新型MEG钻井液体系的研究

MEG钻井液是一种具有半透膜作用的水基钻井液．对页岩具有较好抑制作用。同时该体系又具有生物降解．保护环境的特点。阐述了MEG钻井液抑制页岩水化膨胀和分散的机理，研究并评价了MEG钻井液的性能及成膜效应。研究表明，MEG钻井液主要是通过成膜作用、渗透及去水化作用稳定页岩；具有较好的抑制性、润滑性和储层保护特性，钻井液性能稳定，在钻井液中浓度达到一定范围时，能在页岩表面形成半透膜．诱使页岩内的吸附水渗出。     

酯基钻井液页岩抑制性研究

室内评价了酯基钻井液的页岩抑制性，并对基液类型与页岩抑制性之间的关系进行了探讨。研究结果表明，酯基钻井液的页岩抑制性介于柴油基钻井液和水基钻井液之间，比前者弱，比后者强；基液类型与页岩抑制性之间存在一定的关系，提出用偶极矩这一化学尺度将基液划分为强、中、弱3种具有不同页岩抑制性的类型。     

硅酸盐钻井液的抑制性及其影响因素的研究

硅酸盐钻井液具有良好的井壁稳定作用，且无毒、无荧光、成本低，被认为是具有发展前景的水基钻井液之一。着重研究和探讨了硅酸盐的抑制能力、影响因素及稳定井壁的机理。研究表明，硅酸盐具有较强的抑制能力，抑制效果明显地优于KCl、CaCl2等无机盐类；硅酸盐的模数、加量和钻井液的PH值是影响硅酸盐抑制能力的主要因素；钻井液中硅酸钠的模数为2．8～3．0，加量为3％～4％，且钻井液的pH值维持在11以上时，硅酸钠的抑制效果更好；硅酸盐能与无机盐和聚醇类产生协同作用，从而提高硅酸盐的抑制能力。硅酸盐稳定井壁的机理：硅酸盐与地层矿物反应生成沉淀封堵地层微小裂缝和孔隙，改善和提高了泥页岩的半透膜效率；抑制粘土水化膨胀和分散；降低地层孔隙中压力传递速度；与地层中粘土矿物发生反应。     

水基硅酸盐钻井液的页岩井眼稳定性研究

结合室内实验数据,分析了硅酸盐钻井液粘土稳定作用的主要影响因素。结果表明,硅酸盐的模数在2.8—3.2、加量在3％—5％时钻井液抑制性能较好,无机盐与硅酸盐的协同效应提高了硅酸盐的抑制性能。提出硅酸盐稳定页岩井壁的机理为:硅酸盐形成凝肢与沉淀堵塞微裂缝与页岩孔隙,阻止滤液进入地层,减少压力穿透;抑制粘土矿物水化膨胀与分散;与无机盐协同作用阻止水进入地层;与粘土矿物反应导致渗透率降低等。     

国外水基钻井液半透膜的研究概述

介绍了近年来国外对水基钻井液半透膜效应机理的研究成果，以及在此基础上对钻井液体系进行的研究讨论。认为，孔隙压力扩散是导致井壁失稳的根本原因，孔隙压力扩散的快慢取决于泥页岩的渗透性、弹性和钻井液与井壁之间物理化学作用等边界条件。通常情况下，渗透率越低，压力增长越慢。只有膜效率高的钻井液体系才能有效控制和延缓孔隙压力的扩散，进而维护井壁的稳定。提高水基钻井液半透膜效率的措施为：①封堵裂缝和高渗透泥页岩的孔隙；②超低剪切条件下增加液相粘度；③降低钻井液活度；④改善泥页岩膜的理想性。并以此为标准，对各类钻井液进行了系统研究，结果发现：MEG钻井液、甲酸盐钻井液、聚合醇钻井液和硅酸盐钻井液具有良好的抑制性和发展前景。     

新型强抑制性钻井液体系在大古1井的应用

针对塔河油田盐膏层、易塌地层的井壁稳定问题,引进了一种新型强抑制性钻井液体系。确定了该体系基本配方并 对其性能进行了室内实验,对乳化石蜡（RHJ-1）、乳液高分子强力抑制剂（DS-301）与井浆进行配伍性试验,并在大古1 井进行 了现场应用,分析了现场应用效果。研究结果表明,新型强抑制性钻井液体系与其他处理剂配伍性好,抑制性强,有效防止了井壁失稳,在大古1 井的成功应用对于该地区同类复杂地层的钻井作业具有重要的推广应用价值。     

甲基葡萄糖甙钻井液体系室内研究

通过室内实验,优选了甲基葡萄糖甙钻井液的添加剂及最佳加量,确定其基本配方为水+3%膨润土+15%MEG+5%Na2CO3+0.3%FA367+0.1%KPAM+0.5%HFL-2。实验结果表明,该体系具有良好的流变性,在甲基葡萄糖甙加量为15%时体系的滚动回收率超过80%,表现出了很强的抑制性;同时,通过动态污染试验获得的数据是平均渗透率恢复值达到了88.9%,表明其储层保护效果良好。     

稀硅酸盐钻井液体系的室内研究

硅酸盐钻井液体系是一种以无机盐为主处理剂的防塌型钻井液体系,具有物理封堵和化学加固井壁双重防塌作用,能明显降低井壁的渗透率、阻止压力传递。室内试验研究表明,硅酸盐体系具有较强的抑制性和稳定井壁作用,环境可接受性强,无毒,能满足安全钻进的需要,但同时也存在一些不足,有待进一步完善。     

大庆油田页岩油水平井钻井液技术

为了解决大庆油田齐家-古龙区块页岩油水平井井壁失稳的问题,对古龙区块地质特征、施工难点和失稳机理进行总结分析。针对施工中遇到的井壁稳定、钻井液流变性控制、井眼净化等油基钻井液技术难题,提出相应的技术对策。优选SFD-1、无荧光防塌剂BY和Soltex等关键封堵处理剂,并对目前使用的油包水钻井液配方进行优化和室内评价。实验结果表明,优化后的钻井液具有良好的性能,高温高压滤失量小于3 mL,抗岩屑侵可达30%。该钻井液技术在大庆油田古龙区块**2HC井进行现场试验,施工顺利,井下无复杂事故发生,能够解决长水平段井眼失稳问题,在大庆油田页岩油勘探开发中具有应用前景。      

新型强抑制性水基钻井液在苏丹6区的应用

通过分析苏丹6区坍塌层位岩性,对比几种抑制性钻井液的抑制能力,研究KCl与硅酸钠之间的 协同作用,研制出一种新型强抑制性硅酸钠／KCl水基钻井液,详细介绍了这种新型钻井液体系的作用机 理、钻井液性能、现场应用情况。现场应用结果表明,使用新型钻井液可有效地解决该区钻井过程中存 在的技术问题,可满足现场安全、快速、经济钻井的需求。     

塔河油田井壁稳定机理与防塌钻井液技术研究

针对塔河油田井壁不稳定地层,选取代表性泥页岩岩心,通过X-射线衍射、扫描电镜、膨胀、分散、比表面积、比亲水量等试验方法,进行了矿物组成、层理结构和理化性能分析,弄清了塔河油田井壁不稳定的主要原因,提出了有效的井壁稳定技术对策,优选出2套防塌钻井液配方。现场试验表明,2套防塌钻井液配方均具有中途转型顺利、维护处理简单、防塌效果突出等优点,使用该钻井液体系可加快钻井速度,节约钻井综合成本。     

稀硅酸盐钻井液防塌性能的影响因素

以多种稀硅酸盐水溶液和泥浆进行了页岩分散试验和页岩稳定指数试验.结果表明：防塌钻井液所用的硅酸盐模数以2.8～3.2为好,加量在2%～5%较好;当用于含KCl的泥浆中时,硅酸盐的钠、钾比例对防塌性能的影响不显着;适量的无机盐可与硅酸盐产生协同作用提高防塌性能,但钙离子过量会破坏泥浆性能.有机处理剂和粘土主要影响硅酸盐钻井液的流变性和滤失性能,而对防塌性能基本上无直接影响.地层特性是影响稀硅酸盐钻井液防塌效果的最复杂因素.     

两性离子聚合物钻井液降滤失剂PADAM的合成研究

利用正交实验设计,以氧化还原体系为引发剂,采用水溶液聚合,合成了两性离子四元共聚物：聚丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵-2-丙烯酰胺基 -2-甲基丙磺酸钠-甲基丙烯酸（PADAM）。研究了反应条件（单体浓度,引发剂,反应时间,单体配比等）对产品分子量及性能的影响;采用红外光谱法表征了产品的分子结构;评价了共聚产品在钻井液中的降失水性和抑制性。实验表明,文中所研究的产物中具有一定分子参数的共聚产品耐盐、耐温性好,具有较强的降失水能力和抑制性,是一种集降失水和抑制性为一体的新型钻井液用两性离子聚合物降滤失剂。     

泥页岩和钻井液间的压力传递测试技术研究

研制了泥页岩和钻井液间压力传递测试装置,介绍了压力传递测试的基本原理和压力传递测试装置的应用,即测定泥页岩的渗透率、泥页岩的膜效率及研究钻井液对泥页岩性能的影响。实验结果证明,泥页岩和钻井液间压力传递测试装置可靠性好,实验结果与文献资料提供的数据相吻合,验证了可通过物理／化学的方法改善泥页岩的膜效率及延缓压力传递的事实,为深入开展泥页岩井壁化学／力学耦合作用机理提供了一种先进的实验手段。     

八面河油田储层损害机理与保护储层的钻井液技术

利用八面河区块沙河街组储层岩心进行了粘土矿物分析和敏感性实验评价，研究认为八面河区块沙河街组储层渗透率高，粘土含量高，属于强水敏、强盐敏的中高渗储层。在钻井过程中主要的损害因素是钻井液固相侵入和钻井液滤液引起的储层水敏和盐敏性损害。文章针对该储层损害特点，研制开发了无机正电胶双聚钻井液体系，并在25口井上进行了应用，产油量平均提高19%，含水降低6%。室内实验和现场应用表明，该体系兼有正电胶钻井液和聚合醇钻井液的优点，具有独特的流变性、优良的润滑性、稳定井壁作用，以及显著的保护储层功能。     

钻井液气体分析检测技术研究

对近年来在钻井液脱气、气体分析及分析评价等方面的技术现状和最新成果进行了总结。脱气器是气体检测的重要环节，也是困扰定量化分析的瓶颈，半透膜脱气技术在一定程度上解决了现有脱气器脱气效率不稳定的问题。全烃检测正在从传统的FID（氢火焰离子鉴定器）法向红外方式转移，红外气体检测成为国外气体检测的新热点。组分分析在传统的分析方法下，正朝着快速化和现场化发展。油气评价方面，Pixler法、3H法、三角图版法是当前的主要油气评价方法， 如何利用人工智能帮助提高油气评价符合率也是关注的焦点。指出钻井液气体分析检测技术正朝着检测快速化、多样化、评价智能化和井下随钻方向发展。     

甲酸盐钻井液对N80钢的腐蚀研究

通过静态挂片实验和自制的高温、高压装置腐蚀实验，用失重法研究了甲酸盐钻井液中NaCl含量、温度、钻井液pn值、钻井液流速、CO2分压和H2S含量对N80钢的腐蚀影响。实验结果表明甲酸盐钻井液对N80钢的腐蚀速率起初随NaCl含量的增加而增大，当NaCl含量约为4％～6％时，N80钢的腐蚀速率达到最大。腐蚀随温度、流速、CO2分压和H2S含量的增加而变大，钻井液pH值越低，腐蚀越强。实验中筛选出咪唑啉衍生物和多元醇磷酸酯化合物复配的缓蚀剂在加量为1～2g/L时，缓蚀率达90％以上，就能较好地抑制钻井液对碳钢的腐蚀。     

硬脆性泥页岩井壁稳定问题研究

含节理裂隙的硬脆性泥页岩井壁坍塌是钻井工程中的难题。本文应用损伤力学理论,从岩体的变形能出发,建立了节理裂隙岩体的弹性损伤--断裂力学模型。由裂纹变形能推导出含节理裂隙的硬脆性泥页岩等效弹性损伤柔度张量,并推导出含节理裂隙岩体的真实应力求法。此力学模型将节理面几何特性与宏观力学特性联系起来。在预测此类岩石保持井壁稳定的泥浆密度时,只需知道损伤参数和完整岩石的强度参数,即可求出防止井壁坍塌的泥浆密度。     

国外钻井液和完井液用聚合物

９０年代以来，国外钻井液和完井液用聚合物添加剂的发展取得长足进步。本文介绍了国外目前用于钻井液和完井液的聚合物添加剂的类型及作用。