无固相钻井液超高温增黏剂SDKP的结构、性能及应用

针对当前无固相钻井液抗温能力较差,无法满足深部潜山高温储层保护技术需要,研制了一种超高温增黏剂SDKP,采用红外光谱、核磁氢谱和凝胶色谱表征和测定了SDKP的分子结构和相对分子质量,采用热重分析研究了其分子链的热稳定性,评价了其在无固相水基钻井液中的增黏、抗温、抗盐性能。采用环境扫描电镜（ESEM）和流变仪对其增黏机理进行了探讨。结果表明,SDKP具有良好的增黏性和热稳定性,能有效提高无固相钻井液的黏度,在淡水、盐水无固相钻井液中的抗温能力达180℃,抗温增黏效果优于国外同类代表性处理剂HE300。SDKP分子在水中形成了由微米级纤维束构成的紧密的空间网状结构,且在盐水中也能形成连续的缔合结构;SDKP水溶液具有高温增黏特性,且在盐水中也具有一定的高温增稠特性。SDKP在辽河兴古潜山马古-H117井高温水平井段进行了现场应用,应用结果表明,以SDKP为主处理剂形成的卤水无固相钻井液具有良好的流变性和热稳定性,确保了该井水平段安全、顺利施工。     

钻井液用抗高温聚合物增黏剂的制备与性能评价

针对当前钻井液增黏剂耐温抗盐性能较差,无法满足深部高温储层钻探要求的问题,以2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)为单体,利用自由基共聚法制备了耐温抗盐聚合物增黏剂ANAD。采用正交实验法优化ANAD的合成条件,采用红外光谱仪、核磁共振波谱仪等表征ANAD的分子结构,采用热重分析仪测定ANAD分子链的热稳定性,评价了ANAD在基浆中的耐温抗盐性能,分析了ANAD的增黏机理。结果表明,在引发剂2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐(AIBI)加量0.5%、单体摩尔比n(AMPS)∶n(NVP)∶n(AM)∶n(DMAM)=37.70∶31.10∶31.10∶0.10、反应温度55℃的条件下制备的ANAD抗温性能优良,分子链初始分解温度为328℃,在淡水基浆和15%盐水基浆中的抗温能力分别为230℃和180℃。ANAD的抗剪切性能良好。ANAD具有大分子侧链、刚性基团及极性基团磺酸基团,其抗温、抗盐、增黏和抗剪切性能均优于国内常用增黏剂80A51。图10表4参20     

水基钻井液抗高温降黏剂VRA的研究

通过对抗高温聚合物分子结构进行设计,合成出了两性离子型聚合物降黏剂VRA,并对其抗温性、抗盐性和配伍性等性能进行了评价.结果表明,VRA可明显降低淡水钻井液的表观黏度和动切力,获得良好的降黏效果.VRA在盐水和含钙盐水钻井液中也有较好的降黏效果;用VRA处理的不同类型钻井液老化后的表观黏度、动切力均未有明显的增加;而且VRA防止地层坍塌的能力明显优于乙烯基磺酸盐聚合物PAMS-601.由此可以得出,两性离子型聚合物VRA是一种热稳定性和抑制性好、降黏和抗温、抗盐能力强的降黏剂,并有利于油气层的保护.     

抗高温抗盐聚合物增黏剂的研制与性能评价

针对聚合物类增黏剂在高温和高盐环境下降解失效,不易现场维护等问题,以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基吡咯烷酮、白油及配套乳化剂为主要原料,采用反相乳液聚合法合成了高相对分子质量的抗温抗盐聚合物增黏剂DQVIS,考察了该剂的抗老化性、增黏性、降滤失性,并以DQVIS替代原深层水基体系中的增黏剂考察了D...     

高性能水基钻井液增黏剂研发思路探讨

分析了常用钻井液增黏剂在应用于高温高盐地层时存在的问题,总结了当前提高增黏剂耐温抗盐性能的技术措施,主要包括:优选且向增黏剂分子中引入更强效能的功能性单体,利用其刚性、位阻效应及可能存在的基团间的缔合结构等来提高增黏剂的耐温抗盐能力;向增黏剂分子中引入具有双官能团的交联共聚单体或利用交联剂与增黏剂分子中的可交联官能团交联,从而形成可控交联的分子结构。最后分析提出了高性能钻井液增黏剂的研发思路。     

合成锂皂石用作超高温水基钻井液增黏剂实验研究

针对现有聚合物增黏剂抗温能力不足的问题,无法满足超高温（耐240℃）水基钻井液使用要求,提出采用合成锂皂石作为水基钻井液超高温增黏剂。采用X射线粉晶衍射及热重分析对合成锂皂石进行了结构表征,对其増黏性能、抗温性及抗盐性能等进行了评价,并分析了合成锂皂石抗高温增黏机理。实验结果发现:合成锂皂石H-6具有优良的増黏性能和热稳定性,抗温能力可达240℃,而且抗高温増黏效果优于现有国内外高温增黏剂产品。在4%钠膨润土基浆中加入1% H-6,240℃高温老化16 h前后浆液的表观黏度均为16.5 mPa·s,而加有1%高温增黏剂HE300的钠土基浆经240℃老化16 h后其表观黏度降低率大于92%。研究结果表明,合成锂皂石与其它处理剂配伍性好,适合用作超高温增黏剂,在超高温水基钻井液中具有广阔的应用前景。      

油基钻井液增黏剂的合成及室内评价

以油酸和胺类化合物为主要原料,利用缩合法制备了一种全油基钻井液增黏剂。测试了增黏剂样品在3种不同体系即5#白油、5#白油+有机土体系以及全油基钻井液体系中的流变性能,探讨了不同因素对全油基钻井液流变性能的影响。研究结果表明,该增黏剂样品对3种体系均有较好的增黏能力,抗温可达180℃;且该增黏剂具有制备过程简单,成本相对较低和安全无毒等优点,可广泛应用于油基钻井液中。     

基于新型增黏剂的低密度无固相抗高温钻井液体系

在分子设计的基础上,以AMPS、N-乙烯基己内酰胺、二乙烯苯为共聚单体,研制出了新型抗高温聚合物增黏剂(SDKP)。SDKP的分子量不高,但当其浓度达到临界缔合浓度时,分子中的疏水链段以及分子微交联结构中的疏水苯基之间可产生疏水缔合作用,形成较大的动态物理交联网络,从而起到增黏作用。采用Haake RS6000流变仪进行的评价结果表明,SDKP具有优良的高温增黏特性,抗温达165℃。通过对抗氧化剂、降滤失剂、润滑剂和抑制剂的优选,研制出了一套密度为1.02 g/cm3、耐温能力达190℃的低密度无固相抗高温钻井液(WGX)体系。评价结果表明:WGX体系在170℃、5.5 MPa下的表观黏度和塑性黏度分别大于30 m Pa s和17 m Pa s,高温携岩能力较强;岩心渗透率恢复率大于90%,油层保护性能好;抗Na Cl、劣质土污染能力分别达5%和10%,具有一定的抗污染能力;膨胀率仅为7.22%,泥页岩回收率高达89.33%,防塌抑制性好;极压润滑系数仅为0.085,润滑性能好。     

水基钻井液用锂皂石增黏剂的合成及性能研究

针对天然锂皂石矿物稀缺和钻井领域亟需抗高温水基钻井液增黏剂的现状,优选了微波辅助法合成锂皂石,利用粉末X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、粒径分析对合成锂皂石进行了表征,并研究了其作为水基钻井液增黏剂的效果。结果表明,利用微波辅助法合成了纯度较高的纳米级锂皂石,其粒径尺寸主要分布在18.17～58.77 nm,平均粒径仅为29.72 nm;随着锂皂石浓度从0.3%增加到1.5%,4%膨润土基浆的黏度、切力以及动塑比均显著增大,滤失量也逐渐降低,说明锂皂石还具有一定的降滤失效果,加入1.2%锂皂石,基浆黏度可提高2.64倍,且切力和动塑比保持适中;1.5%的锂皂石能抵抗至少2.5%的钙侵和15%的盐侵;随着老化温度从80℃增加到220℃,4%基浆+1.5%锂皂石的表观黏度先减小后增大,维持在20 mPa·s以上,动切力和动塑比同样先减小后增加,但是下降幅度较为明显;在200℃,常规的有机聚合物增黏剂均失效,而锂皂石增黏剂却仍能保持很好的增黏效果。因此,合成锂皂石是一种理想的抗高温型水基钻井液增黏剂,且具有良好的配伍性。      

无固相钻井液用增黏剂的合成

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,采用氧化还原引发剂水溶液聚合法合成了钻井液用增黏降滤失剂。通过单因素和正交实验确定了合成最优条件,并对产品的耐盐、耐温和降滤失性能进行评价。实验结果表明:在单体质量分数为37.5%、n(SSS)∶n(AMPS)∶n(AM)∶n(DMC)=1.5∶4.5∶9∶1、反应温度为45℃、引发剂用量为0.75%和pH=9条件下合成的聚合物具有较好的增黏、耐盐、耐温和降滤失性以及与其他钻井液添加剂有较好的配伍性。     

胜利油田无固相抗高温钻井液体系的研究与应用

针对埋藏较深的潜山油藏、碳酸盐岩储层的地层温度较高,固相颗粒是其主要损害因素的特点,研制出了一种用于无固相钻井液体系、抗温能力超过150 ℃的高温增粘剂TV-Ⅰ,以此为主剂研制出了淡水、复合盐水、海水等无固相钻井液体系,并分别在胜利油田4个不同区块的13口井上进行了现场应用.结果表明:在井深超过4000 m、井底温度在150 ℃以上(最高达170 ℃)的情况下,该体系具有热稳定性好、抗温抗盐能力强(高达180 ℃)的特点,很好地解决了以往无固相钻井液高温状态下由于聚合物的降解而造成的降粘问题;携岩能力强,保证了钻井施工安全顺利;具有良好的技术经济效益.     

新型抗高温水包油钻井液研究与应用

针对渤海油田潜山地层压力控制钻井中水包油钻井液抗高温性、稳定性、可重复利用性不足等问题,通过优选抗高温乳化剂、增粘剂、降滤失剂等研制了新型抗高温水包油钻井液.室内评价结果表明,新型抗高温水包油钻井液具有良好的抑制性、润滑性、稳定性、抗污染性和油气层保护能力.根据JZ25-1S等油田潜山地层井中低温特性,为降低钻井液成本,对新型抗高温水包油钻井液配方进行了优化,取得了成功应用,可在渤海其他油田潜山地层中推广.     

耐温抗盐聚合物钻井液在中原油田水平井的研究与应用

根据中原油田地层具有高温、高盐、易塌、易漏失的特点。研究了水平井用耐温抗盐聚合物正电胶钻井液。优选出的新型阳离子流型调节剂SPJ-1和SPJ-2，抗温达120℃．抗盐可达饱和。同时SPJ-2又是一种理想的抗温原油乳化剂．SPJ-2乳化的钻井液原油不分层，在120℃时钻井液不增粘。室内试验结果表明，耐温抗盐聚合物正电胶水基钻井液具有良好的井眼净化、摩阻控制、井壁稳定及油层保护等性能。现场应用表明，该钻井液悬屑携砂能力强，流变性能易于控制，在大井眼段排量不能满足要求的情况下，结合短起冲砂能满足水平井及高难度定向井井眼净化的要求；抗盐污染能力强，钻进盐膏层后性能变化小；抑制性能好，井壁稳定。实验井的平均井径扩大率明显低于邻井；井下摩阻小，循环开泵摩阻为30～40kN；保护油气层效果好，岩心静态渗透率恢复值在85％以上。     

深井抗高温钻井液体系的研究与应用

深井钻井液的热稳定性一直是国内外研究的关键问题。室内试验在优选抗高温处理剂的基础上，通过引入新型的硅氟共聚物降粘剂GF-260，开发出了一种新型抗高温硅氟聚合物钻井液，即4％钠膨润土＋3％MMH＋5％MF-1（复合降滤失剂）＋2％Na2SO4（抗高温稳定剂）＋2％RH-1＋2％GF-260＋1％ZH-Ⅲ（缓蚀剂）＋其它辅剂。室内对该钻井液的抗温性、页岩膨胀性和悬浮稳定性进行了评价。结果表明，抗高温硅氟聚合物钻井液具有优良的抗高温悬浮稳定性、抑制防塌能力和很高的热稳定性（抗温可达220℃）。在和参1井和莱深1井应用中，抗高温硅氟聚合物钻井液性能稳定，钻井施工顺利，电测和下套管一次成功，未发生井壁垮塌现象，钻井周期比该地区同类井缩短了1／3，综合钻探效果显著。     

无固相钻井液抗高温增粘剂WTZN的研究与应用

阐述了研究无固相钻井液抗高温增粘剂的重要性,介绍了一种无固相钻井液增粘剂的室内合成方法,并对合成样品的增粘效果、在淡水和盐水体系中的抗高温性能进行了实验评价,并对其现场应用效果进行了分析.结果表明:WTZN无固相钻井液增粘剂增粘、提高动切力效果好,有利于提高钻井液携带岩屑能力;抗高温稳定性强,可用于深井勘探开发;在淡水和盐水中的增粘效果和抗高温能力均十分明显.     

钻井液降滤失剂KJC的合成

降滤失剂作为重要的钻井液处理剂,其耐温耐盐能力直接影响水基钻井液的性能。从聚合物结构和官能团出发,选用对苯乙烯磺酸钠(SSS)、丙烯酰胺(AM)、烯丙基聚乙二醇(APEG)进行共聚得到钻井液降滤失剂KJC。以失水量为评价指标,通过单因素实验得到最佳合成条件为:m(APEG)∶m(AM)∶m(SSS)=1∶2∶1,单体质量分数20%,反应温度60℃,引发剂质量分数0.7%,反应时间5h。通过红外分析表明,合成产物结构与设计结构相符。性能评价表明,所合成的聚合物具有较好的抗温能力和抗钙能力。     

有机硅抗高温钻井液体系的室内研究

提出了一种新型的有机硅抗高温钻井液.该钻井液以高温稳定的硅基有机物为主要组分,并引入一种以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体的四元共聚物高温抗盐降滤失剂OCL-JB,基本配方为:4%膨润土 6%OCL-JB 4%OCL-JA(降滤失剂) 2%OCL-GLT(降滤失剂) 0.5%OCL-GNT(降粘剂) 重晶石.硅基有机物增加了甲基含量,并引入了抗高温稳定剂和磺化物,从而提高了其化学稳定性和高温稳定性.该有机硅抗高温钻井液具有好的页岩抑制性、润滑性和井眼稳定性;滤失量小,滤饼薄且致密,可有效防止钻头泥包;携砂能力强,流变性容易控制;在高矿化度下,钻井液性能稳定,能抗5%评价土、4%NaCl和2?SO4的污染;抗温能力强,在180 ℃以上;而且体系所用材料无毒、无荧光,适用于深井钻探.     

天然材料接枝共聚物分散剂的合成及性能评价

Cedigaz公司于2013年7月15日发布第五版地下储气库参考报告,预计全球天然气存储能力将从2013年初的3 770×108 m3增加至2030年初的(5 570~6 310)×108 m3。这期间将需要持续的投资总计1200亿欧元。根据Cedigaz的分析,存储占全球天然气需求的比例将从2013年的11.3%增加至2030年的11.6%~13.1%。新的存储市场(亚洲和中东)到2030年将占新     

强抑制性高钙盐聚合物钻井液体系的研究与应用

研究形成了以无机-有机单体聚合物SIOP、两性离子磺酸盐聚合物CPS-2000、聚合铝防塌剂AOP-1及固相化学清洁剂ZSC-201等为主处理剂的强抑制性高钙盐聚合物钻井液体系.该体系游离钙离子质量浓度大于1.5/L,具有良好的抑制防塌性能,抗温达到180℃,抗盐达饱和,抗钙达到30g/L,流变性能良好,在中原、塔河、...     

超高密度水基钻井液加重剂研究

超高密度水基钻井液常规加重剂易引起黏度效应,导致钻井液黏度过大失去流动性。采用表面活化和粒度级配的方式对重晶石进行了优化。通过电势影响和流变性实验确定出表面活化剂（RAB）的最佳加量,并在此基础上,以经典堆积理论为基础,采用Dinger-Funk分布方程计算出不同分布模数下的粒度范围,通过大量室内实验,确定出最佳粒度级配。通过优化生产工艺生产出工业级的特殊重晶石,在四川地区多口高压深井气井进行了应用,成功配制出超高密度水基钻井液（密度≥2.65 g/cm3）。现场应用结果表明,以特殊重晶石加重的超高密度水基钻井液,具有加重密度高、流变性可控、抗盐水侵等特点,满足实际施工需要,具有较高的推广价值。