超高温钻井液体系研究(Ⅲ)——抗盐高温高压降滤失剂研制

目前,高温高压降滤失剂磺化酚醛树脂(SMP)等不能满足超高温条件下盐水和饱和盐水钻井液高温高压滤失量控制及流变性的需要.为此,利用分子修饰,通过合成条件及配方优化,合成了一种抗盐高温高压降滤失剂HTASP,对其性能进行了评价,并借助红外光谱和热分析对产物的结构和热稳定性进行了分析.结果表明,HTASP热稳定性好,在盐水和饱和盐水钻井液中均具有较好的控制高温高压滤失量的能力,与磺化褐煤(SMC)和降滤失剂LP527、MP488等具有良好的配伍性,与LP527、MP488 和SMC等组成的高密度盐水钻井液体系高温稳定性好,流变性易于控制,高温高压滤失量小于16 mL,为盐水超高温钻井液体系的研究奠定了基础.     

240℃超高温饱和盐水钻井液室内研究

针对超深井钻井工艺对钻井液的要求,采用抗高温降滤失剂MP488、抗高温解絮凝剂LP527、抗盐高温高压降滤失剂HTASP,配制了抗温达240℃、密度为2.0 g/cm3的饱和盐水钻井液体系。性能评价结果表明,该钻井液体系经过240℃、16 h高温老化后具有良好的流变性,高温高压滤失量(180℃)小于20 mL,钻井液抗钙、钻屑、黏土污染性能好,页岩一次回收率达97.4%,沉降稳定性好。     

耐温抗盐降滤失剂P(AA-AMPS-AM)/nano-SiO_2的合成及性能

采用自由基水溶液聚合法,以纳米二氧化硅(nano-SiO2)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)等单体为主要原料,合成了四元共聚物降滤失剂P(AA-AMPS-AM)/nano-SiO2;采用FTIR法表征了该降滤失剂的组成,并评价了它的降滤失性效果、抗盐、抗钙和抑制性等性能,同时考察了该降滤失剂与其他处理剂的配伍性。实验结果表明,该降滤失剂具有良好的耐温抗盐降滤失性能,同时具有良好的抑制性能;与常用处理剂配伍性好,可在水基钻井液体系中显著降低其高温高压滤失量,所形成的饱和盐水钻井液体系在密度2.37 g/cm3下的高温高压滤失量仅为20.0 mL,满足高温下控制钻井液性能的需求。     

正电胶钻井液降滤失剂JHG

在室内合成了一种阴、阳、非复合离子型多元共聚物正电胶钻井液降滤失剂JHG。JHG的性能评价结果表明,JHG在淡水钻井液和正电胶钻井液中均具有很好的降滤失性能,与正电胶钻井液的配伍性能好,具有很好的抗盐、抗钙和抗温性能。当JHG加量为1.0％时,抗盐可达饱和,抗钙在2000 mg/L以上,抗温在150℃以上。JHG不仅能作为正电胶钻井液的降滤失剂,还可作为淡水钻井液、盐水(或饱和盐水)钻井液及深井钻井液的降滤失剂,具有较好的应用前景。     

一种新型抗温抗盐聚合物降滤失剂的室内研究

为了解决现阶段降滤失剂在高温、高盐条件下的降滤失效果差等问题,室内采用2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC),N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)等单体为原料,合成并优选了一种聚合物降滤失剂PAA-330。通过红外表征可知产物满足设计要求,并在室内评价了其各项性能。结果表明:其在淡水浆、盐水浆和饱和盐水浆中,API失水量均在5 mL以下,HTHP滤失量在16 mL以下,表明该剂在高温、高盐条件下均具有良好的降滤失效果。该降滤失剂的热分解温度为304℃,热稳定性良好,能够满足井下较高的井底温度。在复合盐水钻井液中加量2%,经200℃老化后滤失量仍在15.8 mL,且对钻井液流变性无明显影响,表明其耐温性能优异,与钻井液配伍性良好,未来前景广阔。     

无黏土相可循环微泡沫钻井液的室内研究

微泡沫钻井液具有密度低、滤失量低以及携岩能力和防漏、堵漏能力强等特点,因此对低压、易漏地层钻探具有独特的优势,但是常规微泡沫钻井液中含有的固相(黏土相)会对储层造成伤害,难以最大限度地保护和发现油气层,因此研制无黏土相的微泡沫钻井液是当前低密度钻井液发展的方向。通过优选发泡剂、稳泡剂以及降滤失剂等关键处理剂研制出无黏土相可循环的微泡沫钻井液体系。显微镜观察结果显示微气泡的直径在30μm~60μm,尺寸分布均匀。该体系密度在0.61 g/cm3~0.93 g/cm3范围内可调,滤失量低,流变性能优异,抗Na Cl污染能够达到6%,抗油污染都能达到9%,抗温能够达到120℃,能够满足现场施工的需要,为大规模的应用奠定了理论基础。     

抗高温饱和盐水无黏土相钻井液室内研究

为满足高温盐层快速钻进和保护储层的需要,通过对增黏剂、交联剂、降滤失剂、润滑剂和防塌抑制剂优选,得到抗高温饱和盐水无黏土相钻井液配方:饱和盐水+0.2%Na₂CO₃+1.2%增黏剂SSDP+0.4%增黏剂DDL+0.4%增黏剂PAM+0.3%四硼酸钠+3%降滤失剂SL-Ⅱ+3%超细碳酸钙+1%润滑剂HL-8+2%防塌剂AP-1。室内性能评价表明,该钻井液抗温性较好,耐温达170℃;密度为1.22 g/cm³;抗劣质土污染能力较好,抗污染容量达10%:极压润滑系数为0.0388,与油基钻井液接近,润滑性能较好;钻屑在钻井液中的回收率高达96.84%,黏土在钻井液中的膨胀率远小于清水,防塌抑制性能较好;岩心渗透率恢复率>90%,储层保护效果较好.     

甲酸铯盐水与钻井液处理剂配伍性研究

甲酸盐钻井液体系早已在国内外广泛使用,目前我国主要使用甲酸钾和甲酸钠钻井液体系,而对甲酸盐的另一种稀有金属盐——甲酸铯体系则尚未见到进行现场应用以及与钻井液中增黏剂、降虑失剂等处理剂配伍性研究的报道。为研制甲酸铯钻井液体系,并为优选合适的甲酸铯钻井液处理剂提供依据,进行了一系列甲酸铯盐水与钻井液的增黏剂、降滤失剂配伍性实验研究;考察了甲酸铯盐水与增黏剂、降滤失剂的配伍效果并对配伍后的性能进行了实验评价。结果表明:黄原胶、Antisol FL-10、Dristemp及ExStar HT与甲酸铯盐水具有较好的配伍性,可用于甲酸铯钻井液体系;而Driscal-D在甲酸铯盐水中发生交联成片状,配伍性较差。     

钻井液用抗盐降滤失剂MPA-99的研究与应用

以丙烯酰胺、丙烯酸、2—丙烯酰胺基—2—甲基丙磺酸等为主要原料，采用正交试验方法，通过优选共聚物的最佳原料配氏，并在大分子中引入羧钙基、磺酸基等多种官能团，合成了一种抗温、抗盐、抗钙镁离子污染的新型钻井液用聚合物降滤失剂MPA—99。该降滤失剂为淡黄色粉末，在饱和盐水、复合盐水和高钙镁离子钻井液中均具有较强的降滤失效果，并且抗温能力强，是一种综合性能较好的抗盐降滤失剂。室内评价和现场应用表明，聚合物降滤失剂MPA—99在淡水、复合盐水、饱和盐水钻井液中均具有良好的降滤失能力，并且与常规处理剂配伍性好；MPA—99具有较强的抗温、抗钙镁污染能力，钻井液性能稳定，既使在钻穿盐层时，钻井液性能变化也很小，满足了钻井施工的需求。MPA—99生产工艺简单，具有推广应用价值。     

抗超高温高密度聚合物饱和盐水钻井液体系

设计并研制了3种聚合物类水基钻井液抗高温处理剂,即弱交联结构两性离子聚合物降滤失剂、柔性聚合物微球纳米封堵剂和梳型聚合物润滑剂,构建了能够满足深部地层钻井的抗超高温高密度聚合物饱和盐水钻井液体系。研究表明：弱交联结构两性离子聚合物降滤失剂具有良好的反聚电解质效应,200℃、饱和盐环境老化后API滤失量小于8 mL;柔性聚合物微球纳米封堵剂通过改善泥饼质量降低体系的滤失量,对纳米级孔缝具有良好的封堵效果;梳型聚合物润滑剂重均相对分子质量为4 804,具有多个极性吸附位点,高温高盐条件下润滑性能优异。构建的密度为2.0 g/cm³的钻井液体系流变性能良好,200℃的高温高压滤失量小于15 mL,高温静置5 d沉降因子小于0.52,对易水化岩屑的滚动回收率与油基钻井液接近,具有良好的封堵性能和润滑性能。     

抗高温海水无黏土相钻井液研究

通过室内研究,优选出适用于抗高温海水无黏土相钻井液的增黏剂、降滤失剂、润滑剂和防塌抑制剂等,研制了抗高温海水无黏土相钻井液.其性能评价结果表明:该海水无黏土相钻井液耐温达150℃,同时具有较好的抗膨润土污染能力,润滑性和防塌性较好;体系易于控制,能有效减少井下事故的发生,提高钻进速度;岩心渗透率恢复率大干93％,具有较好的储层保护效果.     

抗高温抗盐降滤失剂ZYJ-1的合成及性能评价

采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和乙烯基单体共聚合成了一种抗高温抗盐降滤失剂ZYJ-1，考察了ZYJ-1在淡水钻井液、盐水钻井液、饱和盐水钻井液、人工海水钻井液及含钙盐水钻井液中的降滤失性能。结果表明，ZYJ-1具有良好的降滤失作用，抗高温抗盐，尤其是抗钙、镁离子污染能力强。     

精细化学品工业

TE2 4 2 2 0 0 4 0 5 32 8聚合醇钻井液高温稳定性的研究〔刊〕/胡思明 ,白健… (胜利油田钻井三公司 )∥青岛科技大学学报 .- 2 0 0 3,2 4 (4 ) .- 36 6～ 36 8　　聚合醇是一类多功能钻井液处理剂 ,它具有抑制性、保护油层、润滑等多种性能。研究了在钻井液淡水体系和盐水体系中加入聚合醇对降滤失剂滤失量的影响。结果表明 ,钻井液体系中加入聚合醇能有效提高降滤失剂的耐温性 ,盐水钻井液比淡水钻井液体系提高降滤失剂高温稳定性的效果更加明显。图 3表 4参 1(段军摘 )TE2 5 4 2 0 0 4 0 5 32 9PCM粘土稳定剂的合成及评价〔刊〕/王正…     

AMPS/MTAAC/AM共聚物降滤失剂的合成及性能

采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、三甲基烯丙基氯化铵(MTAAC)和丙烯酰胺(AM)共聚合成了一种抗温抗盐降滤失剂,考察了合成共聚物在淡水钻井液、盐水钻井液、饱和盐水钻井液、人工海水钻井液、含钙盐水钻井液及现场钻井液中的降滤失性能。结果表明,AMPS/MTAAC/AM共聚物具有良好的降滤失作用,抗高温抗盐,尤其抗高价离子污染能力强。     

抗高温无黏土相钻井液体系研究与性能评价

为了使钻井液摆脱对黏土的依赖,较好地保护油气储层和提高钻井速度,通过引入磺酸基团和阳离子单体,合成了增黏降滤失剂SSDP;对增黏剂、降滤失剂、润滑剂和防塌抑制剂进行优选和复配,研制出了抗高温无黏土相钻井液,并对其进行了性能评价。结果表明:所研制的钻井液具有较好的抗温性能,耐温能力达160℃;具有较好的抗劣土污染能力,抗劣土污染容量限达到10%以上;润滑能力接近油基钻井液水平;岩心渗透率恢复率大于90%,具有较好的储层保护效果。由性能评价结果可以看出,该钻井液较好地解决了以往无黏土相钻井液在高温下聚合物降解造成的黏度下降问题,保证了钻井施工的安全进行,具有较好的经济效益。      

超高密度有机盐钻井液流变性和滤失量控制技术

针对中海油缅甸区块存在异常高压的特点,开展了超高密度钻井液技术研究。分析了超高密度水基钻井液技术难点以及超高密度水基钻井液流变性和滤失量的影响机理,提出超高密度水基钻井液性能调控思路,研究了有机盐weight3对高密度钻井液性能的影响,进行了无黏土有机盐体系中的降滤失剂和封堵剂的优选实验,室内优选出密度为2.80g/cm3的有机盐水基钻井液体系并对其进行室内评价。该体系的表观黏度小于100mPa·s,高温高压滤失量小于15mL,评价表明:体系的热稳定性好,可抗160℃高温;具有良好动力稳定性,室温下放置24h后,上下钻井液的密度差为0.03g/cm3;抗污染能力强,能抗5%NaCl、1%石膏和5%劣质土,体系的综合性能可满足现场需要。     

精细化学品工业

TE242200512333AMPS/HMOPTA/AM共聚物降滤失剂的合成及性能〔刊〕/刘明华,周乐群…(中原石油勘探局钻井工程技术研究院)∥精细石油化工进展.-2005,6(3).-24～27用2-丙烯酰胺基-2-甲基磺酸、2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺共聚物,合成了一种抗高温抗盐降滤失剂,考察了合成共聚物对钻井液的降滤失效果。结果表明,合成共聚物在淡水钻井液、盐水钻井液、饱和盐水钻井液、复合盐水钻井液、含钙盐水钻井液及现场钻井液中均具有良好的降滤失作用。共聚物在新濮1-153井浆中用量为1.0%时,基浆的滤失量分别从老化前后的43mL…     

黏弹性聚合物钻井液技术

以自制的性能优良的黏弹性聚合物MVPP为基础,通过优选出配套的抗温降滤失剂,开发出了系列的无黏土、低黏土和中等含量黏土黏弹性聚合物钻井液体系。该体系具有优异的抗剪切稀释性和抗温抗盐性、良好的抑制性和润滑性,无黏土和低黏土体系抗温达180℃,中等含量黏土体系抗温达200℃;150℃的页岩回收率大于90%,8 h页岩膨胀高度不大于0.8 mm;润滑系数不大于0.10,泥饼黏附系数不大于0.016;API滤失量不大于5 mL。该黏弹性聚合物钻井液技术在胜利油田、川东北和新疆区块进行了30余口井的现场试验,该技术以抗温、抗盐、高密度、无黏土和低黏土为特色,可提高机械钻速,减少钻井液滤液对油层的侵害,保护油气层,降低钻井综合成本,实现安全、快速及高效钻井。     

抗高温高密度水基钻井液室内研究

针对深井和超深井钻井工艺技术对钻井液的要求,合成了抗高温不增黏降滤失剂CGW-1、抗盐高温高压降滤失剂CGW-2等处理剂.CGW-1抗温达220℃,黏度低,能避免钻井液高温增稠现象;CGW-2具有良好的抗盐性能.以它们为主处理剂形成了密度为2.5 g/cm3的淡水钻井液及密度为2.3 g/cm3的饱和盐水钻井液.实验结果表明,该抗高温高密度钻井液经过220℃、16 h高温老化后具有良好的流变性,高温高压滤失量小于20 mL;密度为2.5 g/cm3的淡水钻井液具有良好的抗岩屑、黏土、钙污染能力、较强的抑制性和良好的沉降稳定性.     

抗高温钻井液降滤失剂的评价及其作用机理

以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、聚丙烯酰胺和对苯乙烯磺酸钠为原料合成了新型抗高温钻井液降滤失剂PAASD,利用FTIR、1H NMR、泥浆失水仪等方法对PAASD进行了表征并研究了其流变性能和降滤失性能。表征结果显示,合成的PAASD为目标产物,具有良好的增黏性和耐温抗盐性能。PAASD钻井液具有良好的耐温抗盐性能和抗钙侵能力。在三磺化(SMP-1/SMC/SMK)钻井液体系加入PAASD后,在150℃、3.5 MPa下的高温高压滤失量为16.2m L,说明PAASD与三磺化钻井液体系具有良好的协同增效作用。PAASD在高温含盐的钻井液中可对黏土颗粒进行有效吸附,增强了黏土颗粒在高温含盐环境中的水化分散能力。