环保可降解润滑剂研制与应用北大核心CSCD

随着渤海油田安全环保意识提升和大位移井钻井过程中扭矩与摩阻问题日趋严重,亟需研发一种安全环保、润滑性能优良的钻井液润滑剂。通过植物油改性、引入表面活性剂和纳米微粒,研发了一种高效环保无毒润滑剂BIOLUBE。室内实验性能评价结果表明,所研发的润滑剂BIOLUBE具有良好的润滑性、抗磨性、配伍性、生物毒性,2%BIOLUBE可使淡水基浆和海水基浆的润滑系数降低率达90%以上、PEM钻井液体系的润滑系数降低率达50%以上,抗磨达到8kg砝码质量,生物毒性LC50大于30000mg/L、生物降解性BOD5/CODcr大于25%。所研发的润滑剂BIOLUBE已在渤海垦利区块2口大位移井取得成功应用,大幅降低了摩阻扭矩、缩短了钻井周期、提高了钻井效率,具有较好的推广应用价值。     

JMR聚醚润滑剂的研制与应用

介绍了JMR聚醚润滑剂的合成方法、各种性能评价方法和评价结果，评价内容包括荧光、润滑性、抑制性和对钻井液性能的影响；给出了在江汉油田的应用卖例。研究结果表明，该润滑剂荧光级别低于3级，对钻井液流变性无影响。在淡水聚合物钻井液中加量为2％时，润滑系数降低68％以上；在15％的盐水聚合物钻井液中加量为2％时，润滑系数降低50％以上，同时该润滑剂对基浆具有一定的降滤失作用，对钻屑具有一定的抑制作用。10多井次的现场应用结果表明，该润滑剂具有较好的润滑效果，有利于提高机械钻速。     

一种新型水基高效液体润滑剂性能评价及应用

石油钻探过程中需大量使用钻井液润滑剂降低钻井摩阻,由于地质和钻井施工条件复杂,需要润滑剂具备强润滑性、低起泡率、强抗温性和抗钙污染能力等,现有润滑剂存在多种性能不能同时兼顾的缺点.通过基础油筛选、多功能添加剂优选复配以及与其他添加剂一起优选优配出新型水基高效液体润滑剂RIP-1.RIP-1常温下淡水基浆老化前后润滑系数降低率由86.3％下降到84.2％,起泡率由3.3％上升至13.3％,较其他润滑剂综合性能最优;盐水基浆老化前后润滑系数由71.1％上升至95.3％,起泡率由11.7％上升至12％,同时抑制盐水浆起泡;钙离子对RIP-1润滑效率未产生明显影响,RIP-1中多种表面活性剂复配协同效应使润滑系数变化率仅9.2％.RIP-1在川西和元坝气藏的X8-1H井和YB272H井中进行了现场应用,结果表明,RIP-1能有效降低钻柱扭矩,同时抗温性能强,钻井液密度应用范围宽,适用于陆相和海相气藏的勘探开发要求.     

环保可降解润滑剂研制与应用

随着渤海油田安全环保意识提升和大位移井钻井过程中扭矩与摩阻问题日趋严重,亟需研发一种安全环保、润滑性能优良的钻井液润滑剂。通过植物油改性、引入表面活性剂和纳米微粒,研发了一种高效环保无毒润滑剂BIOLUBE。室内实验性能评价结果表明,所研发的润滑剂BIOLUBE具有良好的润滑性、抗磨性、配伍性、生物毒性,2%BIOLUBE可使淡水基浆和海水基浆的润滑系数降低率达90%以上、PEM钻井液体系的润滑系数降低率达50%以上,抗磨达到8 kg砝码质量,生物毒性LC_(50)大于30 000 mg/L、生物降解性BOD_5/COD_(cr)大于25%。所研发的润滑剂BIOLUBE已在渤海垦利区块2口大位移井取得成功应用,大幅降低了摩阻扭矩、缩短了钻井周期、提高了钻井效率,具有较好的推广应用价值。     

聚合醇防塌润滑剂PGP-3及其钻井液的应用

开发了一种钻井液用聚合醇防塌润滑剂PGP－3，岩屑回收和岩心浸泡实验结果表明，PGP－3的抑制性能优于KCl水溶液，PGP－3与KCl合用时抑制效果更好，在膨润土抑制实验和极压润滑系数测定中确定PGP－3的最佳用量为3％，3％，PGP－3处理的6％粘土浆的流变参数（AV，PV，YP）和滤失量，随滚动温度的升高（100－200℃）而升高，与SMP相比，其耐温性良好，在膨润土浆中PGP－3可与低粘CMC，高粘CMC，SMP，PSC等处理剂配伍,使用PGP－3的钻井液最佳配方为：3％PGP－3＋0．2％PAM＋2％SMP＋1％PSC＋0．5％SJ－1＋0．1％NaOH，最佳配方PGP－3钻井液污染后岩心的渗透率恢复率超过90％，高于3％MMH钻井液及加入屏蔽暂堵剂YFP的3％MMH钻井液污染后岩心的渗透率恢复率，所开发的聚合醇钻井液已在胜利油田80余口井钻井中使用，介绍了一口斜井，一口分支水平井和一口水平探井钻井中应用的情况。     

AM/AMPS/NVP三元共聚物降滤失剂WH-1的研制

合成了AM／AM陷／NVP三元聚合物。即降滤失剂WH-1。简介了合成方法。在4％黏土淡水基浆和4％黏土复合盐水（4％NaCl＋12％CaCl2）基浆中考察了WH-1的性能。根据180℃老化前后的性能，WH-1在淡水基浆中的适宜加量为1．0％，可使老化前API滤失量由25mL降至5mL，老化后滤失量维持8mL。加入1．0％WH-1的淡水钻井液老化后的滤失量，随老化温度升高（150℃～240℃）而增大（6～15mL），抗温可达220℃。加入1．5％WH-1的复合盐水基浆，使180℃老化前后的API滤失量分别降至10、18mL，高温高压（150℃，3．5MPa）滤失量分别降至25、37mL。WH-1的降滤失性能及抗温、抗钙性能优于在用的3种降滤失剂。WH-1已用于多口油井钻井。简介了在埕北307井和孤北古2井4057m以下、井底温度140℃的井段使用WH-1控制钻井液滤失量的效果。表6参3。     

非加重改性天然高分子基钻井液体系的流变性

研究非加重改性天然高分子基钻井液处理剂和体系的流变性有益于对其进一步研究和推广应用。实验测定了IND30、NAT20、NFA25加入4％膨润土基浆中配制的悬浮液,在1022s^-1、511s^-1、340．7s^-1、170．3s^-1、10 ．22s^-1、5．11s^-1等6个剪切速率下的剪切力,以及钻井液体系在相同条件下的剪切力,确定了适合的流变方程及流变曲线。结果表明,0．2％以内加量的IND30悬浮液的流动特性接近于宾厄姆模型,塑性粘度和动切力均较基浆增加。0．3％以上加量的IND30悬浮液的流动特性接近于幂律模型,稠度系数高于基浆,流性指数低于基浆;3％以内加量的NAT20悬浮液的流动特性接近于幂律模型,稠度系数低于基浆,流性指数高于基浆;6．0％以内加量的NFA25悬浮液的流动特性接近于宾厄姆模型,塑性粘度较基浆变化不大,动切力下降;依据正交设计的12个配方配制而成的悬浮液的流动特性都接近于幂律模型,稠度系数低于基浆,流性指数高于基浆但接近适宜的范围。     

环境友好型水基润滑剂GreenLube的研制与应用

以植物油酯作内相、多元醇水溶液作外相、失水山梨醇三油酸酯/聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯复合表面活性剂为乳化剂,制备了一种水包油型钻井液用润滑剂GreenLube。多元醇水溶液质量分数50%⁸0%,植物油酯质量分数33%,复合乳化剂最佳HLB值6⁷。其BODs/COD值为0.95,96hLC₅₀值为35981 mg/L,是一种易生物降解、无毒的水基润滑剂。GreenLube加量为30 kg/m3时,淡水基浆扭矩降低69%,模拟海水基浆扭矩降低47%。在海上油田使用的JFC、PEM和PEC钻井液中加入30 kg/m³ GrenLube,可使钻井液润滑系数由0.24⁰.26降至0.14⁰.16,且加入前后钻井液的流变性变化较小。GreenLube已在渤海油田数口井的钻探中得到应用,效果良好,泥饼摩擦系数和钻具的扭矩显著降低。     

含B-O螺环的特种表面活性剂作为钻井液润滑剂的可行性研究

自制表面活性剂REB、RDB含有单B-O螺环（REB含羟基）,ROB含有双B-O螺环。3种表面活性剂的表面活性较好,REB、RDB、ROB的临界胶束浓度（ccmc）分别为2.7×10-4、1.0×10-3、0.8×10-4 mol/L,γcmc分别为29.6、20.8、28.3 mN/m。在基浆中加入1.0% REB、RDB、ROB,可使滤饼的黏滞系数（Kf）从0.1944分别降至0.1139、0.1051、0.1139。加入ROB的基浆起泡严重,基浆密度小于0.7 g/cm3,不适宜作为钻井液润滑剂。含0.5% REB基浆的Kf在常温和80℃热滚16 h后的值分别为0.1495和0.2123,耐温性较差。含1.0% RDB基浆热滚前后的Kf分别为0.1228和0.1495,抗温性较好。含1.0% RDB基浆在加入4% NaCl前后的Kf分别为0.1228和0.1317,抗盐性较好。可作为钻井液用润滑剂。     

水基钻井液用润滑剂SDL-1的研制与评价

高摩阻高扭矩问题是制约水基钻井液在大位移长水平段井应用的因素之一。针对这一问题,利用长链脂肪酸、小分子多元醇等原料,合成出了多元醇合成酯主剂,然后与极压添加剂复配形成水基钻井液用润滑剂SDL-1。性能评价结果表明,4%淡水基浆中加入1%润滑剂SDL-1,润滑系数的降低率为85.2%,泥饼的黏附系数降低率为59.3%;在150℃下老化16 h后,润滑系数的降低率可达94.0%,泥饼的黏附系数降低率为62.3%;在180℃下老化16 h后,润滑系数降低率仍可达90%,因此润滑剂SDL-1可抗温180℃;此外还能抵抗30% NaCl和30% CaCl₂的污染。四球摩擦实验表明,经30 min摩擦后,SDL-1能有效减少划痕,降低表面磨损,抗磨效果优于国外润滑剂DFL。在2.0 g/cm3无土相钻井液体系和2.2 g/cm3环保钻井液体系中加入2%的SDL-1润滑剂后对体系的流变性影响较小,并能将体系的润滑系数降至0.08。整体而言,SDL-1具有良好的润滑性能和抗温抗盐污染性能,在深层大位移井中具有一定的应用前景。      

国内外石油钻井装备的发展现状

在对国内外石油装备资料进行广泛调研的基础上,详细介绍了国内外石油钻机发展的新趋势及交流变频调速电驱动石油钻机、液压钻机、快速移运钻机等新型石油钻机的性能及参数。介绍了国内外电驱动和液压驱动两大类型新型顶部驱动钻井装置、钻井泵等设备的最新发展现状及大功率三缸钻井泵、液压泵和六缸钻井泵等新型钻井泵的性能及参数。从国内外石油装备的发展现状看,石油装备正在向型式多样化、技术先进化、设计人性化趋势发展,据此提出了我国发展石油钻井装备的建议。     

砾石钻具及砾石区钻井工艺的研究

本文重点介绍了砾石钻具及钻头的研制,并对其技术难点进行了详细分析,通过试验及现场施工使用,总结出了一套完整的钻井工艺方法。     

采用系列技术提高苏丹钻井速度

介绍了苏丹Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ区块1996~1998年的钻井状况和中国钻井队的现状及一些成功的经验。采用了系列钻井技术,大大提高了苏丹区块的钻井速度,钻井和完井周期分别缩短38%和35%,单位成本降低24.5%,取得了较好的经济效益。     

双壁钻杆低压钻井工艺技术

双壁钻杆低压钻井工艺技术是利用一种特制的双壁钻杆、旋转充气水龙头和井下气液混流器等特殊装置，以正循环的方式，分别从双壁钻杆的环形间隙和中心水眼内，同时向井内充（泵）入一定量的压缩空气和钻井液，压缩空气从井下某一位置处的气液混流器进入井眼环空中，钻井液从钻头水眼处上返，在井眼的环空中形成了两个不同压力梯度的气液混合段和纯液相段，从而达到降低井底液柱压力的目的。同时由于从井口到井底始终存在着连续的液相流，常规井下动力钻具和随钻仪器的性能不受影响，可以进行正常的井眼轨迹控制。系统介绍了该工艺技术原理、专用配套工具的结构与功能，并结合现场一口井应用实例，对该工艺技术的工艺流程、操作要点、应用效果、范围和发展方向进行了系统阐述和评价。     

新型“三强”钻井液在磨溪气田快速钻井中的应用

磨溪气田长期以来由于地层的垮塌和多个油气层的存在,使其从Φ311.2 mm井段开始钻井液密度就一直居高不下,到完井时钻井液密度高达2.30 g/cm³以上,严重地影响了该气田的钻井速度。为了加快对该气田的钻探,在经过大量的室内试验的基础上,形成了从无固相到低密度再到高密度的新型“三强”钻井液体系。实践证明,“三强”钻井液体系,从无固相转化到低固相再到高密度钻井液,工艺简单、技术可行,有利于钻井液费用的控制。通过多口井的应用见到了明显的效果,钻井速度得到了大幅度的提高,钻井周期大幅的缩短。     

海洋深水钻井关键技术及设备

随着世界海洋油气资源勘探开发水深的不断增加,海况环境变得更加复杂,钻井难度越来越大,对钻井工程提出了更高的要求。针对深水钻井面临的难点,对喷射下导管技术、动态压井技术、双梯度钻井技术以及微流量控制钻井技术等深水钻井技术进行了阐述,分析了各自特点和适用性,为国内海洋钻井设计和施工进一步走向深水提供指导。     

欠平衡钻井完井液技术（Ⅱ）—气体型完井液技术

在低压储进行欠平衡钻井时常选用气体型低密度流体,综述了气体流体的发展简史和特点,并分别详细介绍了空气（或天然气）,雾,充气钻井液,稳定泡沫钻井液,硬胶泡沫钻井液的优缺点,关键技术,相应的性能测试以及测试与评价方法。     

国内外新兴钻井技术发展现状

为满足勘探开发的要求,提高钻井工程效率、降低钻井成本,达到提高勘探开发整体效益的目的,国内外新兴起来了旋转导向钻井、垂直钻井、套管钻井、实体膨胀管、控压钻井和随钻测井等钻井新技术。详细介绍了国内外各种新兴钻井技术的发展状况、现场试验及应用情况,分析了各种新兴钻井新技术的技术优势及国内外的差距。最后建议我国应加快新兴钻井技术的研究和研制开发具有自主知识产权的钻井新工具,以缩小与国外先进钻井技术的差距,推动我国石油勘探开发的快速发展。     

QK17-2大位移井的井眼净化研究

井眼净化是大位移井中的一项关键技术,井眼净化不好易导致黏附卡钻等多种问题的发生。在考虑钻井液性能、钻具旋转、机械钻速等因素的基础上,设计了QK17-2-P33大位移井中岩屑滚动运移和悬浮运移的最小环空返速及临界排量,分析了实钻过程中QK17-2-P30大位移井的基本情况及QK17-2-P31井钻井过程中由于井眼净化不好而导致卡钻的原因,为今后大位移井的井眼净化提供了借鉴。     

全球深水钻井现状与前景

全球深水钻井工作量不断增加,深水钻井承包市场规模不断扩大,钻井作业水深纪录不断刷新。由于市场需求旺盛,全球深水浮式钻井装置的建造持续活跃,装置数量不断增加,供应总体偏紧,超深水钻井船逐渐成为建造的主流。深水浮式钻井装置主要分布在"金三角"地区(墨西哥湾、巴西、西非)。深水钻井业务虽技术难度高、风险大,但仍会在短短几年时间内实现跨越式发展,如Seadrill公司通过收购公司、投资建造和收购海洋钻井装置、优化重组和资本运作等方式,仅用5年多时间由一家新成立的小公司发展成为世界第二大海洋钻井承包商、世界一流的深水钻井承包商,其经验值得借鉴。