油基钻井液组分对体系沉降性能的影响

研究了油基钻井液组分对其沉降稳定性能的影响。结果表明,基液类型、油水体积比、内相盐种类、加重材料粒径大小和种类会对油基钻井液的沉降稳定性能产生影响。静态沉降条件下基液黏度越大,体系油水体积比越小,体系沉降稳定性能越好。以NH4Ca(NO3)3为内相的油基钻井液体系沉降稳定性能优于甲酸盐、氯化钙和氯化钠内相钻井液体系。加重材料颗粒的粒径越小,沉降稳定性能越好,动态剪切和静态沉降条件下Mn3O4为加重材料的油基钻井液沉降稳定性能都优于其他加重材料体系。     

新型合成基钻井液降滤失剂合成及性能评价

为解决合成基钻井液高温高压滤失量大的问题,以有机硅、腐植酸和二椰油基仲胺等为主要原料,运用活化酯法对腐植酸进行改性,通过合成条件优化,研制一种亲有机质的有机硅腐植酸酰胺降滤失剂FRA-1;利用红外光谱(FT-IR)和热重—差热(TG-DSC)进行化学结构和热稳定性分析,评价在不同油水比合成基钻井液中的性能.结果表明:FRA-1在合成基钻井液体系中有良好的分散性和耐温性,优于常用的油基钻井液降滤失剂,并且对钻井液流变性影响较小,可以替代沥青类和褐煤类产品作为合成基钻井液降滤失剂.     

高密度油基钻井液流变性及沉降稳定性

为了解决高密度油基钻井液存在流变性和沉降稳定性难以控制的技术难题,采用流变测试和VST沉降测试法分析了有机土、提切剂、润湿剂、降滤失剂、石灰石/重晶石级配等处理剂的加量对钻井液流变性和沉降稳定性的影响。结果表明,上述处理剂对高密度油基钻井液流变性和沉降稳定性均有影响,且存在最优加量。实验得出高密度油基钻井液优化配方(质量百分比)为:3.5%有机土+0.3%提切剂+0.3%主乳+2.5%润湿剂+1.0%氧化钙+2.5%降滤失剂+重晶石+石灰石(重晶石与石灰石等质量加入,石灰石为超细碳酸钙)。     

耐温型降滤失剂AMPS/AM/AA三元共聚物的合成

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)为单体,采用过硫酸铵和亚硫酸氢钠氧化还原体系,通过水溶液聚合法合成了耐温型降滤失剂。通过正交试验和条件试验确定了聚合反应的最佳条件:引发温度40℃,引发剂质量分数0.010%,pH=4.0,m(AMPS)∶m(AM)∶m(AA)=10∶26∶4,在此条件下得到产物特性黏数为7.52 dL.g-1。对其结构用红外光谱进行了表征,并在淡水基浆中对产品的降滤失性能进行了室内评价,结果表明产物具有良好的耐温和降滤失能力。     

膦甲基酚醛树脂的合成与降滤失性能

以三氯化磷、酸性聚合酚醛树脂或碱性聚合酚醛树脂合成了膦甲基酚醛树指(PMP),并测定了其在钻井液中的降滤失、抗温、抗钙和抗盐性能.结果表明在酸性聚合介质、酚醛摩尔比＜1.0条件下合成的PMP具有较好的溶解性和降滤失作用.当加入的PMP质量分数为1.0%和1.5%时,可使质量分数为4.0%膨润土浆的API滤失量由35.2 mL分别降至10.2 mL和9.8 mL;1.0%PMP使4.0%膨润土浆的抗盐性小于质量分数为1.0%氯化钠,抗钙能力为2200×10-6,在20～200 ℃范围降滤失量保持不变,具有良好的抗温性能.     

新型抗高温油基钻井液降滤失剂的研制

针对高温、高密度油包水逆乳化钻井液降滤失量大的问题而研制出一种新型抗高温油基钻井液降滤失剂。这种降滤失剂采用胺化合物对腐植酸进行改性,得到一种亲油性的腐植酸衍生物,所得的腐植酸衍生物经进一步热裂解处理后,得到抗温能力达220℃,运用于超高密度2．38g/cm^3的油基钻井液降滤失剂XNTROL220。此降滤失剂在油中具有良好的分散能力,在油包水逆乳化泥浆中具有明显的降滤失效果,同时具有稀释降粘、辅助乳化等功能。     

腐殖酸接枝共聚物超高温钻井液降滤失剂合成

基于抗高温处理剂分子设计,采用腐殖酸与丙烯酰氧丁基磺酸(AOBS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)接枝共聚,通过正交实验,在综合考虑产物的水溶液黏度、产物对钻井液黏度和降滤失效果影响的基础上,进一步考察了腐殖酸用量,最终确定了合成配方:非离子单体与离子单体比1.5:1.0、离子单体中和度100%,反应混合物质量分数50%、腐殖酸用量34%,合成了相对分子质量低的AOBS-AM-AA/腐殖酸接枝共聚物.对钻井液性能进行了评价,并借助红外光谱和热分析对产物进行结构表征和热稳定性分析.实验结果表明,接枝共聚物热稳定性好,抗温达到240℃,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,对钻井液黏度影响较小,在膨润土含量高的钻井液中具有一定的降黏作用,可以有效地控制钻井液的高温稠化,与SMC、SMP等具有良好的配伍性,用于密度2.57g/cm3的KCl钻井液中,可以有效地控制钻井液的高温高压滤失量和流变性.     

东海大位移井油基钻井液体系研究及应用

我国东海KQT气田大位移井钻进过程中油基钻井液存在高温稳定性及井眼清洗技术问题。为此,通过界面张力测试、乳化效率测试、显微镜观察及乳状液黏弹性和流变性测试等实验方法,优选了乳化剂、润湿剂、流型调节剂及有机土等关键处理剂,构建了大位移井用油基钻井液体系,并对其进行了综合性能评价。结果表明,该钻井液在180 ℃热滚后仍具有良好的稳定性;优选的流型调节剂可增强钻井液的结构强度,有效提高切力和低剪切速率黏度,保证井眼清洗效果;同时具有良好的滤失性及抗污染性能等。在KQT气田的4口井中进行了现场试验,取得了良好的应用效果。     

AM/AMPS/NVP三元共聚物降滤失剂的合成及评价

在氧化还原体系下以AM/AMPS/NVP为单体合成一种钻井液降滤失剂,讨论单体配比对产物性能的影响。最佳单体配比AM/AMPS/NVP为6∶3∶1,采用亚硫酸氢钠-过硫酸钠的氧化还原引发体系,45℃下反应6 h得到最佳产物。共聚物在200℃下老化16 h后的API滤失量可以控制在20 mL以内,常温下可控制在5.6 mL;老化条件下的复合盐水基浆可控制在24 mL以内。此产品在淡水基浆与复合盐水基浆中均有较好表现。     

高温高密度油包水乳化钻井液沉降稳定性分析与评价

为了解决高温下油基钻井液沉降稳定性的技术难题,对研制的抗温可达220℃,密度可调至2.2 gcm3的高温高密度油包水钻井液配方进行了室内实验评价,分析各组分加量对整体配方沉降稳定性的影响。结果表明该配方具有较强的沉降稳定性。随着有机土加量的增加,体系稳定性逐渐增强,建议有机土加量为2%~3%;提切剂加量为1%~2%的体系具有良好的沉降稳定性;体系随着乳化剂加量的增加,钻井液的表观黏度和动切力下降,破乳电压增高,乳化稳定性、沉降稳定性增强;润湿剂加量为1%~2%时整个体系性能稳定。     

微锰矿粉与重晶石加重油基钻井液差异性分析

重晶石是油基钻井液的主要加重剂,但是其加重的高密度油基钻井液存在诸多问题。为了探究微锰矿粉在油基钻井液中的适用性,采用激光粒度分析仪和扫描电镜分析了重晶石和微锰矿粉的粒度分布和微观形态,对比分析了重晶石油基钻井液体系和微锰矿粉油基钻井液体系在流变性、失水造壁性、润滑性、沉降稳定性、储层保护性能方面的差异。结果表明,在低密度条件下,微锰矿粉体系和重晶石体系差异小;在高密度或超高密度条件下,微锰矿粉体系低黏高切,泥饼黏滞系数小于0.10,沉降密度差小于0.03 g/cm³,酸溶后渗透率恢复率大于95.00%,其流变性、润滑性、沉降稳定性、储层保护性能均优于重晶石体系;微锰矿粉体系比重晶石体系失水量大,泥饼质量差,建议将微锰矿粉中复配重晶石以提高体系的失水造壁性。研究结果全面揭示了微锰矿粉油基钻井液体系和重晶石油基钻井液体系性能的差异,对微锰矿粉改善高密度、超高密度油基钻井液的性能提供支撑,也为超高密度油基钻井液加重剂应用提供了新的发展方向。     

宾汉流体在环空中温度分布规律研究

在钻井及采油工艺中许多流体表现为非牛顿宾汉流体特性,在现场施工中其流动换热特性将直接影响到井底参数的确定.从流体动量方程和能量方程出发,结合宾汉流体的本构方程,建立了宾汉流体环空中流动和换热充分发展时的控制方程组,并在恒壁温边界条件下对方程组进行了求解.得到了宾汉流体在环空中的温度分布规律.结果表明,宾汉流体截面上的温度分布与速度分布近似;等速核内温度随着压力梯度的增加而增加,随着屈服应力的增加而减小,随着视粘度的增加而增加;但等速核内的温度并不相等.     

适用于深井钻井的KCI／聚磺水基钻井液体系研究

针对深井钻井,从优选处理剂人手,解决钻井液高温稳定性,泥页岩水化,储层保护等方面的问题,研制适用于深井钻井的KCI／聚磺水基钻井液体系。并对该体系的高温稳定性、抗污染性、防塌抑制性和储层保护效果进行室内评价。最终优选出的钻井液配方高温高压流变性合理,抗污染性和防塌抑制性强并成功应用于东部某油田的深井钻井。     

船用燃料油的调和技术及其稳定性研究

以渣油、乙烯焦油、页岩油为研究对象调和制备船用燃料油。考察了调和比、温度、不同亲水亲油平衡值(HLB值)及复配表面活性剂对调和油黏度的影响。结果表明,当m(渣油)/m(乙烯焦油) =1∶1.25和m(渣油)/m(页岩油)=1∶1.00时,得到的调和油不但黏度指标达到180#船舶燃料油产品要求,而且闪点和稳定性均符合国家标准;当添加HLB值为12且以阴离子与非离子表面活性剂复配的表面活性剂时,调和油的黏度显著降低。复配表面活性剂添加质量分数为0.3%时, 黏度降到最低。     

透明土中孔隙流体的实验研究

在透明土配置中,为了选择与熔融石英砂相匹配的孔隙流体,通过实验研究CaBr2溶液、CaCl2·2(H2O)溶液和白矿物油混合物3种孔隙流体.研究孔隙流体折射率随温度和质量分数（或体积比）的变化规律,测定了3种孔隙流体的黏度和平均色散值等物理性质.实验结果表明,3种孔隙流体的折射率均随温度的升高而线性降低,无机盐溶液的折射率与质量分数呈线性关系,质量分数越高,折射率越大,白矿油混合后的折射率与混合体积比有关,可以用Arago-Biot方程描述.黏度以CaCl2·2(H2O)溶液为最大,CaBr2溶液最小.色散值以白矿物油为最小.总结了筛选孔隙流体的一般性原则,认为白矿物油的安全性最好.     

滨南采油厂超稠油乳化降黏研究

研究了温度、碱（NaOH和Na2CO3）及3种表面活性剂（SDS、SDBS和OP-10）对滨南采油厂超稠油降黏效果的影响。结果表明：超稠油黏度随温度升高而降低,当温度高于65℃时,黏度随温度的升高而下降缓慢;NaOH和Na_2CO_3对该稠油有很好的降黏效果,最佳添加质量分数分别为0.12%和0.18%;SDS、SDBS和OP-10的降黏效果也很好,最佳添加质量分数分别为0.2%,0.2%和0.9%;实验确定的降黏剂的最佳配方为：NaOH质量分数为0.06%,SDBS质量分数为0.14%,OP-10质量分数为0.22%,此时降黏率可达95.81%。     

硅基防塌钻井液在苏丹油田的应用

根据苏丹油田某区块地层泥页岩的矿物组成、微观结构及理化性能资料,研究出适于该油田并能保护油气层的硅基钻井液体系的基本配方,评价了其防塌性能、抗钻屑污染能力及抗温能力,并解释其防塌机理。现场应用表明,该体系维护容易,防塌效果明显。     

低腐蚀自生热压裂液体系的室内研究

针对陕北油气井压裂破胶不彻底的问题,着重研究了适合低温浅层油气井压裂液破胶的自生热体系,通过研制腐蚀性小的激活剂,筛选出了腐蚀性低的自生热压裂液体系.实验结果表明:将激活剂Ⅰ和激活剂Ⅱ进行复配,加入自生热增压体系中,体系的腐蚀性大幅下降,腐蚀速率仅为0.048 5g.(m2.h)-1;同时该压裂液体系的破胶速率明显加快,在60min后,压裂液的粘度降低至7mPa.s     

松软煤层水平孔生物酶可解堵钻井液研究

生物酶的高效降解作用可使聚合物由长链变短链,黏度减小,清除聚合物泥饼效果较好。为此,采用黏度衰减法,优选了不同聚合物所对应的生物酶,配置了4组生物酶可解堵钻井液,通过滤饼清除实验和渗透率恢复实验测定了所配钻井液的解堵性能。结果表明,不同聚合物对应不同的最佳生物酶,CMC、PAC-LV、HEC和胍胶钻井液的最佳生物酶分别为X1、X6、X3和X6;优选出的4组生物酶可解堵钻井液配方,均能在钻进后清除泥饼,并对储层伤害率较小,具有较高的实用价值。