烷基糖苷及其衍生物在钻井液中的应用研究进展

主要综述了烷基糖苷及其衍生物产品在钻井液中的应用研究情况,总结了烷基糖苷在钻井液中所起的作用,主要包括用作抑制剂、润滑剂,钻井液降黏剂、降滤失剂,水泥浆的分散剂、缓凝剂,水包油钻井液的乳化剂和微泡体系的起泡剂等。改性后的烷基糖苷衍生物在抗温性、抑制性上有了显著提升,其配套的烷基糖苷衍生物钻井液也在现场应用中表现出令人满意的效果。室内研究发现,以具有强抑制、高润滑、绿色环保优点的烷基糖苷衍生物,如聚醚胺基烷基糖苷(NAPG)等作为主剂,形成烷基糖苷衍生物基钻井液,是今后国内高性能水基钻井液研究和应用的方向。     

烷基糖苷及其衍生物钻井液发展趋势

烷基糖苷(APG)应用到钻井液中具有抑制性、润滑性良好,易生物降解、无毒环保等优点,但APG体积分数须35%才能充分发挥性能,导致APG钻井液成本较高。综述了国内外对解决烷基糖苷钻井液高成本问题的相关研究进展。国外开展了通过烷基糖苷与无机盐的复配来减少APG加量的研究,成为国外APG钻井液发展的主流方向;国内开展了通过烷基糖苷的改性来达到减小加量、降低成本的目的,主要得到了阳离子烷基糖苷(CAPG)、聚醚胺基烷基糖苷(NAPG)等改性产品,并形成了相应的钻井液体系。最后提出了烷基糖苷及衍生物钻井液的未来发展趋势。     

烷基糖苷衍生物在清洗剂中的发展前景

烷基糖苷是世界一流的可再生绿色非离子型表面活性剂,其衍生物在保留有烷基糖苷(APG)优异性能的基础上,解决了烷基糖苷难溶于水,抗硬水性差等缺点。烷基糖苷衍生物性能温和,在去污性和安全性等方面具有明显优势。论述了烷基糖苷衍生物的合成及其在清洗领域的发展前景。     

钻井液用聚醚胺基烷基糖苷在方3井的应用研究

针对中原地区方3井泥岩地层掉块垮塌,导致井壁失稳,故填井侧钻,在钻井液中加入自主研发的聚醚胺基烷基糖苷(NAPG)新产品,显著提高了钻井液的抑制防塌性能,有效解决了现场坍塌掉块、卡钻等井下复杂难题。简单介绍了NAPG产品的制备方法及其特性。烷基糖苷在酸性催化条件下与环氧化物、多元醇反应生成聚醚糖苷,聚醚糖苷再发生胺化反应生成NAPG产品,其与常规水基钻井液配伍性好,抑制性能和润滑性能优异,无生物毒性。岩屑一次回收率>96.80%,相对回收率>99%,相对抑制率>95%;润滑系数<0.1;EC50值为528 800 mg/L,远大于排放标准30 000 mg/L。介绍了NAPG产品在方3井的应用情况及应用效果,其较好地解决了该井侧钻井段出现的井壁失稳问题,表现出突出的井壁坍塌后的现场补救能力,实现了安全、快速、高效钻井,为该产品在强水敏性泥岩、含泥岩、泥岩互层等易坍塌地层及页岩气水平井的推广应用提供了较好的技术指导。     

烷基糖苷钻井液润滑剂研究与应用进展

在钻井过程中一直存在钻具和井壁接触面间的摩擦问题，摩擦力过大会产生能耗大、钻具损耗大、黏附卡钻、起下钻困难等一系列钻井问题。钻井液中使用润滑剂可以有效改善摩阻问题，但是化学产品的研究与使用不能以破坏生存环境为代价，因此需要使用环保型钻井液润滑剂。对以烷基糖苷为代表的环保型钻井液用润滑剂的润滑性能、润滑机理及制备等进行了介绍，并对烷基糖苷钻井液的后续研究和应用进行了分析，期望未来的烷基糖苷钻井液润滑剂体系能解决高温高密度钻井液的高摩阻问题。此外，对其他环保性润滑剂材料和钻井液体系进行了综述，以期促进该领域高性能环保型材料的研究与应用。     

龙马溪页岩气钻井用高性能水基钻井液的研究

焦石坝页岩气工区的龙马溪地层极易发生坍塌掉块,采用油基钻井液能够较好地解决现场井壁失稳难题,但存在配制成本高、钻屑后处理压力大等技术瓶颈难题。以阳离子烷基糖苷(CAPG)、纳微米封堵剂等为主剂,通过钻井液体系构建及配方优化,形成了CAPG高性能水基钻井液优化配方。该钻井液具有较好流变性,高温高压滤失量仅为4.0 m L;钻井液可有效抑制黏土的水化膨胀分散,不破坏页岩的结构,保持地层的原始性和完整性,表现出优异的井壁稳定性能;当密度达2.32 g/cm3时,钻井液极压润滑系数和滑块摩阻系数仍小于0.1,表现出较好的润滑性能;钻井液连续老化30 d后,流变性能保持稳定,静置72 h均未发生沉降现象;钻井液具有较好的抗污染性能;钻井液无生物毒性。对CAPG高性能水基钻井液和油基钻井液分别从抑制、润滑、降滤失、储层保护及生物毒性等方面进行了对比,两者性能相当,且CAPG高性能水基钻井液具有油基钻井液所不具备的环保优势。     

钻井液用阳离子烷基糖苷的抑制性能评价

针对烷基糖苷在钻井液中加量大、抑制性有待提高的问题,研制出了阳离子烷基糖苷(CAPG)产品,其是一种具有突出抑制性能的泥页岩井壁稳定剂。对阳离子烷基糖苷产品的抑制性能进行了评价。具体包括岩屑回收率、相对抑制率、页岩膨胀高度等。评价结果表明,120℃高温滚动16 h,5.0%CAPG的岩屑一次回收率达95.55%,岩屑相对回收率达99.11%; 150℃高温滚动16 h,3.0%CAPG对钙土基浆的相对抑制率达100%; 25.0%CAPG的页岩膨胀高度降低率为39.14%。CAPG产品抑制防塌性能优异,可有效解决强水敏性泥页岩等易坍塌地层的井壁失稳问题,实现安全高效钻井,应用前景广阔。     

钻井液用聚醚胺基烷基糖苷在方3井的应用研究

针对中原地区方3井泥岩地层掉块垮塌,导致井壁失稳的问题,填井侧钻,在钻井液中加入自主研发的聚醚胺基烷基糖苷(NAPG)新产品,并进行了现场应用试验。试验结果表明:NAPG加入钻井液后,显著提高了钻井液的抑制防塌性能,有效解决了现场坍塌掉块、卡钻等井下复杂难题。介绍了NAPG产品的制备方法及其特性。对NAPG产品的配伍性能、抑制性能、润滑性能及生物毒性进行了测试评价,结果表明:NAPG与常规水基钻井液配伍性好,抑制性能和润滑性能优异,无生物毒性。岩屑一次回收率大于96.80%,相对回收率大于99%,相对抑制率大于95%;润滑系数小于0.1;EC50值为528.8g/L,远大于排放标准30 g/L。简述了NAPG产品在方3井的应用情况及应用效果,其较好地解决了该井侧钻井段出现的井壁失稳问题,表现出突出的井壁坍塌后的现场补救能力,实现了安全、快速、高效钻井,为该产品在强水敏性泥岩、含泥岩、泥岩互层等易坍塌地层及页岩气水平井的推广应用提供了较好的技术指导。     

页岩抑制剂阳离子烷基糖苷的合成——醚化反应条件探究

为解决烷基糖苷钻井液在现场应用过程中出现的井壁失稳情况,中国石化集团中原油田开展了新型页岩抑制剂阳离子烷基糖苷的研制。对阳离子烷基糖苷合成过程中醚化反应条件进行了考察。考察了环氧氯丙烷与烷基糖苷物质的量比、醚化反应时间、醚化反应温度、烷基糖苷加料方式等对合成产品性能的影响,得出醚化反应最优化反应条件为：环氧氯丙烷与烷基糖苷物质的量比为1：1．5、醚化反应时间2．Oh、醚化反应温度86℃、烷基糖苷0．5h内分2次加入。本研究为得到抑制性能优良的钻井液用阳离子烷基糖苷打下了良好的基础。     

微锰在高密度水基钻井液中加重性能分析

微锰加重剂作为国外研发的一种新型钻井液加重材料,目前其在高密度水基钻井液中的加重性能有待深入研究。本文综述了国内外微锰在水基钻井液中的加重性能研究的发展现状,调研了加重剂的评价方法以及其对高密度水基钻井液性能影响及其机理分析。通过微锰与API重晶石单独加重以及复配加重,将微锰在高密度水基钻井液中的加重性能研究拓展到密度2.6g/cm~3,从流变性、滤失性、润滑性、沉降稳定性及抗温性综合评价微锰的加重性能。结果表明,微锰加重高密度水基钻井液的流变性、润滑性和沉降稳定性明显优于重晶石体系,而滤失性能较差,不过这点可以通过与重晶石复配得以改善。API重晶石与微锰复配加重体系下(ρ=2.6g/cm~3),复配比例为60∶40时高密度水基钻井液的滤失流变性最优,润滑性和沉降稳定性也较好,钻井液抗温可达160℃。