深井钻井液高温高压流变性研究

本文对高温高压流变性进行了研究，内容包括温度，压力对外事井液流变参数的影响规律，具有温度，压力的钻井液流变参数的计算；钻井液流变参数受温度，压力影响后对外事井过程中岩屑携带，循环压耗值等工程问题的影响情况等。     

钻井液流变性实时测量方法及系统研究

针对当前钻井液测量中无法实现在线测量、工作量大及存在操作误差等问题,提出一种钻井液流变性在线测量装置。通过测量钻井液在不同管径下的压力损失,结合质量流量计所测得的数据,上传到上位机进行处理,从而得到钻井液的各项流变性能参数。试验研究结果表明:对钻井液流变性测量试验平台进行数据测量精度对比试验,与现阶段的API 2003的钻井液流变性测量结果相差无几,其误差在3%以内;在对钻井液密度及黏度变化情况下的试验平台实时测量中,所得结果与不间断采样的旋转黏度计测量数据几乎相同,其误差在4%以内。该钻井液流变性在线测量装置对钻井完井自动化进程有着较好的推动作用,具有显著的社会效益和经济效益。     

钻井液密度在线测量装置的研制

钻井液密度在线测量是钻井液性能在线检测的重要组成部分,文章重点阐述了钻井液密度在线测量方法优选、装置研制、室内评价试验以及现场应用实验。实验结果表明该装置性能可靠、准确度高,适用于钻井液密度在线测量。     

多元醇钻井液高温流变性研究

用Ｆａｎ－５０型高温高压流变仪对聚醚多元醇钻井液高温流变性进行了实验研究,对描述该钻井液高温流变性的流变模式进行了优选。实验结果表明,幂律模式和赫－巴模式是描述该粘井液流变性能的较佳模式;随温度的升高,该钻井液流型指数ｎ、稠度系数Ｋ、高剪切粘度ηＨ呈先升高后降低的变化趋势。     

改性天然高分子基钻井液流变性研究

研究改性天然高分子基钻井液处理剂和体系的流变性有益于对其进一步研究和推广应用。试验测定了IND30、NAT20、NFA25加入4%膨润土基浆中配制的悬浮液,在1022、511、340.7、170.3、10.22、5.11s-1等6个剪切速率下的剪切力,以及钻井液体系在相同条件下的剪切力,确定了适合的流变方程及流变曲线。结果表明,0.2%以内加量的IND30悬浮液的流动特性接近于宾汉模型,0.3%以上加量的IND30悬浮液的流动特性接近于幂律模型;3%以内加量的NAT20悬浮液的流动特性接近于幂律模型;6.0%以内加量的NFA25悬浮液的流动特性接近于宾汉模型;依据正交试验设计的12个配方配制而成的悬浮液的流动特性都接近于幂律模型。     

高密度水基钻井液流变性控制技术

流变性的控制是高密度钻井液施工的关键技术难题。对高密度钻井液进行了分类,以密度—粒度—黏度曲线确定了最优化加重剂粒度分布,通过优化基浆配制工艺、优选强抑制钻井液体系、优化加重剂与钻井液的粒度分布研究,应用超微细、亚微态粒子稳定技术,强化固相控制,形成一套优化的高密度阳离子钻井液技术工艺。在酒东油田的现场应用表明:对密度1.95～2.20 g/cm3的钻井液,黏度可在55～180 s间调节,n小于0.7,K小于0.9,动塑比值在0.4~0.8之间,Kf小于0.1,较好地控制了流动性和润滑性,降低了黏卡发生率,首次在长301井实现了零事故钻井。     

钻井液性能在线监测系统的研制与现场应用

钻井自动化是石油行业发展的必然趋势,钻井液性能自动化测量技术也已开始从室内走向现场。研发出一套钻井液性能在线测量仪器,该仪器具有实时测量、连续记录、自动测量、数据远传4个特点,采用变径管式流变性测量方法、双管串联型振动管、离子选择电极法进行钻井液性能测量,通过采集系统将测量结果进行整合;所采用的软件分为9个界面,将测量结果以图形形式直观地展示出来。该仪器在胜利油田多口井和中海油3口高温高压深井进行了现场应用,应用的最高密度达2.30 g/cm3,仪器测量数据与人工手动测量结果基本一致,误差在设计范围内。该仪器的应用能够有效提升钻井效率,保障井下安全,该技术是国家油气安全战略的需要,对加速钻井自动化、信息化、智能化升级改造有着非常重要的意义。      

温度和压力对钻井液流变性的影响

本文详细论述了温度和压力对钻井液流变性影响的机理、试验结果及实际应用。文中列举了温度、压力、剪切应力、剪切速率等之间的关系，以及试验中所用的各种模型，并举例说明了各种模型在实际钻井作业中的应用。     

温度和密度对高密度钻井液流变性的影响

高密度钻井液流变性的影响因素有很多种,其中温度和密度变化的影响最为常见。通过实验进行研究,分析了密度不变温度变化和温度不变密度变化条件下三类高密度钻井液的流变性。实验研究结果表明:低高密度和高密度钻井液的粘度受温度和钻井液密度控制明显,其变化所引起的规律性极强;中高密度钻井液在不同温度条件下的粘度变化不定,钻井液流变性影响因素复杂。     

基于改进黄金分割法的钻井液流变模式优选

钻井液流变参数的计算和流变模式的优选对于钻井作业的顺利进行至关重要。结合数值计算方法、回归分析和最优化的理论,在穷举法的基础上,引入相关指数、残差平方和以及残差方差3个评价标准,利用黄金分割法加快有根区间的收缩速度,提出了改进的黄金分割搜索算法。利用该方法,不用给定迭代初始值,收敛性好,克服了已有钻井液流变模式优选算法的缺点,同时适用于2参数、3参数、4参数流变方程的参数计算与流变模式优选。借助MATLAB语言编制相应计算程序对大量数据进行计算,并与前人的计算结果进行比较,结果表明:所采用的3种回归评价标准是有效的,与改进的黄金分割搜索算法相结合,能够回归出钻井液的流变参数,并准确地优选出流变模式,残差方差的计算结果平均降低了19.70%,计算结果精度更高。      

蓄能液气泡钻井液流变性能研究

设计并研制了蓄能液气泡钻井液流变性能测试装置,该装置能模拟井下100℃、20 MPa环境,建立了高温(100℃)、高压(20 MPa)条件下蓄能液气泡钻井液流变性能的评价方法。研究表明,研制的蓄能液气泡钻井液表现出良好的剪切稀释特性,携屑能力强;泡沫质量对蓄能液气泡钻井液的流变性能影响很大;由于蓄能液气泡钻井液抗压能力强,因此压力对其流变性影响不大;温度对体系的流变性能是通过影响液相黏度来实现的;气体类型对蓄能液气泡的流变性能影响不大;此外,现场应用时可通过改变发泡剂加量(影响泡沫质量)和搅拌速率(影响泡沫粒径)来调节体系的流变性能。     

超高密度复合盐水钻井液流变性调控及应用

Lu206井是四川盆地南部泸县长宁地区油气页岩气勘查区块的一口评价井,目的层为宝塔组。该井直导眼井井深为4082 m,实际钻井过程中钻遇高压裂缝气导致所施工的最高水基钻井液密度为2.42 g/cm3,气层活跃井控风险大,必须维持钻井液具有超高密度,由于密度超高导致固相控制难度大,还因为上部泥岩地层易造浆,所以导致调控钻井液体系的流变性困难。总结区域内钻井经验,通过系统的室内实验研究,将上部聚磺钻井液体系转换成抗污染能力、抑制性强的超高密度复合盐水钻井液。该复合盐水钻井液在实践中也面临着流变性调控的难点,加强现场理论分析和小型试验,优选出了一种褐煤树脂KJ-4,将KJ-4、高密度分散剂、磺化单宁一起复配,在Lu206井直导眼井四开进行了超高密度复合盐水钻井液的试验。结果表明,该复配组合能较好地调控复合盐水流变性,控制超高密度复合盐水钻井液的黏度和切力,为该区块高密度钻井液流变性的调控提供了一种解决思路。     

深井水基钻井液高温高压流变特性的研究

为随时了解深部井段的钻井液性能,对塔里木油田的一些常用水基钻井液体系的高温高压流变性进行了试验研究,并测定了该油田常用水基钻井液在不同温度和压力下的流变性。对大量的试验数据进行了回归处理,得出了计算水基钻井液在井下温度、压力条件时表观粘度和塑性粘度的数学模型。这有利于现场监测钻井液在井下的流变情况,并及时采取相应的处理措施。     

高密度钻井液稳定性和流变性控制技术

从胶体化学原理以及微观流体力学的角度分析了水基因相悬浮液分散稳定机理及流变性机理,并由此提出了高密度钻井液稳定性和流变性调控技术思路,指出通过采用特殊处理剂吸附在加重剂颗粒表面,增大其表面斥力是改善高密度钻井液稳定性和流变性的重要方法.优选出了一种润滑分散剂GR,评价了该处理剂对加重剂表面Zeta电位的影响,以及对钻井液悬浮性和流变性的影响.评价结果表明,该处理剂可增大加重剂表面Zeta电位,并能改善高密度水基钻井液的悬浮性和流变性.根据所提出的调控高密度钻井液的技术思路,以GR为关键处理剂,优选出了密度为2.80 g/cm<'3>的水基钻井液,该体系具有良好的稳定性和流变性,从而验证了该调控思路的可行性.     

钻井液添加剂定量荧光评价方法的探讨

分析了建立钻井液添加剂定量荧光评价方法的必要性,介绍了钻井液添加剂的荧光机理。从提取溶剂的优选、添加剂的处理方法和荧光测试方法 3个方面,对钻井液添加剂荧光评价方法进行了探讨。同时,提出了一种添加剂荧光评价新方法——"岩屑热滚提取-荧光分光光度计法",并对塔里木油田 2口井使用的钻井液添加剂及其体系进行了荧光对比评价。评价结果表明,环己烷是一种理想的钻井液添加剂荧光评价分析溶剂。文中提出的新方法符合现场荧光录井的实际,既能对钻井液添加剂做到定量荧光评价,同时又能确定钻井液添加剂所产生的荧光对原油荧光显示的干扰程度,具有广阔的应用前景。     

钻井液热物性参数测量及其对井筒温度场的影响

为准确计算钻井过程中井筒内的温度分布,基于瞬态热线法及热平衡原理设计了钻井液热物性参数测试仪.利用该仪器对聚合物钻井液和聚磺钻井液的导热系数和比热进行了实测研究,分析了钻井液导热系数和比热变化对井筒内温度计算值的影响,得到了2种钻井液的导热系数和比热随温度变化的规律,并依据实验数据拟合出了不同温度下2种钻井液的导热系数和比热求取公式.考虑温度对钻井液物性参数的影响,建立了井筒温度场模型.研究表明,钻井液热物性参数的变化对环空温度计算值的影响明显,并通过温度场间接影响到井筒内其它参数的计算.     

钻井液添加剂荧光检测方法初探

在探井钻井过程中,对钻井液添加剂的荧光要求越来越高,但添加剂的荧光检测一直没有一套科学、系统的试验方法,并且在认识上存在很多误区.从仪器原理、试验方法、试验图谱的应用分析几个方面,对钻井液添加剂的荧光检测方法进行了摸索.指出,荧光检测值是一个相对值,选定油样非常重要,由不同的标准曲线得出的荧光值是不一样的,因此在做钻井液添加剂的荧光检测时,首先要明确添加剂使用的区块,然后选取邻井油样制作标准曲线,最后再进行试验,脱离指定区块邻井油样测出的荧光值是没有任何意义的.     

钻井液技术现状及发展方向

介绍了国内外钻井液处理剂和钻井液技术现状,对如何提高钻井液处理剂和钻井液的水平,以及今后钻井液处理剂和钻井液的开发方向提出了几点看法,认为钻井液工艺技术应向钻井液工程技术转化,最终形成钻井液工程技术,提高钻井综合效益,有效地保护油气层和提高油井产量.并讨论了中原油田钻井液处理剂和钻井液技术发展趋势.