含金属离子的聚硅酸用作MMH膨胀润土泥浆稀释剂的室内研究

通过测定泥浆体系的电性能、流变性、抑制性和粒度分布，研究了含金属离子的聚硅酸对混合金属氢氧化物－膨润土泥浆的稀释作用，结果表明，ＰＳＡＭ对ＭＭＨ－膨润土泥浆的稀释能力强，能提高该泥浆体系的抑制性。ＰＳＡＭ的稀释机理为：ＰＳＡＭ产生的带正二电二氧化硅颗粒通过静电作用吸附到ＭＭＨ－粘土网状结构的粘土颗粒表面，破坏网状结构的粘土颗粒表面，破坏网状结构，释放出大量自由水。     

MS处理剂降失水作用及其机理

用实验方法测定了MS泥浆的失水量、泥饼渗透率、粘上颗粒粒度分布及MS与粘土的吸附作用。借助于红外差谱方法、X光衍射方法分析了MS与粘土吸附的键合特征。将泥浆常规实验方法与现代仪器分析手段相结合,系统地研究了MS处理剂的降失水作用及其机理。     

含金属离子的聚硅酸用作MMH－膨润土泥浆稀释剂的室内研究

通过测定泥浆体系的电性能、流变性、抑制性和粒度分布，研究了含金属离子的聚硅酸（ＰＳＡＭ）对混合金属氢氧化物（ＭＭＩＩ）－膨润土泥浆的稀释作用。结果表明，ＰＳＡＭ对ＭＭＩＩ－膨润土泥浆的稀释能力强，能提高该泥浆体系的抑制性。ＰＳＡＭ的稀释机理为：ＰＳＡＭ产生的带正电二氧化硅颗粒通过静电作用吸附到ＭＭＩＩ－粘土网状结构的粘土颗粒表面，破坏网状结构，释放出大量自由水。     

激光粒度仪在塔里木泥浆工艺中的应用

为了深入了解泥浆固相颗粒大小及级配,并能迅速选择合适的高分子聚合物,引进了CILAS—920型激光粒度仪。通过膨润土分散实验、高分子聚合物包被抑制性评价实验及现场泥浆粒度分析检测等,对该仪器在泥浆中的应用进行了初步探索。     

二甲基二烯丙基氯化铵对MMH-(土般)土泥浆的稀释作用

研究了二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)对混合金属氢氧化物(MMH)-(土般)土泥浆的稀释作用。电性、流变性、失水量、膨胀性和粒度分布实验结果表明,DMDAAC对MMH-(土般)土泥浆的稀释率可达75％,稀释机理是:正电性的DMDAAC通过静电作用吸附到MMH-(土般)土网状结构的粘土颗粒表面,使网状结构破坏,释放出大量的自由水。     

探讨腐植酸钾在泥浆中的作用

通过实验,阐述了腐植酸钾(代号KHm)中腐植酸(代号HA)含量及K~+含量不同对泥浆流变性、失水量、粘土的水化膨胀、岩屑水化分散、泥浆中固相颗粒粒度分布、ζ电位和抗温能力的影响,推荐了较合理的HA及K~+含量范围。本文还从机理上进行了一些初步探讨,并有现场应用实例。     

HP（DMDAAC／AM）对MMA－膨润土泥浆体系的稀释作用

研究了二甲基二烯丙基氯化铵－丙烯酰胺共聚物的水解产物ＨＰ（ＤＭＤＡＡＣ／ＡＭ）对混合金属层状氢氧化物ＭＭＨ－膨润土泥浆体系的稀释作用。通过电性、流变性、滤失性、抑制性及粒度分布的研究，发现ＨＰ（ＤＭＤＡＡＣ／ＡＭ）对ＭＭＡ－膨润土泥浆有较强的稀释能力和一定的降失水作用；含ＨＰ（ＤＭＤＡＡＣ／ＡＭ）的ＭＭＡ－膨润土泥浆对粘土膨胀有很好的抑制性。ＨＰ（ＤＭＤＡＡＣ／ＡＭ）分子在粘土颗粒表面产生多点静电强吸附，破坏了ＭＭＨ与粘土颗粒形成的网状结构．释放出自由水，从而达到稀释效果。     

二甲基二烯丙基氯化铵对MMH—搬土泥浆的稀释作用

研究了二甲基二烯丙基氯化铵（ＤＭＤＡＡＣ）对混合金属氢氧化物（ＭＭＨ）－搬土泥浆的稀释作用。电性、流变性、失水量、膨胀性和粒度分布实验结果表明，ＤＭＤＡＡＣ对ＭＭＨ－搬土泥浆的稀释率可达７５％，稀释机理是：正电性的ＤＭＤＡＡＣ通过静电作用吸附到ＭＭＨ－搬土网状结构的粘土颗粒表面，使网状结构破坏，释放出大量的自由水。     

含盐钻井液中粘土粒度分布研究

用激光粒度仪测定了含单一处理剂的海水钻井液及不同含盐量（０—３６％ＮａＣｌ）的盐水钻井液中粘土颗粒的粒度分布。在海水钻井液中细颗粒含量剧烈减少，粗颗粒含量剧烈增加，平均粒径增大，处理剂减效或失效。随着盐含量的增加，细颗粒含量缓慢减少，粗颗粒含量缓慢增加，平均粒径缓慢增大，盐含量超过１２％后，这一变化趋势有所加剧。用碱金属、碱土金属离子对粘土颗粒表面双电层和水化层的压缩作用和粘土颗粒的分散和聚集作用讨论了粒度变化的机理。     

蒙脱石粘土／水分散体系中颗粒的性质

在实验测定了蒙脱石粘土／水分散体系中颗粒的比表面积，ζ电位及颗粒粒度的分布的基础上，研究了粘土颗粒在分散体系中的聚焦状态，颗粒结构以及颗粒的表面性质，为研究粘土分散体系的稳定与聚深以及体系性质提供参考。     

有利于改进水包油钻井液性能的固体乳化剂的研制及应用

在水基泥浆中加入5—12%矿物油(或柴油)所形成的水包油钻井液已在胜利油田广泛应用于防止卡钻的发生。但在某些情况下,这种泥浆体系的乳化稳定性不能满足钻井作业的需要。为了克服这一缺点,研制出一种颗粒极细并具有特殊润湿性(弱亲水)的固体乳化剂,并已成功地应用于改进乳状液的稳定性和钻井液的其它性能。 在提出该项技术之前,对各种不溶于水的微细固体颗粒对水包油乳状液稳定性的影响进行了较深入的研究。这些颗粒状物质包括膨润土、有机土、高岭石粉、重晶石粉、两种颗粒尺寸不同的碳酸钙粉、两种具有不同润湿性的硅石粉以及新研制的固体乳化剂。为评价这些微粒对乳化稳定性的贡献,分别开展了乳状液稳定性实验和液滴聚并实验。使用静置12h后乳状液的体积和油/水滴的半衰期作为乳状液稳定性的评价指标。实验结果显示,对于给定的油/水体系,乳状液类型和稳定性取决于固体颗粒的类型、尺寸、浓度和润湿性,以及是否有表面活性剂存在。与其它类型的颗粒相比,固体乳化剂的微粒可为水包油乳状液提供最有效的稳定性。同时实验中发现,在某些情况下,固体乳化剂微粒还能有效地稳定油包水乳状液,因为其润湿性接近于中性。 目前,使用新研制的固体乳化剂稳定的水包油乳化泥浆已经成为胜利油田钻定向井和水平     

香豆胶在钻井液中的应用

香豆胶与ＣＭＣ配合使用可制得无固相钻井液及低固相钻井液,这种钻井液不含粘土或粘土含量大幅度减少（７５％以上）而性能优良,可抗盐,抗高温,有一定抗钙能力,能絮凝粘土,防止钻井过程中造浆。用香豆胶对普通水基粘土钻井液进行处理,可降低钻井液密度,改善钻井液性能,１９７８年在玉门油田香豆胶处理井浆的一次现场试验,获得了圆满成功。     

钻井液泥饼强度评价研究

在建立泥饼物理模型的基础上,利用泥饼强度测试仪测定单位厚度的泥饼被水流冲破的时间来定量评价泥饼强度.用此方法研究了泥饼强度与黏土类型和加量、泥饼渗透性间的关系,评价了几种钻井液的泥饼强度.结果表明,该仪器可靠性强、操作简单.能准确评价各种钻井液的泥饼强度.     

严重造浆地层高密度钻井液技术研究与应用

阿塞拜疆近里海油区,地层新,埋藏深,成岩性差,蒙脱石含量高,井壁严重垮塌,钻屑严重造浆。由于断层发育,地层孔隙存在异常高压,需要的钻井液密度很高。众所周知,高密度钻井液膨润土容量限很低,在严重造浆地层使用时,一旦控制不住膨润土含量,钻井液流变性将变得很差,甚至无法开泵,只能靠降粘稀释和大量排放钻井液维持,不仅增加材料成本,更重要的是无法实现钻井液的防塌性能。室内研究了密度与膨润土和携砂能力的关系,并进行了抑制性实验。根据研究结果,在作业区推广应用了强抑制性KCl聚合物钻井液体系。实践证明,该钻井液性能稳定,基本不用稀释剂,钻井过程中实现了钻井液零排放,起下钻过程中划眼次数明显减少,井径扩大率大大降低。     

膨胀型油基防漏堵漏钻井液体系

针对油基防漏堵漏钻井液技术难题,研究出一种具有三维网络交联结构或者微孔结构的膨胀型堵漏剂,其可选择性地吸收油水混合体系中的油,具有温度敏感延时膨胀特性,并具有一定的抗压以及成膜能力,在90℃的1 h吸油率大于120%,体积膨胀率大于40%。同时优选出了可使体系热滚后破乳电压升高的乳化剂G326,可使体系高温高压滤失量降低至4 mL以下的降滤失剂G328,优选出G327和G338封堵剂以及颗粒较粗的GFD-M和GFD-C,构建了膨胀型油基防漏堵漏体系,分别形成了堵漏和防漏钻井液配方。其中堵漏配方1~5 mm缝板实验承压可达7.0 MPa,防渗漏配方API砂床侵入深度降低率大于95%。该体系在四川页岩气水平井现场应用结果显示:堵漏配方现场堵漏作业一次成功率大于60%,防漏配方在试验井段2.10~2.45 g/cm3高密度条件下,油基钻井液总渗漏量控制在10 m3以内,封堵防漏效果良好。      

抗高温无固相弱凝胶钻井完井液技术

针对委内瑞拉西部BARUA区块产层泥砂岩互层多,砂岩胶结不充分,地层松散、易塌易漏、地温梯度高以及Barua区块油藏物性较差,产收率低的问题,为了保持井壁稳定、减少表皮污染,通过室内实验研究了BH-ELASTICOHTHP体系。该体系按照“流体套管技术”理念,利用体系高黏度特点,配合白云质碳酸钙有效封堵产层孔喉,稳定井壁和降低表皮污染;利用低剪切速率黏度高的特点实现井底净化和钻屑返出;该体系还具有抗高温、抗腐蚀性强、主剂材料易降解等优点,适用于低密度、低渗、成岩性差的地层。MGB-0066井现场试验应用表明,BH-ELASTICO-HTHP体系防漏防塌能力强,对储层和环境保护性好,该井产量超过邻井产量30%以上,达到了安全钻井和提高油井产量的双重目的。BH-ELASTICO-HTHP体系的“流体套管技术”理念也为老油田及低油藏物性油田的增产增收指出了方向。      

非开挖定向钻穿越泥浆净化与回收装置的研制

针对目前非开挖定向钻穿越中泥浆净化与回收系统存在使用常规振动筛跑冒泥浆、除砂器和除泥器不配套、泥浆中细小颗粒无法清除等问题,研制了一套新型非开挖定向钻穿越泥浆净化与回收装置。该装置由3个泥浆罐、ZX—100泥浆净化装置、除泥器、WX—Ⅲ涡旋混浆装置及其配套设备组成,解决了目前泥浆净化与回收系统出现的问题,满足非开挖定向钻泥浆配制、回收及循环使用,保证泥浆性能稳定,减少井下事故,同时节省工程成本,保护了环境。     

裂缝网络地层钻井液漏失模拟

针对复杂裂缝性地层的钻井液漏失问题,基于蒙特卡罗随机建模理论,构建了三维离散裂缝网络地层模型。采用宾汉模式钻井液,建立了考虑裂缝线性变形的裂缝网络地层钻井液漏失模型,并利用有限元法求解该模型,对钻井液漏失行为进行模拟。研究表明,该模型可以进行裂缝内流速、漏失速率及漏失量等动态模拟;近井筒附近裂缝内钻井液流速较高,远离井筒处裂缝内流速较低;经过对数变换后,钻井液漏失速率曲线具有明显的无规律波动现象,与单条裂缝的漏失存在明显区别,可以用于识别裂缝网络地层;裂缝应力敏感性对漏失影响较大,考虑应力敏感性后,钻井液漏失量增加;数值模拟得到的漏失量与理论漏失量十分接近,证实模型可靠度高。现场应用表明,研究成果可有效识别出裂缝网络漏失,并以此采取了合理的堵漏技术方案,堵漏一次成功。      

油酸酰胺型油基钻井液降黏剂作用机理

在基浆中分别添加不同类型的黏土,模拟地层土对钻井液黏度的影响,添加不同浓度的沥青降滤失剂模拟沥青对钻井液黏度的影响。结果表明,在基浆中分别添加5%有机土、15.5%沥青降滤失剂后基浆塑性黏度增加100%,动切力至少增加370%。在污染后的基浆中添加1%油酸酰胺型降黏剂后,可使混入黏土的基浆塑性黏度降低10%,动切力降低80%以上;添加15.5%沥青的基浆动切力降低73%以上,说明油酸酰胺可拆散劣质固相形成的网架结构。在南缘天安X井现场油基钻井液老浆(密度为2.25 g/cm3)中添加1%油酸酰胺型降黏剂,其塑性黏度降低15%,而动切力可降低30%以上。油酸酰胺降黏剂在油基钻井液老浆中主要作用是拆散劣质固相形成的网架结构,降黏规律与基浆中含有过量黏土和沥青污染物相关。高温高压流变测试结果表明,在205 ℃下油酸酰胺型降黏剂仍能使现场油基钻井液老浆的塑性黏度降低4.76%、屈服值降低8.70%,拆散现场浆中过量的网架结构,有效地改善了现场浆的流变性。      

水包油乳液型复合泥饼清除剂的室内研究

针对裂缝性致密砂岩储层存在的高密度油基钻井液固相颗粒侵入以及泥饼难以清除等问题,开发出一种高效率、抗高温、低成本的水包油型复合泥饼清除剂。复合泥饼清除剂由混合酸、抗高温渗透剂、清洗剂、乳化剂等组成。通过对复合泥饼清除剂——水包油型乳液体系以及新型泥饼清除剂——纳米乳液体系的对比研究分析表明,在洗油方面以及溶蚀泥饼结构方面,复合泥饼清除剂效果优于纳米乳液。该复合泥饼清除剂的稳定性能强,抗温可达120℃;在静态条件下泥饼清除率可以达到90%以上,在动态条件下清除后岩心渗透率恢复值可以达到89%,最佳作业时间为8 h。在目前求降本增效的形势下,该复合泥饼清除剂剂配方简单,性能优良,解堵时间较短,能够有效改善和提高岩心渗透率恢复值。