硅酸盐钻井液防塌机理研究

基于电位、粒径分布、红外稳定性、压力传递和吸附量等测定方法,对硅酸盐钻井液的防塌机理进行的研究结果发现,无机盐类型和浓度以及pH值是硅酸盐粒径分布的主要控制因素,通过影响硅酸盐粒径分布从而影响硅酸盐钻井液的防塌效果,适当的无机盐也有利于协同防塌。通过压力传递实验研究发现,硅酸盐钻井液阻缓压力传递的效果显著,诱导的化学渗透压力效果也非常明显,其膜效率高。这也从另一个侧面反映了钻井液的强封堵能力可能源于在井壁上所形成的硅酸盐与页岩作用的膜,用实验验证了硅酸盐钻井液能够在极短时间内有效封堵井壁。     

防塌剂的防塌机理及对应的评价方法

目前防塌剂的种类多,评价方法也很多,防塌剂的评价方法不统一,本文在介绍防塌剂的评价方法及防塌机理的基础上,提出了一些观点,使防塌剂的防塌机理和评价方法尽量对应起来。     

饱和盐水钻井液对高膨胀凝灰岩的防塌机理分析

针对高膨胀快速垮塌凝灰岩带来的钻井卡钻问题,前期研究中研制了饱和盐水防塌钻井液,对该钻井液的防塌机理进行研究。通过讨论可溶淀粉、NaCl、NaOH和凝灰岩浸提液的作用、井壁膜组分等分析钻井液的阻水防塌作用;通过设计增量溶剂防塌实验并对比溶出离子状态,分析钻井液对凝灰岩中可溶物的阻溶防塌作用。研究认为:配方中的可溶淀粉沿微裂缝失水絮凝,淀粉絮凝可堵塞溶液进入凝灰岩的通道,淀粉还为NaCl结晶提供结晶和生长的基础;NaOH的加入有助于淀粉絮凝和NaCl结晶,并对可溶物的溶解有增进阻碍作用;饱和NaCl有阻止凝灰岩中可溶物溶出和结晶堵塞的双重作用;凝灰岩浸提液对阻溶及助结晶有重要作用。井壁凝灰岩吸水后,钻井液中的NaCl和可溶淀粉在其他成分的共同作用下,在井壁形成含NaCl结晶的混合膜,絮凝、结晶及成膜均阻碍了水渗入凝灰岩中。由定性和定量分析得到可溶物的溶出在凝灰岩分解垮塌中起重要作用的结论。对溶出物质的定量分析表明,钻井液不仅从物理上隔水防塌,也从化学上阻溶防塌。     

硅酸盐钻井液防塌机理与应用技术

利用Zetasizer3000胶体电位-粒度仪、Turbiscan红外分散稳定仪以及SHM泥页岩化学-力学耦合模拟试验装置等先进的实验仪器和研究手段，初步探索了硅酸盐钻井液防止井壁坍塌的微观作用机理。研究表明，浓度为5％的硅酸盐水溶液的粒度分布较窄、颗粒较均匀，协同使用的无机盐最佳加量为3％，且粒度分布受溶液pH值和硅酸盐模数影响较大。硅酸盐胶体溶液Zeta电位为-41．O～-31．0mV，对泥岩钻屑分散体系具有很强的稳定作用；硅酸盐与泥页岩作用可以形成致密的“隔膜”，具有较理想的阻止滤液侵入和压力传递的作用。研究开发了硅酸盐钻井液配方，现场试验表明，硅酸盐钻井液流变性好，井壁稳定能力强。图6表3参11     

“三强”防塌钻井液的研究与应用

通过对四川地区地层失稳的机理分析,认为失稳主要由以下原因造成:地层中的泥页岩吸水膨胀造成井壁失稳;地层中存在众多纵横交错的裂缝、微裂缝,裂缝、微裂缝吸水引起应力失衡,或者地层因受到频繁的拉伸和挤压作用形成破碎带,在破碎带地层泥页岩吸水膨胀和应力失衡同时存在,造成井壁失稳.针对井壁失稳的原因,采取了包被、抑制和封堵相结合的方法,经过室内实验优选出“三强”(强包被、强抑制、强封堵)防塌钻井液.该体系通过现场20多口井的应用,解决了气液转换过程中出现的垮塌和正常钻进中的井壁稳定问题,使用的钻井液密度最高达到2.20 g/cm3,其抑制能力高于7％氯化钾溶液,封堵能力强于普通封堵钻井液,可在不同地区不同密度下使用,适应性强.     

井壁失稳机理和几种新型防塌泥浆的防塌机理--文献综述

本文综述了几年来国内外有关井壁失稳机理和一些新防塌泥浆作用机理研究的文献,由此归纳出防塌泥浆作用机理的一些共同规律,为泥浆防塌处理剂新的作用机理的研究和建立提供具有启发性的思路。     

硅钾基防塌钻井液在江汉松滋油田的应用研究

根据江汉松滋油田地层泥页岩的矿物组成、微观结构及理化性能资料．研究出了适于该油田的硅钾基防塌钻井液体系的基本配方．评价了其防塌性能、抗钻屑污染能力及抗温能力．探讨了其防塌机理。现场应用表明．该体系维护容易．防塌效果明显。     

华北油田长裸眼防卡防塌钻井液技术

由于钻井工艺技术的不断提高,井径为215.9mm和311.15 mm的裸眼井段不断增深,一般长2500—3200 m,这些井由于减少了套管的下入层次,因而对钻井液工艺技术提出了更高的要求。华北油田钻井二公司在冀中的勘探开发中针对各区块钻井实际情况,采用了合理的钻井液配方和钻井液防卡、防塌工艺技术。尤其是在近几年,钻井液防卡防塌工艺技术更有长足的进展,并且取得了一定的经济效益。粘卡事故从1996年的0.26次/(10 km)逐渐递减到1999年的0.18次/(10 km),粘卡解卡率为100％,中途测试防卡成功率为100％。据对完钻井     

聚合醇类防塌水基钻井液体系的研究及其应用

针对钻井工程技术和环境保护的需要，从油基钻井液的防塌作用机理出发，研制了新型聚合醇类防塌水基钻 液体系。经室内研究和海上油田应用证实，ＰＥＭ具有无荧光，不干扰地质录井，有利于发现油层，抑制和防塌能力接近渥基钻井液水平，ＥＣ５０》３００００ｍｇ／Ｌ，满足环境保护的要求和优良的储层保护特性等优点。     

成膜树脂防塌剂FGA的研究

FGA是一种成膜树脂,无荧光,无污染,它属于中等分子量的非离子型的饱和碳链聚合物。室内评价了FGA抑制粘土膨胀,防止页岩分散,降低滤失量及泥饼渗透率,与常用处理剂的配伍性及抗污染的效果。结果表明,FGA具有防止粘土膨胀和分散,降低钻井液滤失量和泥饼渗透率,与CMC、K-PHP、SMP等常用处理剂有较好的配伍性,FGA钻井液具有较好的抗盐侵、钙侵、劣土侵能力及抗温能力。柴3井使用了FGA钻井液对松散的易塌地层起到了明显的稳定作用。     

阳离子化多元醇防塌剂的研制

室内研究和现场应用表明,聚乙烯醇类防塌剂表现出较明显的增粘负效应,可引起钻井液粘度的急剧增加,严重影响其推广应用.通过金属盐催化降解和阳离子化反应,研制出了抑制性好且增粘负效应低的阳离子化改性多元醇防塌剂.考察了阳离子化试剂、反应温度、反应时间对取代度、反应效率和产品主要性能的影响,得出了阳离子化多元醇防塌剂最佳制备条件,即：PVA与阳离子化试剂物质的量比为1：1,反应温度为50℃,反应时间为4 h,阳离子度可达0.435.     

JLX水基防塌润滑剂的吸附特性研究

ＪＬＸ水基防塌润滑剂是一种环境可接受的非离子型水基钻井液处理剂、实验室考察了这种防塌润滑剂在粘土颗粒表面上的吸附特性。实验从吸附速度、吸附等温线形状，无机盐种类及氯化钾加量的变化对吸附量的影响等方面，获得了一些规律性的认识，加动态平衡的吸附时间为２ｈ，ＪＬＸ的吸附量随无机盐加量的增加而增加，吸附等温线形状基本符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附，ＪＬＸ在水溶液中与ＫＣｌ复配有利于前者的吸附等。这些认识为进     

钻井液用防塌润滑剂聚合醇JHG的合成及性能评价

根据阴离子聚合机理．合成了一种用作钻井液防塌润滑剂的聚合醇JHG,并对其进行了性能评价。实验结果表明,聚合醇JHG具有较好的润滑性、抑制性、抗高温老化性、抗盐性,并且与聚合物钻井液的配伍性良好．而且对聚合物钻井液的流变性具有高温稳定性和一定的高温降滤失作用。     

钻井液用阳离子甲基葡萄糖苷

针对甲基葡萄糖苷在钻井液中加量大、抗温性较差、抑制性有待提高等缺陷,在甲基葡萄糖苷分子上引入季铵盐的结构,合成了阳离子甲基葡萄糖苷CMEG。实验结果表明,合成出的CMEG具有很好的表面活性和润滑性,5%CMEG水溶液的表面张力为30.9 mN/m,摩阻系数仅为0.16(与油基钻井液相当),有助于提高采收率和加快钻井速度;具有优异的抑制页岩水化膨胀(相对回收率高达99.01%)和抗高温(150℃)的能力,且配伍性较好,能与其他处理剂产生协同作用。CMEG性能都优于甲基葡萄糖苷,预计在钻井液中具有极好的应用前景。     

甲基葡萄糖苷钻井液体系的室内研究

甲基葡萄糖苷是一种聚糖类高分子物质的单体衍生物,在钻井液体系中加入一定量的甲基葡萄糖苷能降低钻井液的水活度,并形成理想的半透膜,有效减缓压力传递和滤液的侵入,从而维持井壁稳定。以室内合成的甲基葡萄糖苷为主要成分构建了甲基葡萄糖苷钻井液体系。并对其流变性、抑制性、润滑性、抗污染能力以及储层保护能力进行了评价。室内研究结果表明:甲基葡萄糖苷钻井液体系具有良好的流变性、抑制性、润滑性及抗污染能力,不同的无机盐加入对钻井液体系流变性及降滤失性影响不大,劣质土污染后体系性能基本不变;同时该体系具有优异的储层保护性能,室内动态污染后的平均渗透率恢复值达到了96.1%,是理想的环保型钻井液体系。     

乍得H区块BaobabN-8井防塌钻井液技术

在勘探开发过程中．乍得H区块下部地层存在严重的井壁失稳问题。利用X射线衍射、阳离子交换容量等试验手段．对BaobabN-8井岩样进行了系统分析．探讨了该地区复杂地层的井壁失稳机理。、通过大量的单剂优选和配方优化试验．优化出适合乍得H区块下部地层特性并符合环保要求的防塌钻井液体系。研究结果表明,该体系可抗120℃高温,抗岩屑污染达到10％,抗钙污染达到1％,抗NaCI污染达到10％,可满足乍得H区块易坍塌地层钻井的需要．     

烷基糖苷含量测定方法研究进展

对现有的烷基糖苷含量测定方法进行了综述,包括气相色谱法、高效液相色谱法、蒽酮比色法、薄层色谱法、核磁共振法、红外光谱法、毛细超临界流体色谱法、液相色谱-质谱联用技术等。介绍了钻井液中烷基糖苷含量的测定方法——分离称重法,为钻井液中烷基糖苷的含量控制提供技术指导。     

甲基葡萄糖苷及其钻井液

综述了甲基葡萄糖苷的合成方法、理化性能以及甲基葡萄糖苷钻井液的性能及在墨西哥湾地区的应用情况。甲基葡萄糖苷钻井液是一种具有良好的润滑性、降滤失性及高温稳定性且无毒、易生物降解的新型水基钻井液,是油基钻井液的理想替代体系。该体系为解决钻井过程中井眼失稳和环境污染等问题提供了新的方法和途径。     

阳离子烷基葡萄糖苷钻井液

针对烷基糖苷钻井液在现场应用中出现的问题,中原油田钻井液技术公司首次将阳离子烷基糖苷（CAPG）引入钻井液。CAPG钻井液的优化配方为:375 mL自来水+6%CAPG+0.6%降滤失剂LV-CMC+0.6%流型调节剂黄原胶+0.4%增黏剂HV-CMC+3%封堵剂WLP+0.4%NaOH+0.2%Na₂CO₃+24%NaCl+0.4%抗氧化剂NaHSO₃。CAPG钻井液的相关性能测试结果表明,该钻井液体系在抑制性、抗温性、润滑性、滤液表面活性、抗污染性、降滤失性及储层保护等方面性能优良。岩屑一次回收率99.15%,相对回收率99.45%,相对抑制率91.4%,抗温达160℃,极压润滑系数0.097,滤液表面张力19.52mN/m,滤失量4.0mL,抗NaCl 36%（质量分数,后同）,抗CaCl25%,抗膨润土10%,抗钻屑10%,抗水侵20%,抗原油10%,岩心的静态渗透率恢复值大于93%,动态渗透率恢复值大于92%。其各方面性能均优于烷基糖苷钻井液,在油气勘探开发中的应用前景良好。