GXJM-1有机减磨剂的性能评价及现场应用

在大位移井、大斜度井、水平井以及狗腿度较大的深井钻井过程中,常常出现套管严重磨损的问题。给正常钻井完井作业带来极大困难,同时易降低油气井使用寿命,严重时还会导致油气井部分井段或整口油气井报废。针对这些突出问题,研制开发了一种新型的GXJM-1有机减磨剂,并建立其室内评价方法,开展了室内评价及现场应用。通过室内评价及现场应用表明,GXJM-1有机减磨剂使用方便,可实现对套管和钻井管柱的有效保护,一定程度上解决了川西北地区深井和超深井钻井过程中套管磨损的难题,同时也验证了所建立的室内评价方法与现场应用结果基本一致,可用于同类产品室内评价和质量检验。     

高密度钻井液加重剂方铅矿的室内评价

本文测定了方铅矿粉的理化性能及方名矿加重钻井液的性能，实验结果表明：用方铅矿配制的高密度钻井液有较好的液动性和一定的热稳定性，并能使钻井液的固相含量降低，方铅矿与其它常用处理剂有很好的相容性。     

山前地区深井超深井套管防磨与减磨技术研究

针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度和井斜,可明显减小侧向力和磨损量,缩短套管磨损时间;2应综合考虑套管磨损率、磨损系数以及钻杆耐磨带本身的磨损量,优选出效果最优的耐磨带;在狗腿度严重的位置,可考虑采用一定数量的橡胶钻杆卡箍来减轻对套管的磨损;3山前地区钻井液采用CX-300减磨剂能够显著降低磨损速率,减轻套管磨损程度,但在不同钻井液体系使用之前应进行优化分析以确定最佳使用量;4在迪那204井使用高密度钻井液体系,全部采用优选的高密度重晶石粉代替铁矿粉作为加重剂,整个钻进过程中未出现钻具及套管磨损,迪那204井易损件消耗量仅为邻井迪那203井的左右,防磨减磨效果非常显著。     

钻井液加重剂中小于6微米颗粒含量的测定方法

参照ＡＰＩ及有关方法，在理论和实验分析的基础上，研制了测定加重剂中粒度分布的关键仪器－悬浮液密度计，并对测定所用仪器做了配套工作；完成了钻井液加重剂中小于６μｍ颗粒含量的测定标准程度。对所研制配套的测定装置和方法做了测定结果重复性和准确性验证实验，取得了满意了实验结果。     

矿场钻井泥浆加重系统中存在问题的分析与改进

钻井成功及其经济性，与泥浆的关系极为密切。泥浆加重系统的工况，直接影响泥浆的性能及处理的进程，也关系着钻井施工的正常进行。本文论述了加重系统的作用及工作过程，并且分析一该系统存在的问题和改进方法以及改进后加重系统的设计。     

高性能水溶性加重剂室内性能研究

针对常规高密度钻井液体系固相含量过高造成体系流变性变差、制约机械钻速提高等问题,本文对合成的水溶性加重剂进行了研究,评价了产品加量与密度的关系、页岩抑制性能、润滑性能、与体系的配伍性能等。由室内评价结果可知,在20℃时,水溶性加重剂饱和水溶液密度达1.35 g/cm3,且润滑性、页岩抑制性能突出,另外,将水溶性加重剂加入本院牛东2井钻井液体系配方中,发现它与体系其它助剂配伍性良好。从产品高溶解度、良好的页岩抑制性、润滑性、体系的配伍性来看,水溶性加重剂产品实现了一剂多用途。     

加重泥浆快速混配设备的研制

研制了一种加重泥浆快速混配设备,主要用于油田压井用加重泥浆应急混配。介绍了该设备的整机概况、整机特点;重点分析了搅拌混浆原理;提出了整机(包括砂泵、JB/W22泥浆搅拌器、密度计、电路系统、泥浆混合罐、旋流式混浆装置、混浆管汇、清洗装置)技术规范。     

不同加重剂对超高密度钻井液性能的影响

针对超高密度钻井液中加重剂用量大、货源稀少、价格昂贵,或硬度较大、磨损钻具、具有毒性等问题,选择目前应用最广泛的重晶石粉和国外开发的微锰粉MicroMAX为加重剂,研究了其对钻井液性能的影响。分别用扫描电镜和激光粒度仪分析了重晶石粉和微锰粉的微观形态和粒度分布,并将其按一定比例复配为加重剂,配制出2.85~2.90 kg/L的超高密度钻井液,高温老化后进行流变性、滤失性和沉降稳定性的评价试验。试验结果表明:纯度较高的重晶石粉能够配制出具有良好流变性、悬浮稳定性的超高密度钻井液,且高温高压滤失量小;用重晶石粉和密度更高、粒径较小的微锰粉复配加重,高温老化后钻井液的黏度和动切力下降,流变性有一定改善,但高温高压滤失量增大。综合考虑钻井液性能、经济性和实用性,建议用性价比相对较高的重晶石粉为加重剂。用重晶石粉加重的2.75~2.89 kg/L的超高密度钻井液在官深1井三开井段进行了现场试验,安全钻进约745 m。      

AD-12金属减活剂的性能及应用研究

AD－12金属减活剂是苯三唑和有机酸酯经加成反应得到的一种新型的苯三唑类金属减活剂，它的研制开发解决了较大剂量苯三唑有机衍生物的油溶性的溶解稳定性问题，同时在较好地保持苯三唑固有的腐蚀抑制能力和助抗氧化能力的前提下，兼有一定的破乳化能力。着重介绍了该金属减活剂的制备、性能评定及其应用研究。试验结果表明：该剂合成工艺可行，产品质量稳定，具有良好的油溶性、抗腐蚀性、助抗氧化性能以及良好的助破乳化作用。与其它添加剂配伍性良好，可在抗磨液压油、汽轮机油、工业齿轮油等多种油品中应用。该剂的参考用量为0．02％－0．5％。     

采用海泡石纳米颗粒控制膨润土基钻井液性能

提出在膨润土基钻井液中添加海泡石纳米颗粒来控制其性能,并通过实验研究了不同温度压力条件下海泡石纳米颗粒对膨润土基钻井液流变性、滤失性等性能的影响。测量了添加海泡石纳米颗粒前后膨润土基钻井液在不同温度压力条件下的塑性黏度、动切力和滤失量,并在储集层温度压力条件下对添加海泡石纳米颗粒前后的膨润土基钻井液进行了岩心驱替实验,对比了钻井液的滤失量及对地层的伤害程度。结果表明:添加海泡石纳米颗粒可以提高清水和盐水膨润土基钻井液的塑性黏度和动切力;海泡石纳米颗粒可以在较大的温度和压力范围内特别是高温高压条件下保持钻井液流变性的稳定;储集层温度压力条件下,海泡石纳米颗粒降低了钻井液的滤失量,抑制了砂岩岩心渗透率降低。海泡石纳米颗粒是一种理想的膨润土基钻井液添加剂。     

仿生凹坑形钻井泥浆泵活塞磨损寿命试验

为提高泥浆泵活塞使用寿命,模仿自然界生物体表形态,在现有泥浆泵活塞表面设计加工凹坑形仿生单元体,在相同的台架试验条件下,对比研究BW-160型泥浆泵仿生活塞与标准活塞磨损寿命情况。结果表明,凹坑形仿生泥浆泵活塞可以显著提高使用寿命,对于BW-160型活塞,仿生单元体可提高活塞寿命至原来的2.19倍;活塞表面的凹坑形结构参数对活塞寿命具有显著影响,凹坑直径、凹坑中心夹角和凹坑深度对活塞寿命的影响依次减小;凹坑直径选取不宜过大或过小;活塞寿命随凹坑中心夹角缩小而增大;凹坑深度较大时,活塞寿命提高较多。分析仿生活塞耐磨机理发现,凹坑形仿生单元体的存在能改变活塞受力情况,增大润滑液存储空间,改善界面润滑条件,降低摩擦副摩擦阻力;同时还能容纳部分磨损磨粒,避免其对摩擦副产生再次刮划。对试验结果进行现场钻井验证试验,对于F1300型活塞,凹坑形仿生活塞与标准活塞相比,寿命提高了93%。     

江37 稠油油田注降黏剂驱油实验研究

针对江37 稠油油田蒸汽吞吐开采稠油过程中出砂严重的情况,进行了注表面活性剂降黏驱油室内实验研究。表面活性剂筛选实验表明,FPS-H 分散型稠油降黏剂与江37 稠油油田采出污水具有较好的配伍性,可使油/水界面张力下降到0.05 mN/m,稠油乳化降黏率达到92.1%。驱油实验结果表明,FPSH降黏剂驱最佳注入量为0.5 PV,最佳注入速度为1.0 mL /min,注入方式应选择0.5 PV 段塞-后续水驱方式,注入水温度不宜超过50 ℃。     

石油钻井用泥浆泵的新发展

泥浆泵已发展到大功率、大排量、高压力。为适应现代钻井技术的发展,钻井设备制造商开发出了性能更好,体积更小,质量更轻的泥浆泵,以满足钻井承包商适应各种钻井工况的需要。文章简要介绍了近几年国内外新出现的几种泥浆泵。     

泥浆帽控压钻井裂缝漏失规律

泥浆帽控压钻井是针对严重漏失地层的一种前沿钻井工艺,漏失压力的确定是泥浆帽钻井参数设计的关键。由于裂缝边界条件的复杂性,漏失压力预测目前还没有可靠的方法。通过对不同形式组合缝以及弯曲缝的数值模拟,分析漏失压差和裂缝参数对漏失量的影响规律。研究表明:不同形式裂缝可通过等效裂缝开度进行描述,漏失量与裂缝开度之间基本满足立方定律,但随着串联缝漏失速度的增大和弯曲缝弯曲度的增加误差增大,因此在一定范围内可根据立方定律对漏失压力进行预测。为泥浆帽钻井漏失压力的预测和参数设计提供了理论依据。     

Prediction of casing wear in extended-reach drilling

Intermediate casings in the build sections are subject to severe wear in extended-reach drilling. This paper presents a new method for predicting the depth of a wear groove on the intermediate casing. According to energy principle and dynamic accumulation of casing wear by tool joints, a model is established to calculate the wear area on the inner wall of the casing. The relationship functions between the wear groove depth and area are obtained based on the geometry relationship between the drillstring and the wear section and the assumption that the casing wear groove is crescent-shaped. The change of casing wear groove depth versus drilling footage under different-sized drillstrings is also discussed. A mechanical model is proposed for predicting casing wear location, which is based on the well trajectory and drillstring movement. The casing wear groove depth of a planned well is predicted with inversion of the casing wear factor from the drilled well and necessarily revised to improve the prediction accuracy for differences between the drilled well and the planned well. The method for predicting casing wear in extended-reach drilling is verified through actual case study. The effect of drillstring size on casing wear should be taken into account in casing wear prediction.     

淡水钻井液侵入对油层电阻率影响的理论分析和实验研究

淡水钻井液侵入油层通常出现减阻侵入现象，即冲洗带电阻率小于原状地层电阻率，但有时也存在相反的现象。对此现象进行理论分析，并且在实验室进行岩心模拟实验。理论分析和实验结果均表明：在淡水钻井液侵入条件下，当钻井液电阻率与原始地层水电阻率之比大于2．5时，油层出现增阻侵入和低阻环带现象，表现为冲洗带电阻率大于原状地层电阻率，且该比值越大，增阻侵入和低阻环带越明显；当钻井液电阻率与原始地层水电阻率比较接近时，油层表现出减阻侵入现象，即冲洗带电阻率小于原状地层电阻率，当侵入较深时，油层可能呈现出低电阻率特征。图3参8     

欠平衡钻井无粘土相海水水包油钻井液研究

针对渤海某些区块地层压力系数低及缝洞发育易发生井漏的实际情况,在室内通过优选不同油水比、增粘稳定剂、乳化剂、降滤失剂,确定出了适合该地区进行欠平衡钻井作业的无粘土相海水水包油钻井液配方。室内性能评价实验结果表明,该钻井液具有较强的抗海水、原油污染的能力,同时具有良好的抗温稳定性、抑制性、润滑性以及储层保护性能,能够满足该地区在低压储层和易发生井漏等复杂情况下进行欠平衡钻井作业的要求。     

非开挖定向钻穿越泥浆净化与回收装置的研制

针对目前非开挖定向钻穿越中泥浆净化与回收系统存在使用常规振动筛跑冒泥浆、除砂器和除泥器不配套、泥浆中细小颗粒无法清除等问题,研制了一套新型非开挖定向钻穿越泥浆净化与回收装置。该装置由3个泥浆罐、ZX—100泥浆净化装置、除泥器、WX—Ⅲ涡旋混浆装置及其配套设备组成,解决了目前泥浆净化与回收系统出现的问题,满足非开挖定向钻泥浆配制、回收及循环使用,保证泥浆性能稳定,减少井下事故,同时节省工程成本,保护了环境。     

超稠油耐高温乳化降粘剂优选实验研究

针对杜84块超稠油区块的油层特点、油品性质等因素,从配伍性、降粘效果、吸附损失、洗油能力及驱油效率等方面入手,对乳化降粘剂进行筛选评价。筛选出适合于超稠油区块的最佳降粘剂为CSL-1,降粘剂最佳质量分数1‰～2‰。CSL-1型乳化降粘剂具有耐高温性能,在300℃下其降粘特性不失效,完全适合于蒸汽吞吐井的井底降粘。