耐温抗盐降滤失剂配伍钻井液的研制

为满足复杂地层深井钻井工艺技术对钻井液的要求,合成出了高温抗盐钻井液用降滤失剂,并采用红外光谱法及热分析法对其进行了表征。在此基础上确定了降滤失剂配伍钻井液配方,评价了降滤失剂及其配伍钻井液的抗温和抗盐污染性能。结果表明：降滤失剂高温抗盐性能达到国内外先进水平,配伍钻井液在淡水、盐水、饱和盐水和复合盐水中均具有较强的降滤失作用。150℃条件下,配伍钻井液在淡水基浆、饱和NaCl盐水及复合盐水中高温高压滤失量分别仅为14.4ml、6.8ml及14.8ml。     

油基钻井液用聚合物降滤失剂合成与性能评价

以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸十八酯(SMA)为反应单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,二乙烯基苯(DVB)为交联剂,聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为分散剂,采用分散聚合法合成油基钻井液用降滤失剂(FLA)。采用单因素实验法对反应条件进行了优化,通过对钻井液体系常温中压(API)滤失量的测定,确定最佳合成条件为:在55.3 g甲醇和30 g纯净水组成的混合液中,单体总质量为20 g,m(AM):m(SMA)=1:3,AIBN0.7 g,DVB 2 g,PVP 4 g、反应温度70℃、反应时间6 h,在该条件下FLA加量为3 g(钻井液体积为100 mL,下同)时体系API滤失量为1.6 mL。利用红外光谱对合成产物结构进行了表征。热差分析结果表明,聚合物的玻璃化转变温度为111℃。通过钻井液评价实验可知,该降滤失剂加量为钻井液体系总体积的3%时,API滤失量最低,为1.6 mL,高温高压(HTHP)滤失量为7.2 mL;高温老化实验结果表明,该降滤失剂最低可抗160℃高温,与沥青类降滤失剂相比,其对钻井液流变性影响明显降低,且相同加量下形成的泥饼质量优于沥青类。     

抗高温降滤失剂FR-1的合成研究

本文简述了国内外钻井液降滤失剂的进展,针对高温高盐钻井液降滤失量大的问题,研制出一种新型抗高温钻井液降滤失剂。通过实验配方及反应条件的摸索,确定了降滤失剂的最佳合成条件:单体组成为AM+AMPS+A+B,反应体系p H为7,反应温度为25℃,引发剂质量分数为0.2%。并分别在淡水基浆、盐水基浆、人工海水基浆中评价了其性能。     

温度稳定剂提高共聚物降滤失剂的抗温性能

合成了AM/AMPS/SSS/NVP四元共聚物降滤失剂,加入高温稳定剂JPG,提高了降滤失剂的抗温能力。室内钻井液测试与评价结果表明,加入温度稳定剂后,共聚物降滤失剂抗温能力由180℃提高220℃,在220℃仍能保护良好的降滤失性能;温度稳定剂对钻井液体系高温老化前后黏度影响较小,钻井液流变性能良好;温度稳定剂的加入对降滤失剂抗盐、抗钙能力影响不大。     

高温交联对钻井液的影响

随着我国深井钻井技术的快速发展,抗高温钻井液的研究面临着越来越突出的技术难题。其中钻井液的效果在高温油气井的钻进过程中起关键作用,对施工进度和钻速有重要影响。因此,钻井液在高温下的滤失性、流变性控制也是抗高温钻井液技术的难点。本文通过展开室内实验,对国内现有部分抗高温钻井液处理剂（如磺化处理剂和降滤失剂）的抗温性能进行了实验测试和综合评价。对钻井液中的高温交联反应进行分析,如何控制该体系的流变性和滤失性,详细论述了处理剂交联反应的影响因素以及交联程度对钻井液性能的影响,如温度、时间、pH、聚合物类型、粘土等,提出适度交联改善钻井液性能的观点。     

高温高密度饱和盐水钻井液体系研究

为保证深井、超深井钻井安全,开展高温高密度饱和盐水钻井液体系研究。首先开展其钻井液影响因素研究,明确不同因素影响能力,其次分别开展膨润土、增粘剂、降滤失剂、降粘剂、高温保护剂GBH、封堵剂类型及加量优选,最终确定高温高密度饱和盐水钻井液体系配方：3%膨润土HEP O Y LY M E R增粘剂+4%D R I S T E M P降滤失剂+4%P S C-1降粘剂+0.5%S O LT E R封堵剂+1.5%高温保护剂GBH。然后对其高温稳定性、抗污染能力、抑制性、沉降稳定性、润滑性、封堵性进行评价,认为该钻井液配方适合高温高密度条件。该研究成果有助于深井钻井液技术研发。     

抗高温水基钻井液降滤失剂的研制及性能评价

针对深井钻井过程中高温高压条件下对钻井液体系性能的特殊要求,在室内试验中通过水溶液聚合法研制出一种适合于深井高温地层的水基降滤失剂SLA-3。对其性能进行了评价,结果表明:降滤失剂SLA-3的相对分子质量适中,对水溶液的黏度增加有限,不会造成钻井液体系的黏度变化过大;经过180℃高温老化后,仍具有较好的热稳定性。在基浆中加入质量分数3%的SLA-3,200℃下老化16 h后的高温高压滤失量可以控制在9.4 m L,具有良好的抗温性能。考察了降滤失剂对不同类型钻井液体系性能影响,试验结果表明:SLA-3在淡水钻井液体系、盐水钻井液体系以及含钙钻井液体系中均表现出良好的降滤失效果,适应性较强,可以满足深井钻井作业对钻井液性能的要求。     

适用于高温高密度油基钻井液的降滤失剂的研制及性能评价

为满足海上深井油基钻井液高温高密度条件下的作业需要,通过室内试验,采用有机胺和十二烷基三甲基氯化铵对腐植酸进行亲油改性,研制出了一种适用于高温高密度油基钻井液体系的降滤失剂FLS-2。通过测定钻井液的流变性、高温高压滤失量和破乳电压,对降滤失剂FLS-2的性能进行了评价。结果表明:当钻井液体系中FLS-2加量为3.0%时,可使油基钻井液体系抗温达到200℃,钻井液密度最高可配制到2.0 g/cm3,并且具有良好的抗钻屑和抗海水污染的能力。此外,通过与其他常用降滤失剂性能对比可知,FLS-2的综合性能优良,能够满足海上深井高温高压条件下的作业需要。     

高温水基钻井液用降滤失剂的合成与评价

针对深井、超深井钻探开发过程中高温、盐水等复杂环境下降滤失剂失效的问题,开发了一种高温水基钻井液用降滤失剂HF-1。以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,采用水溶液自由基共聚合成,水解引入阴离子以提高高温稳定性和抗盐性能。评价了其在钻井液中的性能,结果表明,所合成的抗高温降滤失剂热稳定性好,抗温达220℃,抗盐至饱和;在饱和盐水基浆中加量为1.5%时,220℃老化16 h后的180℃HTHP滤失量降至26 m L;降滤失效果与国外同类产品相当,而成本大大降低。该钻井液用降滤失剂具有较好的应用前景。     

国内外油基钻井液降滤失剂研究进展

对油基降滤失剂的国内外研究现状进行了总结,油基钻井液降滤失剂主要有沥青类、腐殖酸类、白雀木类、木质素类、高分子聚合物类等几大类,并对后4类降滤失剂的研究现状进行了详细介绍。腐殖酸是天然化合物制备油基降滤失剂常用的原料,聚合物油基降滤失剂近年来得到快速的发展,显示出了优越的综合性能。最后展望了国内油基钻井液降滤失剂的发展方向。     

稳定煤岩地层的钻井液体系研究

当下我国石油行业急需多种技术,尤其是具有较优的常规性能(如流变性、滤失性)的钻井液。本文通过综合考虑成本和环境保护因素,采用水基钻井液体系,初步确立了实验所用钻井液体系:4%～5%膨润土+0. 2%中分子降失水剂JNP(聚合物)+0. 5%～1. 5%LV-CMC+2%～3%磺化酚醛树脂+1%～1. 5%降粘降滤失剂Redu~(2+)2%～3%干粉/磺化沥青+1%乳化沥青,通过钻井液流变性、滤失量以及抑制性和封堵性实验等,对钻井液体系性能进行表征,优选出这种适用于煤岩地层的稳定井壁钻井液体系。     

P（AMPS-DMAM）共聚物钻井液降滤失剂的合成

采用氧化-还原引发体系,以2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺为原料,通过均匀设计优化,合成了P（AMPS/DMAM）共聚物钻井液降滤失剂,借助红外光谱对聚合物进行了结构表征,初步评价了共聚物的钻井液性能。结果表明,P（AMPS/DMAM）共聚物作为钻井液处理剂,热稳定性好,抗温能力强,在淡水、盐水和饱和盐水钻井液中均具有较好的降滤失作用,经过220℃高温老化后仍能较好地控制钻井液的滤失量。     

AM／AMPS／DMDAAC共聚物合成及其降滤失性能研究

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、二烯丙基氯化铵为原料,采用氧化-还原引发体系合成了耐温、耐盐的钻井液降滤失剂。讨论了引发剂加量、二烯丙基氯化铵加量和反应温度对聚合物降滤失性能的影响。当引发剂加量为0．15％、二烯丙基氯化铵加量为10％、反应温度为45℃时,合成的聚合物在高温、高含盐条件下具有优良的降滤失性能。     

P（AMPS-AM-AOETAC-AA）聚合物钻井液防塌降滤失剂的合成

采用氧化-还原引发体系,以2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸为原料,合成了P（AMPS-AM-AOETAC-AA）聚合物钻井液防塌降滤失剂。通过均匀设计优化了反应条件,初步评价了共聚物的钻井液性能。结果表明,P（AMPS-AM-AOETAC-AA）聚合物作为钻井液处理剂具有热稳定性好和抗温能力强的特性,在淡水、盐水、饱和盐水和复合盐水钻井液中均具有较好的降滤失作用。经过150℃高温老化后仍能较好地控制钻井液的滤失量,且具有较好的防塌效果。     

无土相氯化钾聚合物钻井液体系室内研究

在国家环保法律法规日趋严格的情况下,研发出了一套适合于辽河油田环境敏感区块的非磺化钻井液体系。通过优选抗盐降滤失剂、润滑剂、抑制剂等非磺化核心处理剂,形成了新型非磺化无土相氯化钾聚合物钻井液配方。室内实验表明:该体系具有类似弱凝胶钻井液的流变特性;可抗130℃高温;抑制性较强,岩屑相对回收率大于90%;体系无土,具有较好的储层保护性能,储层伤害评价岩心渗透率恢复率大于90%;能够满足环境敏感区块钻井施工要求。     

抗温环保降滤失剂的研制与应用

针对磺化材料环保性能差以及天然淀粉和单一手段改性淀粉耐温性不足的问题,以玉米淀粉为原料,联合接枝单体丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和交联剂次甲基双丙烯酰胺(MBA)合成了一种抗温环保复合改性淀粉降滤失剂。实验结果表明,该抗温环保降滤失剂抗温达到160℃,抗盐达12000mg·L^-1,抗钙达900～1200mg·L^-1,且无生物毒性,降解性能良好,与无固相钻井液配伍性优异。并成功应用于海上某油田高温水平储层段无固相钻井液作业中,应用结果表明,抗温环保降滤失剂显著降低了无固相钻井液滤失量并大幅提高了低剪切速率黏度,满足高温水平井储层段施工作业要求。     

抗钙钻井液降滤失剂P(AMPS-DEAM)聚合物的合成

采用氧化-还原引发体系,以N,N-二乙基丙烯酰胺和2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸为原料,合成了P(AMPS-DEAM)共聚物抗高温抗钙钻井液降滤失剂。通过正交实验优化了配方及合成条件:m(DEAM):m(AMPS)=0.9:1、反应温度40℃、单体质量分数25%、引发剂用量0.22%,用红外光谱对聚合物的结构进行了表征,初步评价了共聚物的钻井液性能。结果表明,P(AMPS-DEAM)共聚物热稳定性好,作为钻井液处理剂,在淡水、盐水、饱和盐水和CaCl_2钻井液中均具有较好的降滤失作用。经过180℃超高温老化后仍能较好地控制钻井液的滤失量,体现出了良好的抗温、抗盐和抗钙性能。     

抗高温耐盐型钻井液用降滤失剂的合成与性能评价

选用对苯乙烯磺酸钠(SSS)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)单体为原料,利用自由基聚合的方式,得到一种抗高温耐盐聚合物降滤失剂.通过傅里叶红外光谱分析(FT-IR)表明合成产物结构与设计结构相符.当降滤失剂加量为1.8%时,室温下和210℃下淡水基浆的滤失量分别为7.9mL和13.5mL;在25%NaCl和3%CaCl₂的盐水泥浆中,钻井液的滤失量分别为14.8mL和11.0mL.通过扫描电镜(SEM)可以分析钻井液形成的滤饼的微观结构,由此得到降滤失剂作用的机理是:当降滤失剂吸附在黏土表面时,降滤失剂可以使黏土颗粒在钻井液中分散,从而形成致密的滤饼来减少滤失量.     

钻井液降滤失剂PAAS的制备及性能

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和对苯乙烯磺酸钠(SSS)为聚合单体,采用反相乳液聚合法制备了一种水基钻井液降滤失剂PAAS,通过正交实验确定了最佳合成条件,采用FTIR及EA(元素分析)对其结构进行了表征,采用TG-DTG对其耐温性进行了分析。通过钻井液流变性、滤失性及抑制性实验对降滤失剂PAAS应用性能进行了考察,并对其降滤失机理进行了推测。结果表明:PAAS具备良好的高温稳定性,各类功能基团在温度升至225℃时均未发生明显的热分解现象;钻井液流变性实验、老化实验及失水实验表明:w(PAAS)=1.5%(以体系总质量计,下同)时,钻井液流变性良好,动塑比(YP/PV)=0.30 Pa/(m Pa·s),高温160℃老化前后失水量分别为8.4 mL和10.2 mL。功能基团含量渐变实验、SEM和横向弛豫时间(T_2)结果表明:该降滤失剂主要通过吸附作用改善钻井液体系抗滤失性能。     

油基钻井液用降滤失剂研究现状

油基钻井液用降滤失剂主要有沥青类、腐殖酸类、其他天然高分子改性类和合成高分子聚合物类。对各类降滤失剂的合成方法和作用机理进行了分析,发现沥青类降滤失剂因其"软点"的特性是最早出现在油基钻井液中的一类处理剂,腐殖酸类降滤失剂由于污染较小在后期被大量应用。合成高分子聚合物降滤失剂因其具有良好的综合性能,近年来得到了人们的重视。