磺化苯乙烯-衣康酸共聚物超高温钻井液降粘剂的研制

研究了水基钻井液降粘剂磺化苯乙烯-衣康酸共聚物的合成方法。以DMF（N,N-二甲基甲酰胺）为溶剂,苯乙烯、衣康酸摩尔比1．0：1．2,引发剂BPO（过氧化苯甲酰）用量0．6％,溶液共聚温度85℃、时间4h,得到苯乙烯-衣康酸共聚物,化学结构由红外光谱表征。该共聚物与过量20％发烟硫酸在50℃进行磺化反应2h,生成降粘剂。常温下加入0．3%SSHIA（磺化苯乙烯-衣康酸共聚物）使淡水钻井液的表观粘度由107mPa·s降至48mPa·s以下;加入0．3％SSHIA使淡水钻井液在260℃老化16h后,嘉瑚粘摩南59mPa·s降军32mPa·s以下．表明该剂具有良好的耐渴性。     

耐高温钻井液降黏剂St/AMPS/AA的研制

以苯乙烯与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酸为原料,DMF(N,N-二甲基甲酰胺)为溶剂,引发剂BPO(过氧化苯甲酰)用量为1.0%,溶液共聚温度为85℃,反应时间为4 h,合成了St/AMPS/AA共聚物钻井液降黏剂。室内实验表明,加入0.5%该共聚物后,淡水钻井液在常温下的表观黏度由28.8 mPa.s降至23.4mPa.s,降黏率为58.3%;在260℃老化16 h后表观黏度由37.1 mPa.s降至6.8 mPa.s,降黏率为76.8%,该剂用作抗高温降黏剂在淡水钻井液中具有良好的耐温性和降黏效果。     

钻井液用降黏剂磺化苯乙烯-马来酸酐聚合物的合成与评价

以甲苯和丙酮为溶剂,苯乙烯、马来酸酐为主要原料,合成了磺化苯乙烯-马来酸酐聚合物(SSMA),平均相对分子质量为2 500～4 000.室内评价结果表明,SSMA具有良好的降黏和抗温性能.SSMA加量为30 g/L时,可使4%淡水基浆的表观黏度从7.5 mPa·s降至3.0 mPa·s;SSMA加量为40 g/L时,可...     

高蜡原油复配降凝剂的研究

通过对吉林油田木南原油的性质测定,选择丙烯酸十八酯、马来酸酐、苯乙烯、乙酸乙烯酯为原料,进行聚合反应,制得丙烯酸十八酯-马来酸酐-苯乙烯和丙烯酸十八酯-乙酸乙烯酯-苯乙烯两种三元共聚物,并分别和EVA进行复配.考察了两种复配降凝剂在不同加量和不同温度下对吉林油田木南原油的降凝效果. 结果表明,在加剂温度为70 ℃时,AMS-EVA复配降凝剂的最佳加量为0.03%,可使原油凝点降低9 ℃;AVS-EVA复配降凝剂的最佳加量为0.1%,可使原油凝点降低10 ℃ .在温度42 ℃、剪切速率为234.4 s-1时,未加剂原油粘度为159 mPa·s,加入AMS-EVA型降凝剂后,原油粘度降至78.7 mPa·s;加入AVS-EVA型降凝剂后 ,原油粘度降至96.6 mPa·s.     

钻井液降黏剂SSMA的本体聚合制备与性能

为探究本体聚合法合成的磺化苯乙烯-马来酸酐（SSMA）在水基钻井液中降黏性能的优劣,以苯乙烯（St）、马来酸酐（MA）为原料,分别采用本体聚合和溶液聚合制得苯乙烯-马来酸酐（SMA）,磺化后制得SSMA,并对不同方法制得的磺化苯乙烯-马来酸酐（SSMA）在钻井液中的降黏效果和抗温抗盐性能进行评价。结果表明,2种方法合成的SSMA都可有效地拆散钻井液中黏土颗粒形成的空间网状结构,但在盐水和高温条件下2者表现出不一样的降黏效果。①在淡水基浆中,2者均表现出好的降黏效果,当加量达到0.75%时,本体聚合制得的SSMA在淡水基浆中降黏率可达95.38%,溶液聚合制得的SSMA在基浆中的降黏率为85.54%。②在盐水基浆中,与溶液聚合制备的SSMA相比,本体聚合制备的SSMA的降黏作用更强,具有更好的抗盐性能,当加量达到1%时,其降黏率可达53.33%。③在高温老化实验中,本体聚合制得的SSMA在基浆中的降黏性能较溶液聚合制得的SSMA受高温影响较小,在老化温度为230℃时,仍可保持40%以上的降黏率,具有更好的抗温性能。④在高密度基浆中,本体聚合法制备的SSMA具有较高的降黏率,220℃老化后降黏率仍在60%以上,高于溶液聚合法制备的SSMA在高密度基浆中47.45%的降黏率。      

用于高含蜡原油的双聚合物降凝剂的研制

通过在有机溶剂中进行的引发聚合 ,由摩尔比 2∶3∶3的马来酸酐、丙烯酸十八酯、醋酸乙烯酯合成了共聚物降凝剂A ,由摩尔比 1∶2∶3的苯乙烯、马来酸酐、丙烯酸十八酯合成了共聚物降凝剂B。A和B均为质量分数 30 %的溶液。简介了合成方法。A +B组合实验和组合物加量实验结果表明 ,对于密度 86 8.9kg m3、含蜡量 2 6 .6 %的辽河曙光原油 ,质量比 3∶1的A +B的降凝降粘效果最好 ,加入量为 0 .5 %时原油凝点由 2 9℃降至 2 1℃ ,80℃、15 0s- 1下的粘度由 2 0 0 0mPa·s降至 95 0mPa·s,降粘率达 5 2 .5 % ;对于密度 886 .7kg m3、含蜡量 18.9%的吉林新民渣油(原油减压蒸馏釜底残液 ) ,质量比 1∶2的A +B的降凝降粘效果最好 ,加入量为 0 .4 %时渣油凝点由 13℃降至 1.0℃ ,80℃、15 0s- 1 下的粘度由 95 0mPa·s降至 2 6 0mPa·s,降粘率达 72 .6 %。降凝剂A +B加量增大时 ,原油和渣油的凝点、粘度均降低。表 3参 8。     

AA／MA／AMPS共聚物钻井液降粘剂性能评价

以丙烯酸（AA）、马来酸酐（MA）和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为原料,合成AA／MA／AMPS共聚物钻井液降粘剂,对其在泥浆中的降粘性能进行了室内评价,并利用IR对共聚物进行了表征,借助热分析考察了共聚物的热稳定性。结果表明,AA／MA／AMPS共聚物降粘剂可显著降低泥浆的粘度和切力,具有较强的耐温性,加入0．5％降粘剂的淡水基浆,高温降粘率可达92．1％,并且具有较好的抗盐抗钙性能。     

SZ36-1稠油油溶性降粘剂JN - 1的合成及评价

针对SZ36-1稠油高胶质、高沥青质、低蜡的特点,借助分子设计理论,在降粘剂分子结构中引入极性环状结构单元,合成了丙烯酸十八酯/苯乙烯/马来酸酐三元共聚物油溶性降粘剂JN-1.该共聚物独特的分子结构使降粘剂分子“渗”入胶质或沥青质分子层之间并相互作用,从而达到降低稠油粘度的目的.降粘实验结果表明,在丙烯酸十八酯与苯乙烯和马来酸酐摩尔比5：1：2,甲苯为溶剂,AIBN为引发剂,温度70℃,反应时间240 min条件下合成的油溶性降粘剂对渤海SZ36-1油田稠油具有较高的降粘效果,降粘剂溶液浓度为1 500mg/L时,降粘率可达90.8%.     

非交联型黄原胶/魔芋胶水基冻胶压裂液的研制

基于黄原胶(XG)和魔芋胶(KG)在水溶液中形成嵌合结构体的原理,研制了非化学交联型XG/KG冻胶压裂液,给出了压裂液配方。XG/KG压裂液的表观粘度与XG、KG用量及其配比有关,用量为0.62% 0.22%~0.46% 0.42%时超过200 mPa.s,用量0.51% 0.36%时最高,为330 mPa.s。对于0.50%XG/0.35%KG压裂液,其表观粘度随温度升高而减小,50~80℃时在50 mPa.s上下;pH值在7.0~4.2时维持高表观粘度,pH值<4.2时表观粘度下降,pH值=1.0时仍>210 mPa.s;盐度(KCl浓度)增大时表观粘度增大,盐度为30 g/L时接近400 mPa.s;30℃和80℃下的滤失性能、常温下陶粒的沉降速率均符合常规压裂要求;加入0.1%过硫酸铵和0.2%盐酸后,100~130℃下8小时破胶液粘度为5.4~2.5 mPa.s。该体系压裂液可用于碱敏、天然裂缝发育储层的压裂。图3表5参4。     

具有抑制性的抗温耐盐改性腈纶钻井液降滤失剂KWY的研制

将腈纶工业下角料加碱水解,用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸磺化,与甲醛、聚醚多元醇进行接枝、交联,制得降滤失剂KWY。简介了合成过程,进行了室内性能评价。由加入KWY的各种钻井液150℃静态老化16小时后测得的API滤失量值,确定KWY在淡水钻井液中的加量范围为0.4%~0.5%,在盐水和海水钻井液中的加量范围为1.0%~1.5%。根据塑性粘度、动切力、API滤失量测定值求出0.4%KWY在淡水钻井液中的耐温性为180℃,1.5%KWY在4%、15%、35%盐水钻井液和海水钻井液中的耐温性为160℃;KWY的性能优于胜利油田使用的一种HPAN(JS)。由油藏砂在77℃滚动16小时的回收率来看,1%KWY溶液对页岩的抑制性近似于或好于5%KCl溶液。图1表2参2。     

塔河油田TK431井钻井液技术

塔河油田三叠系、石炭系井眼失稳问题一直是该油田勘探与开发的技术难点。TK431井是在该地区实施的一口解决该井段井眼失稳问题的试验井。分析地层坍塌原因后提出，TK431井钻井液密度设计值为1．42g／cm^3，选择抑制封堵固壁型钻井液体系，二开采用PF-PLUS钻井液，三开采用PEM钻井液，四开采用PF-VIS钻井液。选择抑制型钻井液，可提高钻井液滤液的抑制性，减小泥页岩的水化膨胀作用；采用封堵固壁技术，可封固地层微裂隙，提高地层整体强度，形成薄而韧的泥饼，减少滤失量，达到稳定井壁的目的。该井钻井液润滑性能良好；包被抑制性良好，钻屑成形度高、棱角分明；防塌效果好，井径规则，没有明显的大肚子井段；性能稳定、维护处理简单；机械钻速快，辅助时间短，钻井周期较短。现场应用表明，该井实际最高使用钻井液密度为1．37g／cm^3，通过采用高包被、强抑制和综合防塌相结合的方法，有效地稳定了井壁，成功地解决了三开井径扩大问题；存在问题是设计和实际应用费用较高，尤其是三开费用是其它井的2～4倍，全井钻井液费用也是同一区块其它井费用的1．5～2．0倍多。     

国内外超高温高密度钻井液技术现状与发展趋势

简要介绍了国内外超高温井的情况,从油基钻井液、合成基钻井液及水基钻井液三方面介绍了国内外超高温高密度钻井液的研究与应用现状,并指出了超高温高密度钻井液的发展方向。国外早期超高温钻井液以水基钻井液为主,近年来油基和合成基钻井液应用越来越多,尽管钻遇的井底温度已经超过300 ℃,但钻井液最高密度没有超过2.40 kg/L。国内超高温高密度钻井液以水基钻井液为主,与国外相比,尽管应用的温度没有国外高,但钻井液密度高,已经突破2.50 kg/L。相对而言,国外在超高温高密度钻井液方面更注重高性能专用产品的开发,而国内尽管在超高温钻井液处理剂研究方面已经开展了大量的工作,但没有形成系列产品,大部分研究局限在实验室,超高温高密度钻井液多在传统处理剂基础上,或采用国外产品形成,钻井液的综合性能还不能满足现场需要。国外超高温高密度钻井液已经成熟,目前的研究重点是改善钻井液的环境可接受性。我国应在专用产品开发的基础上,形成配套的钻井液体系,并围绕环保、高效、经济的目标进行油基和合成基钻井液研究。      

线性α烯烃合成基钻井液流变性调控方法

针对常用油基钻井液在高温下流变性能不稳定的问题,研究了线性α烯烃钻井液体系流变性的影响因素和调控方法,同时探索使用流型改进剂减弱温度对流变性的影响,提高α烯烃钻井液在高温下的粘度.实验结果表明,线性α烯烃合成基钻井液的流变性调控可以通过调整油水比和有机土加量实现:为获得适当的流变性能,有机土的加量要适当,钻井液未加重时有机土的加量以3%～4%为宜,密度在1.5 g/cm3左右时有机土的加量以1%～3%为宜,密度在2.04 g/cm3左右时有机土的加量以0.5%～1%为宜;随着含水量的增加,钻井液塑性粘度和动切力呈线性增加.乳化剂能维持钻井液的流变性,但乳化剂过量会降低钻井液体系的塑性粘度.流型改进剂OCPA和T612的加入对常温下钻井液的流变性影响较小,但在高温下能提高粘度;1.5%OCPA和0.5%T612复配后效果更好.     

胺基钻井液技术进展

介绍了胺基钻井液的发展历程,主要特点及其国内外的研究与应用情况.指出胺基钻井液在钻井过程中所表现出的防止井壁坍塌性、页岩稳定性等性能可接近油基钻井液;而对比油基钻井液,不仅有明显的环保优势,还能大幅降低钻井成本.     

含醇醚水基钻井液体系的研究与应用

针对传统水基钻井液的特点,引入满足环保要求的醇醚化合物替代油类润滑剂,并以此建立含醇醚水基钻井液体系。经室内研究和现场应用表明：该体系具有优良的润滑性,良好的井眼清洁能力,井壁稳定和抑制能力接近油基钻井液水平,无荧光不干扰地质录井,储层保护效果好。生物毒性检测结果表明,该体系具有环境可接受性。现场应用近３０口井并取得成功。     

有机盐聚合醇氯化钾钻井液的应用

霍尔果斯背斜构造极其复杂,内应力极高,地层倾角大,断层、破碎带多,并存在高低压互层;安集海河组的灰绿色软泥岩水化严重并具有粘弹塑性.该区块重点探井霍003井三开、四开井段选用有机盐聚合醇氯化钾钻井液,同时为保证钻井液在高密度下（2.55 g/cm^3）具有好的流变性,使用活化铁矿粉、活化重晶石加重.应用结果表明,由于采用了强抑制和多元封堵的措施,该钻井液具有良好的流变性和较强的携带能力,钻进中曾携带出重2.8 kg和5.1kg的大掉块;滤失量低,泥饼质量好,封堵能力强,造壁能力强,减轻了井下阻卡程度;有良好的储层保护能力;在室内研究的基础上,经过现场合理使用和维护钻井液,霍003井提高了机械钻速,缩短了钻井周期,井身质量优于邻井.指出在高密度下,未选出适合有机盐聚合醇氯化钾钻井液的稀释剂,钻井液流动性较差.     

南堡1井钻井液技术

南堡1井是冀东油田目前钻探最深的一口位于渤海海域内的勘探井，完钻井深为5180m。该井自上而下钻遇平原组、明化镇组、馆陶组、东营组、沙河街组和太古界，由于地层复杂，上部地层极易水化分散、吸水膨胀，下部地层可钻性差，易于坍塌掉块；玄武岩地层多且段长，井底温度高（最高达175℃）；古潜山地层易发生井漏、井喷事故。根据该井特点，全井采用防塌聚合物钻井液、聚合物正电聚醇钻井液和正电聚醇甲酸盐钻井液体系。结果表明，该体系具有良好的抑制性和润滑防塌性能，抗盐抗高温稳定性强，维护简单，安全环保，适合于海上生产深井和超深井施工的需要。     

"双保"型改性天然高分子基钻井液技术

为解决轮古地区井径扩大率偏高、潜山地层顶部界面难于测准等难题,也为同时实现对油气层及环境的保护,研究开发了"双保"型改性天然高分子基钻井液体系,合成了该体系所需处理剂,包括天然高分子包被剂IND30、天然高分子降滤失剂NAT20、无荧光白沥青NFA-25和聚合醇PGCS-1.评价了该体系的基本性能和抗温、抗污染能力,在3口直井和2口水平井中进行了应用试验.应用结果表明,该钻井液性能稳定,流变性独特,粘度和切力低,起下钻畅通,钻头、钻具无泥包现象;井壁稳定,无垮塌、掉块现象;抑制性强,返出钻屑棱角分明,代表性极好,同时具有良好的润滑性;"双保"型改性天然高分子基钻井液性能,不但优于常规聚磺钻井液,而且优于环保A体系,处理剂消耗数量及使用品种大大减少,使分析问题、找原因及维护、处理简单化.该体系单个处理剂EC5o值均大于30000 mg/L,现场井浆EC50值大于100000 mg/L,达到可排放标准;同时渗透率恢复值大干90%,表明其有良好的保护油气层特性;该钻井液所用材料无荧光;体系无油、无腐蚀,设备卫生清洁.     

海拉尔探区钻井完井过程的油气层保护技术

海拉尔盆地是保持大庆油田原油稳产的主要接替区。针对海拉尔探区的地质特点、储层特性和钻井完井过程中保护储层的技术难点,对该区的油气层保护技术及其应用效果进行了详细的总结。结果表明,实施油气层保护技术缩短了海拉尔探区的钻井周期,能够及时发现和保护储层,推动了该区的勘探进程。     

盐下复杂地层井身结构优化及突破盐丘钻井技术

哈萨克斯坦肯基亚克盐下油藏属于地质奈件复杂、高压低渗碳酸盐岩油藏。开发难度大，巨厚盐丘给钻井带来许多潜在的风险，如缩径、卡钻、挤毁套管等。在分析盐下油藏地层压力剖面基础上将表层套管与首层技术套管合二为一，制定了详细的固井工艺措施，优选出了两性离子聚磺饱和盐水钻井液体系并制定了维护处理措施，使得在厚达3000m以上盐层钻进时钻井液性能稳定、井径规则、井眼畅通，解决了由盐层溶解、垮塌以及盐层塑性流动所引起的阻卡、划眼等井壁稳定问题。井身结构的简化，使钻井周期明显缩短．节约了大量钢材和水泥，产生了巨大的经济效益和社会效益。