新型海洋环保聚合醇钻井液室内性能研究

针对海上钻井对钻井液体系的环保要求,以各种钻井液处理剂的生物毒性分析为基础,筛选出了优质的钻井液处理剂.并结合海上钻井对钻井液性能的要求,优选出了新型海洋环保聚合醇钻井液配方,并对其性能进行了评价.评价结果表明,优选出的新型海洋环保聚合醇钻井液具有强抑制防塌性能、良好的润滑性能和储层保护能力,生物毒性低,环保性能好,可满足海上快速、优质钻井的需要,应用前景广阔.     

生物柴油钻井液研究与应用

针对油基钻井液目前存在的配制成本高、易污染环境、有一定的安全隐患等缺点,以具有可再生性能、安全性能和环境保护性能的生物柴油作为基油,研制出了全生物柴油基钻井液和生物柴油油包水钻井液.评价结果表明,全生物柴油基钻井液配方简单,流变性能良好,具有良好的抗高温(180℃)和抗水侵(10％淡水或10％饱和盐水)、钙侵(3％ Ca2+)、劣土侵(10％钠膨润土)能力;油水比为8∶2的油包水钻井液密度达1.92g/cm3仍具有良好的流变性能和乳化稳定性;毒性低,对卤虫幼体的半致死浓度为36 114 mg/L,符合一级海区和二级海区生物毒性要求.生物柴油油包水钻井液在胜利油田渤页平1-2井中进行了应用,该体系性能稳定,在高密度情况下流变性能良好,施工过程中起下钻通畅,完井管柱下入顺利.     

中国钻井液环保监测机制亟待建立

近年来随着人们环保意识的增强,使得废弃钻井液的毒性问题越来越受到关注.废弃钻井液会对环境造成严重的影响,如污染地表水和地下水资源,造成土壤板结,使农作物无法生长;各种重金属滞留在土壤中影响农作物生长,并且富集于植物,间接危害人类健康,同时也会危害到水生动物和飞禽.分析了现有钻井废弃物处理方法的优缺点,认为所有处理方法都是事后的一种补救措施,具有暂时性、不彻底性的特点,因此建议在开钻前进行钻井设计时,就将钻井液的毒性问题考虑在内,使用双保钻井液.双保钻井液不但能够满足钻井需要,保护油层,而且不污染环境.由于目前双保钻井液的普遍推广应用还有一定困难,就有必要建立钻井液环保监测机制.     

环保钻井液技术现状及发展趋势

综述了环保钻井液技术发展现状,通过分析环保钻井液存在的问题,对环保钻井液的发展趋势提出了认识.环保钻井液应具有:与油基钻井液相当或接近的抑制性能;配制和维护成本与普通水基钻井液相近;满足施工地区的环保排放标准,对农业生产无害,最好是有益于当地的生态环境;保证施工人员的健康和安全;适应于各种复杂井和深井的钻探需要.在今后的环保钻井液技术研究中,应该重视对天然高分子材料和各种环保处理剂的改性和完善以及对无毒无污染的有机盐和无机盐使用技术的攻关,解决环保钻井液抑制性和抗温性问题,开发低成本高性能的无毒环保钻井液.     

环保型钻井液应用分析与发展方向

论述了废弃钻井液日趋严峻的环境污染问题和近年来环保型钻井液的研究及应用进展情况,其中包括白油钻井液、烷基葡萄糖苷钻井液、硅酸盐钻井液、合成基钻井液和聚合醇钻井液,且对这些钻井液的作用机理、适用性和环保性能进行了分析,并简述了几种近年来开发的环保型钻井液处理剂。最后指出目前环保性钻井液技术存在的问题及未来的发展方向。     

长庆油田水基环保成膜钻井液研究与现场试验

长庆油田的地理气候条件独特,要求该油田所用钻井液应具有无毒、易降解和环境可接受性好的特点,为此,以多糖衍生物G312为主剂,通过优选其他添加剂,形成了适合于长庆油田低压、低渗、低孔储层的水基环保成膜钻井液。该钻井液利用多糖衍生物的半透膜作用和有机胺独特的抑制防塌作用,达到了既能保护储层又能保护环境的目的,与传统的烷基葡萄糖甙钻井液相比,具有防塌性能好、主处理剂加量少、抗温抗盐能力强的优点。室内性能评价结果表明:水基环保成膜钻井液无生物毒性,重金属含量等达到了污水排放标准要求;由于具有半透膜效应,该钻井液抑制性较强,岩屑在其中的线性膨胀率与在清水中相比降低了35.6%,岩屑一次回收率达到94.80%、二次回收率达到89.34%;耐温性较好,可耐120℃高温,综合性能优良。水基环保成膜钻井液在长庆油田苏里格地区A井进行了现场试验,钻井过程中没有发生井下故障,井径规则,电测、下套管作业一次到底,且钻井液的环保性能指标达到了污水排放标准。研究结果表明,水基环保成膜钻井液的环保性能和其他性能均能满足长庆油田的要求。      

海洋钻井液技术研究与应用现状及发展趋势

海洋钻井要求钻井液满足常规性能的同时,还要求钻井液毒性小、生物降解性好、无生物积累以及排放后对环境无害等。因此,海洋钻井液技术的一项重要内容是其环境可接受性评价技术。文章在对钻井液体系及其处理剂在海水中的环境可接受性评价方法进行概括基础上,重点介绍了近年来海洋钻井液体系的研究及应用状况,指出了海洋钻井液技术存在的问题和发展趋势。     

钻井液研究与使用应考虑的环境问题

在深井钻井和海洋钻井中,钻井液中的各种化学添加剂和油基钻井液用量日益增多,对自然生态环境造成一定的危害。现在世界各国环境保护日益受到重视,这对钻井液体系及其添加剂的研究和使用提出了新的要求与挑战。钻井液及其添加剂的危害,主要表现在所含物质有毒和难生物降解,评价方法主要是采用生物毒性测试和生物降解性测试。对生物毒性测试,文中主要介绍了美国石油学会(API)制定的钻井液96h生物鉴定试验、加拿大的显微毒性试验和其它生物毒性试验,以及生物降解性试验。     

高性能环保水基钻井液的研究与应用

针对高性能水基钻井液体系配方复杂、性能调控难度大、生物毒性与重金属超标等技术难题,采用疏水缔合与接枝复合改性方法,设计、研发了一种基于天然高分子/无机纳米复合材料的环保降滤失剂EFR-1,并对其性能进行评价。结果表明,EFR-1的抗温可达170 ℃,在饱和盐水中API滤失量仅为14.8 mL,生物毒性EC₅₀值为96 500 mg/L,生物降解性BOD₅/COD_Cr为18.56%,较好地解决了降滤失剂抗温、耐盐与环境友好性能相互制约的问题。构建了抗高温为170 ℃的高性能环保水基钻井液体系HPHB,该钻井液的流变、滤失性能稳定,配方组成简单,高温高压滤失量仅为7.8 mL,生物毒性EC₅₀值为56 800 mg/L。目前高性能环保水基钻井液体系HPHB已在胜利油田、新疆准中区块等现场应用20余口井,施工顺利,实验井段的井径扩大率≤5%。在显著提升钻井液工程性能的基础上,实现了绿色无毒,为深层超深层、海洋深水、非常规等复杂油气藏的绿色开发提供了技术支撑。      

钻井液用聚合物分子结构与环保性能的关系研究

为了探究聚合物的分子结构与环保性能的关系,合成了一系列聚合物类钻井液处理剂,采用发光细菌法（EC₅₀）和BOD₅/_CODCr比值评定法,研究了官能团种类、分子骨架结构及分子量等对其生物毒性和生物降解性能的影响。实验结果表明:官能团和分子骨架结构对生物毒性和生物降解性的影响较大;而分子量对生物毒性的影响较小,对生物降解性的影响较大。      

水平井无固相甲酸盐保护储层钻井完井液技术

通过优选与研制环保型增黏剂、降滤失剂、润滑剂、防腐剂等产品,研制出一种水平井无固相甲酸盐保护储层钻井液.该钻井液所使用的聚合物类处理剂均能生物降解,且不使用原油类润滑剂.2007年该钻井液在水平井示范区块京11断块成功应用了6口井.结果表明,该钻井液携砂能力强、润滑性能好、具有优异的静结构特性和油层保护作用,是水平井钻井使用的优质的钻井完井液,为水平井油气层保护和安全钻进提供了技术保证.     

磷化液处理技术在钻具螺纹防护中的应用

磷化液处理技术是钻具螺纹防护的有效途径之一,该工艺通过化学与电化学反应在基体金属表面生成一层均匀致密的微薄磷化膜,可有效改善螺纹表面的接触条件和受力状况,提高钻具连接螺纹的润滑效果,增强其防锈 、减磨及防粘扣性能。现场应用表明,钻具螺纹磷化处理后,使用损坏率大幅度降低,钻具使用寿命明显延长,并且有效控制了因钻具螺纹非预期损坏引发的钻井误工和井下事故,取得了显著的综合经济效益。因此,该工艺具有良好的推广应用前景。     

聚合醇PPG钻井液添加剂的环保性能研究

为了考察聚合醇类钻井液添加剂的环保性能，从生物毒性和生物降解性两个环保考核指标出发，对聚合醇PPG钻井液添加剂的环保性能进行评价，证明用这种理想润滑防塌剂配制的钻井液对环境是有益的，是一种“绿色”的钻井液。     

邵深1井钻井液技术的研究与应用

邵深1井是位于高邮凹陷深凹带邵伯构造低位扇圈闭上的一口重点预探井。该井垛一段顶部灰黑色玄武岩易发生井漏,戴一段、阜宁组微裂隙发育的硬脆性泥页岩水敏性强,坍塌压力系数较大,五高导泥岩极易发生井壁失稳而产生掉块和井壁坍塌,储层物性差。该井上部采用聚合物体系,下部采用聚磺防塌体系,用乳化石蜡解决了因地层倾角造成井斜超标、摩阻扭矩大的难题。应用结果表明,该套体系抑制泥页岩水化分散能力强,性能稳定,维护简单,同时提高了钻进速度,达到了发现和保护油气层的目的,有效地减少了井下复杂和故障的发生。超低渗透剂、成膜降滤失剂、乳化石蜡润滑剂在该井的成功应用,为新技术的推广应用积累了宝贵资料。     

HuaZ低渗透油田保护储层钻井液技术的研究与应用

分析了Huaz油田低渗透储层的损害因素,研究出一种满足HuaZ油田储层保护要求的新型超低渗透聚合醇钻井液.室内试验和现场应用表明,该钻井液具有良好的降滤失、防塌、保护储层等功能.该钻井液在HuaZ油田成功应用了21口井,它们均施工顺利,电测一次成功率由原来的40%上升至90%,平均钻井周期比对比井缩短10多天,油层井径扩大率均小于6%,钻井液密度从1.20 g/cm3降至1.18 g/cm3;加入超低渗透剂前后钻井液性能稳定,滤失量平均下降10%,有效地阻缓、降低了滤液对储层的伤害;同区块平均单井产量比使用该钻井液前的油井产量增加近10%,取得了良好的钻探效果.     

非渗透钻井液技术在川西地区储层保护中的应用

非渗透钻井液是一种新型的储层保护钻井液体系,对非渗透处理剂WST-100进行了室内评价,结果显示,WST-100在很短时间内（约1min）即可形成致密非渗透屏蔽层,封堵能力强,且与钻井液配伍性好,抗盐、抗膏侵能力强,但其压差返排渗透率恢复值较低。WST-100非渗透钻井液在川西地区DY1井的现场应用表明,在射孔、酸化等工艺配合下,该钻井液体系对储层具有一定的保护功能。     

仿油基钻井液技术研究及应用

通过室内实验评价,优选出的仿油基钻井液具有较好的流变性能、抗膏盐污染能力、抑制性能、润滑性能和油气层保护性能等.该钻井液在剑门1井、广安002 -X71井、广探1井、南堡128井、元坝12井和塔中47 - H1等6口井上进行了成功现场应用;同时,该钻井液还具有转化、维护简便等特点.     

水基成膜钻井液的保护油气层技术研究

文章通过分析钻井液引起储层损害的原因和钻井液-井壁界面的成膜机理及其保护油气层的原理,合成了新型纳米复合乳液成膜剂NFR-1。实验发现,含有成膜剂NFR-1的成膜钻井液体系滤失量、抑制性等性能均优于未加入成膜剂的基浆;应用压力传递原理,测定出成膜钻井液体系能在岩心表面形成的半透膜效率为68.2%,岩心的渗透率恢复率为83.2%,远高于未加入成膜剂的体系所对应的岩心的39.4%,不含成膜剂的基浆侵入深度大于45mm,而成膜钻井液侵入岩心的深度减少了66%,仅为15mm,说明水基成膜钻井液对地层的伤害不大,能有效保护油气层。     

涠西南地区探井钻井液技术

涠西南地区地质构造复杂,在钻井过程中极易发生井壁坍塌、漏失,甚至发生卡钻事故.通过分析研究涠西南地区易垮地层岩性、硬脆性泥页岩的垮塌机理,介绍了在该地区探井中使用的低渗强封堵水基钻井液.现场应用表明,该钻井液有良好的封堵性和润滑性,高温高压滤失量小、泥饼渗透率低,基本保证了井壁的稳定及井下安全.应用该钻井液的井,井径较规则,无井下复杂情况,表明该钻井液较好地解决了涠西南地区的井壁稳定问题.     

分子模拟技术在钻井液研究中的应用

分子模拟是一门新兴的计算化学技术,在辅助分子设计、结构解析、物性预测等方面的作用日益显著,已广泛应用于石油、化工、食品、制药、航空航天等工业领域,而该技术用于钻井液研究的报道较少。介绍了分子模拟技术在与钻井液相关的黏土矿物水化膨胀机理及黏土稳定剂设计、钻井液用表面活性剂,如泡沫剂、乳化剂等以及高分子如聚丙烯酰胺、天然高分子淀粉、木质素、树枝状高分子和环境响应型高分子研究中的应用。目前主要是利用分子力学、分子动力学等方法,通过模拟计算单个分子或分子体系的性质如结构、构象、热力学特性、相态转变等,从而进行钻井液处理剂理论模型建立、分子结构设计、合成路线优化、作用过程演示、实验现象解析等方面的研究工作。最后指出了分子模拟技术在钻井液处理剂研究领域推广应用存在的困难和发展前景。