环保型钻井液应用分析与发展方向

论述了废弃钻井液日趋严峻的环境污染问题和近年来环保型钻井液的研究及应用进展情况,其中包括白油钻井液、烷基葡萄糖苷钻井液、硅酸盐钻井液、合成基钻井液和聚合醇钻井液,且对这些钻井液的作用机理、适用性和环保性能进行了分析,并简述了几种近年来开发的环保型钻井液处理剂。最后指出目前环保性钻井液技术存在的问题及未来的发展方向。     

海洋钻井液技术研究与应用现状及发展趋势

海洋钻井要求钻井液满足常规性能的同时,还要求钻井液毒性小、生物降解性好、无生物积累以及排放后对环境无害等。因此,海洋钻井液技术的一项重要内容是其环境可接受性评价技术。文章在对钻井液体系及其处理剂在海水中的环境可接受性评价方法进行概括基础上,重点介绍了近年来海洋钻井液体系的研究及应用状况,指出了海洋钻井液技术存在的问题和发展趋势。     

环境友好型水基钻井液GREEN-DRILL的研制与应用

为了提高海上油气田钻井液的环保性能,在开发环保型高效封堵剂GS、水基润滑剂GL和水溶性抑制剂GG的基础上,研制出了环境友好型水基钻井液GREEN-DRILL。性能评价结果表明,水基钻井液GREEN-DRILL的基本性能稳定,抑制性能与聚合醇钻井液基本相当,其生物需氧量与化学耗氧量的比值为67.5%,对蒙古裸腹溞Ⅰ龄幼体72 h半数致死浓度大于60 000 mg/L,高于国家一级海域生物毒性容许值,符合国家一级海域排放标准。同时,在水中稀释后无油膜、无黑色漂浮物。渤海油田5井次的现场应用表明,水基钻井液GREEN-DRILL能解决渤海油田存在的渗漏和井漏问题,性能稳定,环保性能优良。      

环保钻井液技术的研究与应用

实验优选出了5种具有较好环保性能指标的处理剂,通过配方优化和性能评价,得到了能满足钻井工程要求的环保钻井液。实验研究表明,得到的环保钻井液具有较好的抗温能力、抗盐钙污染能力、抑制分散能力,同时体系的生物毒性、生物降解性好,环保性能指标优良,能起到很好的减小钻井液对环境的危害。通过在广安地区6口井的现场应用表明,环保钻井液综合性能优良、维护处理方便,能很好地满足广安地区各种井型钻井要求,值得进一步推广应用。     

合成基钻井液的研制及其应用

为满足中国海洋石油的勘探开发需要,开发保留油基钻井液优点而对环境无毒的合成基钻井液已势在必行.研制出了高闪点、环保型合成基基液,并在此基础上优选出了合成基钻井液配方,即:基液(酯:20?Cl2水溶液=70∶30) 2.0%有机土 3.0%主乳化剂 2.0%辅乳化剂 1.0%润湿剂 0.5%碱度调节剂 3.0%降滤失剂 1.0%增粘剂,加重材料采用酸溶性石灰石粉,石灰石粉起到屏蔽、加重双重作用.研究表明,该套合成基钻井液具备优异的防塌抑制性、润滑性和储层保护性能,生物毒性低,生物可降解性好.合成基钻井液已在渤海湾SZ36-1油田的CF1、C25HF和C26HF等3口水平分支井中成功应用.     

海洋油田水平井钻井液生物降解性研究

利用累计耗氧量方法试验评价了海洋油田水平井钻井液体系和处理剂的生物降解性。试验结果表明,无固相弱凝胶钻井液体系各处理剂具有很好的生物可降解性,其中改性淀粉类降滤失剂FLO生物降解速率最快,其次为增粘剂VIS和聚合醇防塌润滑剂JLX。无固相弱凝胶水基钻井液体系也具有较好的生物可降解性,是一种环境友好的水平井钻井液。     

海洋钻井液有机物添加剂生物降解性评价

随着海洋石油的勘探开发，钻井液有机添加剂不可避免地进入海洋．因此在海洋勘探开发过程中应选择环保性能好，即生物降解性能好的有机物添加剂。用累计耗氧量法测定了海洋钻井液有机添加剂的生物降解性，研究评价了有机添加剂的生物降解规律和机理，探讨了有机物生物降解性同其化学结构的内在联系，为海洋勘探开发过程中选择环保性能好的有机物添加剂提供理论依据。总结实验结果发现：淀粉类(如DFD-140和FI-E1等)最容易生物降解；其次是纤维素类(如MV-CMC等)和烯类单体聚合物(如PAM和PHP)；而沥青类、两性离子类则难以生物降解，有的甚至对生物降解起抑制作用。     

烷基糖苷钻井液的室内研究

烷基糖苷是一类新型的非离子表面活性剂.研究了烷基糖苷的特性、作用机理,并评价了烷基糖苷钻井液的性能.试验结果表明,烷基糖苷与油、水均有好的互溶性,与其他处理剂配伍性好;烷基糖苷不但能改善钻井液的流变性、增强其对泥页岩的抑制性,而且可以实现对储层的保护,降低储层的水锁效应;烷基糖苷钻井液体系还具有较好的固相容纳能力和高温稳定性,其抗温能力可达150℃以上.最重要的是,烷基糖苷体系无毒,可生物降解,适于海洋钻探施工.     

钻井液添加剂生物降解性研究

采用OECD推荐的需氧性简易生物降解能力实验——带盖小瓶海水实验法,对7种钻井液添加剂的生物降解性进行了较为详细的研究。研究结果表明,7种钻井液添加剂在所研究的浓度(20mg/L)范围内均能发生生物降解,其降解难易程度与分子结构密切相关,生物可降解性顺序为:淀粉类产品>烯类单体聚合物>含芳香烃的添加剂     

钻井液用固体润滑剂OCL-RH的研制

针对钻井液用润滑剂在实际应用中存在的问题,研制开发了固体润滑剂OCL-RH.该润滑剂是以石墨为主,辅以少量无毒矿物油及多种表面活性剂,经物理化学作用精制加工而成,为黑色固体粉末.经室内试验初步证明,固体润滑剂OCL-RH具有良好的润滑性、抗温性及一定的抑制性,与钻井液配伍性较好,对钻井液流变性无影响,并且具有一定的降滤失作用;可在淡水、海水和盐水钻井液中使用,最佳加量为1%,使用方便,维护处理简单;无毒、无污染,无荧光,不影响地质录井,有利于发现油气层.     

钻井液润滑剂RF的研制与应用

针对大庆油田的地质特点,为满足高密度钻井液润滑的需要,将润滑理论与钻井实际情况相结合,提出了引入活性元素改善润滑剂在钻具表面的吸附特性,并适当提高分子量以提高润滑剂的润滑效率。用极压润滑仪测定,该润滑剂密度在1.03~1.7g/cm3范围内可使钻井液的润滑系数保持在0.15以下,在钾铵、两性离子等体系中都不影响钻井液的其它性能。同时该润滑剂利用了植物油副产品及其衍生物,不仅降低了生产成本,而且符合环保要求。RF润滑剂具有作用时间长、作用效率高的特点,在大庆油田2口侧钻水平井和62口小     

新型重晶石活化剂的研制及其在海水钻井液中的效果评价

为了有效地解决海水钻井液中加重材料的悬浮稳定性问题,开发出了抗盐、抗钙、抗温性好的新型加重材料的活化剂。介绍重晶石的活化机理,给出了新型活化重晶石在高温(180～210℃)和高密度(1.8～2.4g·cm~(-3)海水钻井液中的试验结果。     

有机硅钻井液体系的室内研究及应用

由有机硅处理剂(抑制剂、稳定剂)及其他类处理剂共9种,配制成有机硅钻井液,给出了优选配方,报道了室内性能评价结果。该钻井液在180℃、常压滚动16小时后,流变性变化很小,滤失量小(2.7mL);在180℃、3.5MPa下滚动16小时后,静态滤失量为13.5mL;在压力70MPa、100～160℃下PV和AV略有增大(10～12和8.5～11.5mPa·s),在180℃下分别降至8.0和8.5mPa·s;8口井的岩屑在该钻井液中热滚16小时(180℃)后,10目和20目回收率平均为81.5%和92.9%,比两性聚合物钻井液中的对比值分别高14.0%和4.0%;分别加入5%膨润土、10%、20%、30%岩屑后,该钻井液性能变化不大;该钻井液伤害后的低渗岩心,渗透率恢复率达87.3%,正电胶和两性聚合物钻井液的对比值分别为75.2%和78.8%。在Ls2井2293～3440m井段钻进中使用密度小于1.10g/cm3的该体系钻井液,效果好于邻井。表6参2。     

快钻剂KZ-1在钻井液中应用的实验室评价

对自行研制的新型快钻剂KZ-1进行了实验室评价.KZ-1具有较低的表面张力和润湿接触角,当加量在其临界胶束浓度0.53%附近,KZ-1可以将固体表面由弱亲水、亲水反转为强亲水状态,其较好的润湿性可有效减小钻具的摩擦.快钻剂KZ-1在钻井液中应用性能表明,KZ-1具有较好的耐温性,对泥页岩地层中粘土有很好的抑制水化、分散及膨胀的作用.快钻剂KZ-1通过改变井底岩石表面亲水性、增加滤失量,而有效减小水力压力造成的压持效应,达到进一步提高钻速的目的.     

空气泡沫钻井流体体系及性能评价

从保护井壁、提高井壁稳定性等技术要求出发,筛选了高效发泡剂、稳泡剂、泥页岩抑制剂,并确定各组分最佳含量,研制了空气泡沫钻井流体体系,该体系由0．3％TWS＋0．15％XC＋0．03％YIM＋0．5％GXG组成。考察了空气泡沫流体抑制页岩水化膨胀、水化分散能力、岩芯浸泡效果及抗温性能。结果表明,该空气泡沫流体体系页岩24h水化膨胀量2．64mm,页岩滚动回收率91．4％,岩芯在配方体系中浸泡24h完好无损,温度90℃时泡沫体系的半衰期仍保持30min以上,表明该泡沫配方体系具有较强的抑制性和良好的抗温性,能够较好地解决空气泡沫钻井中井壁失稳问题。     

塔河油田钻井液技术现状及对策

详细介绍了塔河油田现场钻井液应用情况，分析归纳出了二开及三开井液存在的主要问题，即二开井段的严重阻卡及三开井段的井径扩大，并系统地提出了应注意的技术问题和解决方案。     

钻井液技术发展趋势

钻井液技术作为石油工程必不可少的配套技术,经历了一个世纪的发展历程,从最初的自然分散体系发展到现在具备多项技术功能和极端情况(如异常高温、异常高压)处理能力的多种化工体系,井壁稳定技术一直是影响钻井液技术发展变化的核心因素,新材料研发与工艺技术的进步始终受到保持或提高井壁稳定能力这一基本要素的影响。围绕井壁稳定需求进行的相关研究多集中在钻井液体系、工艺材料、应力平衡技术以及能量变化对井壁稳定性影响的研究等方面。随着计算机技术及其他工业技术(如纳米技术)与钻井液技术结合程度的不断加深,钻井液技术呈现出一些变化趋势,现场作业中强调整体性平衡的全新技术思想也初露端倪,以推动我国钻井液技术的快速发展。     

深井钻机钻井液真空除气器研制与应用

针对深井、超深井钻井过程中,使用高密度钻井液,导致常规真空除气器处理量大幅下降、除气效率明显降低的难题,研制出一套适用于高密度钻井液的真空除气器,满足深井、超深井钻井的需要。研制了轴流式辅助进液装置,提高了除气器的处理能力; 设计了射流式排液装置,具有较大的抽吸能力,大幅提高了除气器的真空度,进而提升了处理量和除气效率。现场试验结果表明,深井钻机钻井液真空除气器的工作性能稳定,处理量大,除气效率高,满足了高密度钻井液除气器的需要。     

三相微泡沫钻井液体系研究及现场应用

介绍三相微泡沫钻井液体系的室内研究和现场试验情况。优选出的基液配方、起泡剂和稳泡剂能保证建立性能优良的微泡沫体系，新疆油田C2854井的应用表明该体系配制简单、可循环使用、维护方便、易于转化、成本较低，钻井液性能能够满足钻井工艺的要求，保证安全快速钻井。该体系可用于欠平衡钻井和近平衡钻井，也为解决低压易漏地层的井漏问题提供了切实可行的办法。