钻井液处理剂对气体水合物形成的影响研究

海洋深水钻井过程中如钻遇浅层含气砂岩,气体进入钻井液,在海底低温和高压作用下易形成气体水合物,并堵塞井筒、环空或防喷器,严重影响钻井工程.利用自制四氢呋喃旋转试管测试平台,实验研究了海洋钻井常用的钻井液处理剂(无机盐、有机盐、高分子聚合物)对气体水合物形成的影响.结果表明:无机盐、有机盐能很好地抑制水合物的形成,而聚合物在高浓度时才会有较好的抑制效果,低浓度时则会促进水合物形成.     

海洋水合物钻井用甲酸盐钻井液体系研究

通过实验测试,对甲酸盐钻井液体系的低温稳定性、水合物抑制剂对体系的影响以及钻井液体系的水合物抑制性进行了初步评价.结果表明,以海水+3.0%HCOONa+3.0%SK-2+0.2%KPAM+0.1%LV-PAC+2.0%SMP-2+0.3%改性淀粉为基本体系(基液)的甲酸盐钻井液低温(-5～20℃)稳定性比较好,热力学抑制剂NaCl和KCl对体系流变性能没有太大影响,而动力学抑制剂PVP(K30)虽然加量很少,但对体系黏度和切力影响比较大.甲酸盐钻井液如果不添加水合物抑制剂,在水深超过1400m后,混入大量天然气,会很容易形成水合物.低剂量的动力学抑制剂PVP(K30)能有效提高甲酸盐钻井液的水合物抑制性,其加量在0.5%左右较为合适.因此,添加较高含量无机盐和较低含量动力学抑制剂的甲酸盐钻井液体系可以较好地满足水合物钻井需求.     

抑制剂对甲烷水合物生成规律影响的研究

天然气水合物储量巨大，是未来替代煤和石油等传统化石能源的新型清洁能源之一。天然气水合物生成、抑制与分解受多种因素的影响，在研究化学抑制剂对水合物分解抑制与加速效果时需要考虑多重因素的影响，如纯水或海水、反应釜内不同气液比、压力等。利用自行研制的可视化水合物生成、抑制和分解模拟装置进行了水合物相关模拟实验研究。在气液体积比为150∶350时，采用实验室自配的动力学抑制剂KHI3和不同质量分数的NaCl进行复配分析，选出最佳复配方案。结果表明，在3%NaCl+1%KHI3（质量分数）复配方案下，水合物不易生成；KHI3质量分数为2%时，水合物成核速率反而增快，对水合物生成起到促进作用。在实际应用中，应该严格控制抑制剂质量分数，避免出现水合物大量生成而导致的管道堵塞。     

低固相阳离子聚合物钻井液体系的研究

介绍了一种由聚季铵盐型有机阳离子聚合物（ＣＯＰ）、硝基腐殖酸（ＮＨｍ）、聚惭烯醇。（ＰＶＡ）、膨润土等配制的低固相阳离子聚事物钻井液体系，评价了该钻井液体系的粘度、切力、滤失性能、抑制性能以及抗盐、抗温能力，考察了该钻井液体系的抑制剂－有机阳离子聚合物与常用钻井液处理剂 伍性能，含１０％ＮａＣｌ的低固相阳离子聚合物钻井液在１２０℃滚动１２ｈ后的性能如下：（１密度为１．０８－１．０９ｇ／ｃｍ＾３（２     

常用钻井液聚合物剪切降解性能及影响因素的初步研究

通过室内试验结果,分析了10种常用钻井液聚合物的剪切降解特性;初步研究了聚合物复配和电解质对剪切降解作用的影响,考察证实聚合物剪切降解后对钻井液性能产生的不利影响;探讨了抑制聚合物剪切降解的途径。     

塔河油田长裸眼井段聚胺钻井液研究及应用

塔河油田长裸眼井段钻井过程中井壁稳定问题突出。通过分析代表性岩样的组构和理化性能,结合现场施工情况,初步确定塔河油田长裸眼井段井壁失稳机理,提出相应的钻井液技术对策:以聚胺强抑制剂为关键处理剂,分别针对塔河油田上、下部地层特征,室内优化出2套防塌钻井液配方。其中上部地层为聚胺聚合物钻井液体系,可分别抗(质量分数)10%NaCl、5%劣土、1%CaCl₂、1%CaSO₄ 的污染,岩屑回收率大于75%;下部地层为聚胺聚磺钻井液,可分别抗(质量分数)5%NaCl、5%劣土、1%CaCl₂、1%CaSO₄ 的污染,岩屑回收率大于85%。现场应用结果表明,优化的聚胺聚合物钻井液能有效抑制上部地层的水化膨胀,试验井段平均井径扩大率为4.47%;聚胺聚磺钻井液能有效防止下部地层的剥落掉块,提高井壁稳定性,试验井段平均井径扩大率为9.42%,有效解决了长裸眼井段的阻卡、剥落掉块等问题,提高了钻井综合效益。     

新型胺基抑制剂室内制备及评价

胺基钻井液是国外近年来开发的一种高性能的抑制性水基钻井液,其主要处理剂是一种新型的胺基抑制剂。在室内合成了胺基抑制剂,试验表明,反应温度和反应物加入速度对反应产物的生成有很大的影响;对反应产物进行了1H—NMR和红外分析,并与相应产品进行对比,与之有相似结构。考查了它的钻井液性能,试验结果胺基抑制剂有很好的抑制性能和润滑性能和钻井液配伍性。     

表面活性剂在瓦斯水合物生成过程中动力学作用

促进水合物快速生成是利用水合物技术预防煤与瓦斯突出和进行煤层气储存运输的关键，表面活性剂作为水合物生成的促进剂，对其动力学促进作用进行研究十分必要．利用水合物实验设备，研究了4种表面活性剂（T40，T80，SDS，SDBS）溶液体系中瓦斯水合物的生成过程，结合建立的水合物诱导时间和生成速度模型对实验数据进行了计算和分析．结果表明：表面活性剂的加入降低了溶液的表面张力，促进了烷烃类气体溶解，加快了晶核形成过程，缩短了水合物生成的诱导时间，提高了生成速度，加快了水合物形成的动力学进程．     

钻井液磁化条件及磁化效果

室内对钻井液磁化条件试验研究表明,最佳磁化参数为;磁化器磁场强度２５００ｋＡ／ｍ,磁化时间１－２ｈ,温度高低对磁化作用的影响不大;对川东地区深探钻井的常用钻井液体磁化试验表明,磁化后钻井液塑性粘度降低１０％－３０％,终切力降低１２％－３０％,抑制泥页岩膨胀能力及分散能力分别提高１５％和７％。     

威远页岩气钻井液技术实践与认识

以威远页岩气区块为例,分析页岩气工厂化作业批量钻井模式下,水基钻井液与油基钻井液倒换方式。针对页岩储层钻井难点,形成了一套适合威远页岩气开发的钻井液技术:一开采用聚合物无固相钻井液体系,做好防漏堵漏措施;二开采用氯化钾聚磺水基钻井液体系,解决批量钻井时泥浆性能下降的技术难题,降低井下复杂故障;三开采用油基钻井液技术完成水平段钻井作业,并确定钻井液回收利用方案,油基钻井液回收利用率达80%以上。     

深水钻井井控技术探讨

井控是钻井安全的关键,为了确保深水钻井的安全,必须掌握深水井控工艺技术。在海洋深水钻井井控中所面临诸如:天然气水合物,地层孔隙压力和破裂压力之间的窗口比较窄,井控余量比较小,压井、阻流管线较长,其循环压耗比较大,深水地层比较脆弱等诸多难点,针对这些难点应当采取有效的技术措施,确保深水钻井作业中的井控安全。     

表面活性剂对CO_2水合物生成影响的实验研究

通过实验研究了复合添加剂对CO2水合物生成条件的影响,选用十二烷基硫酸钠（SDS）和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）以及两者的混合溶液（按1∶2的比例）作为实验用溶液,研究发现当采用质量浓度为255mg/L的SDS和SDBS复合添加剂溶液时,CO2水合物的相平衡点最低,最易生成,此时的溶液体系能很好的促进水合物生成,而且比单一的SDS溶液或者SDBS溶液体系下水合物的相平衡点都有所降低。     

利用工业轻烧粉合成碱式氯化镁晶须的方法

采用盐酸和轻烧粉为原料合成碱式氯化镁晶须(MHCH).利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(IR)等手段对碱式氯化镁晶须进行表征.结果表明:所制备的碱式氯化镁的分子式为Mg2(OH)3Cl·4H2O,粒径约为100~300 nm,晶须长度大于20μm.轻烧粉中的MgO与盐酸的摩尔比在0.75∶1~0.5∶1可以得到形貌较好的碱式氯化镁晶须.合成碱式氯化镁的适宜条件为:轻烧粉中的MgO与盐酸的摩尔比为0.65∶1,反应温度50℃,反应时间2 h.此外,利用配位化学理论合理地解释了轻烧粉与盐酸的反应机理.     

含表面活性剂的水合反应液表面张力的测定

为了明确阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、中性表面活性剂聚氧乙烯一聚氧丙烯一聚氧乙烯（P123）对气体水合物反应液表面张力影响规律,利用德国KRUSS公司生产的界面张力仪KII测定了其表面张力,考察了浓度、温度对水合反应液表面张力的影响,分析了影响机理。实验结果表明：3种表面活性剂均能降低气体水合物反应液表面张力,CTAB、P123、SDBS的CMC分别为300、500、700mg／kg。测试数据表明,CTAB（300mg／kg）降低水合反应液表面张力效果最优,表面张力的降幅最高达79％。实验结果为表面活性剂优选提供了科学依据。     

肼基吡啶类化合物合成

以氯代吡啶、水合肼等为原料,通过亲核取代反应制备一系列卤代肼基吡啶,其结构由1H NMR, 13C NMR进行表征。考察在相同反应条件下,不同氯代吡啶的转化率。指出合成3-氯-5-三氟甲基-2-肼基吡啶收率低的原因是产生了大量副产物5, 6-二氯-3-肼基吡啶。       

干预作业下深水气井井筒水合物沉积规律研究

了解水合物沉积规律,可为深水气井干预作业方案优化及井筒内水合物防治提供思路。在气液两相流动模型的基础上,结合干预作业工具下放引起的热量交换和摩阻梯度变化,建立了干预作业下井筒压力和温度预测模型,采用迭代法对温度和压力模型耦合求解。基于水合物生长动力学模型,结合井筒温度和压力预测结果,建立水合物沉积模型,分析了干预作业下井筒内水合物沉积规律。结果表明,产量的增加导致井筒内压差升高,高产量下泥线处井筒温度较高;随着干预作业工具的下放,井筒内压力升高,但压力升高幅度逐渐减小,井口处压力的最大升高幅度约为3.0 MPa;干预作业工具直径占比小于50%时,干预作业工具直径越大,井筒压力越高;井筒泥线位置是水合物沉积堵塞高风险区域,低产井的水合物沉积速度比高产井的水合物沉积速度快;干预作业工具下放至泥线附近时井筒水合物沉积速度最快,干预作业工具直径占比50%时井筒水合物沉积速度较快。     

硒催化水合肼还原间二硝基苯制间硝基苯胺

研究了在温和条件下硒催化水合肼还原间二硝基苯（m—DNB）制备间硝基苯胺（m—NA）。考察了溶剂配比、水合肼用量、硒粉用量和NaOH用量等因素对反应的影响。结果表明,在温和条件下,硒对水合肼还原m—DNB制备m—NA有很高的催化活性和选择性。得到较适宜的工艺条件为：V（乙醇）／V（水）=10：1,2mmolm—DNB,3．1mmol水合肼,0．04gNaOH和0．02g硒粉,于75℃反应2h,m—DNB的转化率为100％,m—NA的选择性为98．7％。     

铝酸钙的微波合成与表征

铝酸钙是一种很有发展前景的环保型无机阻燃剂。以结晶氯化铝、氢氧化钠、氯化钙、氢氧化钙为原料,探讨了在微波辐射下合成铝酸钙(3CaO.Al2O3.6H2O)的方法。考察了反应温度、微波辐射时间、原料比等因素对反应的影响。通过优化试验,确定了合成3CaO.Al2O3.6H2O的适宜反应条件。结果表明:加入结晶氯化铝19.3g、氢氧化钠13.4g、氯化钙2.2g、氢氧化钙3.0g、水75.8mL,其中n(Al):n(OH-)=1∶4.2、n(Ca)∶n(Al)=3∶4.0、w(固)∶w(液)=1∶2.0;微波设定温度为100～115℃,微波辐射总时间为55min时,产品产率约为90%。采用TG-DTA及FE-SEM分析方法对产品的性质进行表征,分析结果显示产品的脱水温度约为298℃,产品的粒径小于5μm。     

精细控压钻井系统的现场试验研究

针对窄密度窗口安全钻井的问题,西部钻探研制出精细控压钻井系统(MPD)。分析了MPD系统的压力控制原理,阐述了MPD系统的组成和关键技术,在新疆油田对MPD系统进行了现场试验研究。结果表明,该系统能够实时监测随钻状态,在不同作业状态下能够保持井底压力的平稳衔接,可以满足窄密度窗口等复杂地层的安全钻井需要。     

深水钻井套管柱与海底浅部软土耦合作用研究现状

深水钻井作业过程中,钻井平台、隔水管、水下防喷器组和套管柱是一个整体,钻井隔水管在海洋环境载荷的作用下产生复杂的非线性运动,其底部动态作用力传递到处于海底浅部软土中的套管柱上,使套管柱与其周围的软土之间产生动力相互作用.在该作用力较大时将导致水下井口或套管柱失稳,严重时将使隔水管断裂,致使钻井作业中断,带来巨大的经济损失.因此对目前深水钻井水下井口及套管柱的稳定性分析、套管柱与其周围浅部软土间耦合作用等方面的研究现状进行了综述.