活化重晶石可改善重泥浆的流动性和动力稳定性

研究了活化重晶石在阴离子聚合物钻井液中的粘度效应和动力稳定性。实验发现,活化重晶石明显改善了阴离子聚合物钻井液的流动性,并且有抑制增稠效应,但活化重晶石加重钻井液的滤失量较高。     

水基泥浆的改进

美国M-I钻井液公司研制的POLYPLUS70是一种高分子阴极液体聚合物泥浆,用以改善泥浆稳定性以及在水基钻井液体系中提高携带岩屑的能力。该聚合物泥浆在提供泥浆失水控制的同时也起絮凝剂与增粘剂(稠化剂)的作用,在淡水、矿化水、海水以及低固相或加重泥浆体系中是实用的,并且不受冰点温度的影响,符合近海对生物试验的要求。     

改进泥浆漏斗的结构,提高漏斗的性能

<正> 配制泥浆的漏斗是钻井设备中的一个非常重要的部件。即使是非加重泥浆也需要添加固相,以获得合适的粘度,使井眼清洁,控制失水量和泥饼的性能。 在可能发生井喷须用加重泥浆的情况下,泥浆漏斗处理重晶石的能力尤为重要。好的漏斗可以改善固相的扩散和增加剪切力。     

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     

1994年分类索引

文题一、技术述评我国油田用泡沫流体综述聚合物泥浆技术的形成、发展与展望油井水泥及其外加剂的进展关于水平井洗井问题的几点认识泡沫水泥的研究与应用国外延缓交联和延缓破胶技术的发展概况中国钻井液处理剂及生产厂汇总表固井隔离液综述二、基础研究重晶石塞问题的室内研究磁处理对水泥浆流动性的影响水平井岩屑床清除的应用研究泥浆转变成水泥浆的室内研究非牛顿流体偏心环空紊流流动及顶替机理聚合物钻井液乳的测试与计算方法泥浆性能影响环空岩屑运移的实验研究逐步回归分析在井壁稳定性研究中的应用陕甘宁盆地东部低渗砂岩气藏损害…     

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。     

超微粉体加重高密度油基钻井液的性能

为解决高密度油基钻井液中采用常规重晶石粉加重多发生固相沉降的难题,室内分别研究了超微重晶石粉、超微铁矿粉、超微锰矿(中值粒径D504μm)加重高密度油基钻井液的性能,并研究了超微粉体和常规重晶石复配加重高密油基钻井液的性能。研究结果表明,与普通重晶石加重钻井液相比,采用3种超微加重的油基钻井液的流变性和电稳定性明显增强,超微材料性能优良程度排序依次为超微锰矿粉超微铁矿粉超微重晶石粉。将超微粉体和普通重晶石复配(质量比1∶1)加重至钻井液密度为2.3 g/cm3时,超微锰矿粉、超微铁矿粉和普通重晶石复配加重时可获得良好的流变性,而超微重晶石和普通重晶石复配加重后黏切偏大,流变性差,将乳化剂用量降低50%以上可获得良好流变性,复配加重油基钻井液180℃高温稳定性良好,热滚后的表观黏度仅为68 m Pa·s,塑性黏度为59 m Pa·s,初终切力为6 Pa/8 Pa,破乳电压达1732 V,稳定性指数TSI仅为0.5。超微粉体明显改善了钻井液的流变性、高温稳定性并降低处理剂应用成本,能更好地适应超深井复杂地质条件钻井需要。     

微粉重晶石改善钻井液性能室内研究

为了改善钻井液的流变性和沉降稳定性,制备出了粒径（D90）小于5 μm 的微粉重晶石。分别在大位移水基钻井液和深井油基钻井液配方中进行了性能评价,室内实验结果表明,与API 重晶石加重钻井液相比,用微粉重晶石和API 重晶石混合加重的水基钻井液和油基钻井液塑性黏度更低,动切力更大,能明显降低钻井液当量循环压耗,在水基钻井液中极压润滑系数能降低8% 以上,用其加重的高密度油基钻井液具有更好的沉降稳定性。因此,微粉重晶石是大位移井和高温高压深井理想的加重材料。      

高密度超微重晶石完井液在塔里木油田超深井的应用

塔里木油田山前构造井深一般为6 000～8 000 m,地层压力大,井下温度高,井身结构复杂,试油周期长,要求试油完井液在高密度、高温条件下,具有良好的沉降稳定性和高温流变稳定性,而目前使用的完井液主要由钻井液改造而成,普遍存在高温固化、加重剂沉淀、处理剂高温交联和分解的技术难题.因此研制出一种新型的高密度超微重晶石完井液,该体系采用超微粉体(0.1～10 μm)加重,重晶石经过表面改性处理后,粒子表面形成双电层,使超微粉体颗粒间静电斥力增加,固相颗粒沉降趋势大大减弱,而且体系中无黏土,所使用的稳定剂、分散剂抗温性好、组分简单,所以该完井液在高密度、高温条件下,具有良好的沉降稳定性和高温流变稳定性.该完井液已在一口井进行试验应用,效果表明其基本满足了塔里木山前井高温、高压、试油周期长的应用环境需要.     

活化铁矿粉加重浆在塔西南地区的现场应用

活化铁矿粉是采用中国石油天然气总公司油田化学公司和石油大学(北京)加重材料活化技术在塔西南星际实业总公司加重材料厂生产的特种加重材料。大量的室內研究证明:用这种新型的活化加重材料配成的重泥浆在各种泥浆体系中及在200℃、密度为2.40 g/cm~3条件下皆具有良好的流动性和动力稳定性。 塔西南勘探开发公司于1996年下半年在柯     

Impact of barite and ilmenite mixture on enhancing the drilling mud weight

It is common knowledge in the technology of drilling fluids, monitoring of the drilling mud weight is critical in developing a mud system that yields good well stability. Alternative weighting materials should be in demand to offer superior properties such as barite, available in sufficient reserves to meet field requirements and be competitively priced. A weighting material that can be sourced locally to substitute barite would be a good innovation in the drilling industry. The present work was performed for enhancement the weighting of the drilling fluids by using mixture of barite and ilmenite. Micro-sized ilmenite ore (FeTiO₃) particles were obtained by a direct solid phase milling process to replace a certain percentage of barite as weighting material of the drilling mud. X-ray diffraction (XRD) analysis was carried out to underline the phase identification of the crystalline ilmenite, used drilling mud weighting agent as barite and Na-bentonite particles. The lamellar shape and the arrangement in overlapping plates of ilmenite particles, Platy-like shaped Na-bentonite grains against sub-angular and square-shaped barite particles were confirmed by scanning electron microscope (SEM) technique. Three mud samples with different densities were prepared which be made up of fresh water, sodium bentonite and weighting material. The weighting materials were added up to the mud separately to form the required mud density ranges between 8.65 and 18?lb/gal. The first sample was water-based mud with barite; second sample was water-based mud with local ilmenite ore and third sample was water-based with barite and ilmenite in which were added in parts as 50:50 by ratios. These samples were investigated at different temperatures (normal, 120, 160, 180?°F) and the employed mud density range to determine solid content, density, rheological properties and filtration losses. The study showed that the rheological properties of barite/ilmenite mixture were found to give comparable results as barite and has the potential to be used as alternative weighting material especially in a heavier drilling mud. Two significant advantages could be observed through using the mixture; it produces lower solids content and fluid loss which in turns reduces the formation damage, respectively.     

微细钛铁粉加重剂在钻井液中的应用

随着深水井、大位移井、高温高压井以及窄密度窗口井钻井作业的进行,对钻井液性能的要求越来越高,尤其是对高密度及超高密度钻井液的流变性、造壁性、沉降稳定性以及储层保护性能的要求,常规API重晶石加重的钻井液已经不能满足特殊井段的钻进需求,因此需寻求新型加重剂。近年来微细重晶石、微锰、微细钛铁粉等新型加重剂在现场使用取得较好的效果。通过对国内外文献的调研,研讨了微细钛铁粉的特性、微细钛铁粉对水基以及油基钻井液流变性、滤失造壁性和沉降稳定性的影响及该剂在高密度/超高密度水基/油基钻井液中的使用情况。得出:微细钛铁粉无论是用作水基还是油基钻井液的加重剂,或与API重晶石混合使用,钻井液流变性好,其酸溶性好,形成的泥饼更容易去除,沉降稳定性好,对储层损害程度低。该剂磁性可通过去除赤铁矿杂质得以解决;尽管其硬度高于重晶石,但由于其D₉₀为15 μm,因而其磨蚀性低于API重晶石。此外,由于微细钛铁粉颗粒分布集中（D₅₀≈5 μm）,高温高压滤失量稍高,可以通过加入一些粒径分布宽的酸溶性架桥颗粒来得到解决。整体上来说,微细钛铁粉用作钻井液加重剂是非常有前景的。该剂已在阿拉伯湾以及阿联酋等现场应用,取得了较好的结果。      

KL2-H1水平井高密度饱和盐水混油钻井液技术

KL2-H1井是西气东输2007年在克拉区块的一口水平井.该井三开段为高压盐膏层,四开段为白云岩高压气层;钻井液密度为2.00～2.25 g/cm<'3>,压井液密度为2.40 g/cm<'3>,使用混10%～15%原油基液,固相含量相对高,且容量限低,同时由于带POWVER或MWD定向工具钻进,只能使用重晶石加重,使得钻井液的流变性较差,现场施工困难.经过室内实验,研究出了一套适用于现场要求和用重晶石加重的流变性较好的高密度饱和盐水钻井液和压井液配方.现场应用表明,该钻井液的各项性能均能很好地满足钻进要求.     

Evaluation of economic viability of beneficiated barite from deposits in north-eastern Nigeria for use as weighing agent in drilling mud formulation

Exploitable deposits of barite exist in northeastern Nigeria but are not harnessed because their qualities are not to a standard required for drilling mud formulation. The work presented here is a preliminary result obtained from the beneficiation of barite samples from these deposits with the aim of attaining a level that can be used in drilling mud formulation. Results of elemental, mineralogical, and mud densities, cation exchange capacity (CEC), and filtration loss were obtained using Instrumental Neutron Activation Analysis (INAA), X-Ray Diffraction (XRD), and other API 13B-1 recommended measurements before and after beneficiation. Barium composition of raw and laboratory-treated samples (GMB, IBI, BOK, DUM, and GAM) in percentage (%) are 50.5 ± 0.2, 55.6 ± 0.2, 57.9 ± 0.2, 57.6 ± 0.2, 0.097 ± 0.004, and 54.6 ± 0.2, 58.3 ± 0.2, 56.3 ± 0.2, 52.4 ± 0.2, 0.0845 ± 0.007, respectively while major impurity (Fe) is highest (1.52 ± 0.01) in sample GAM and lowest (0.025 ± 0.002) in sample DUM. The densities (g/m³) obtained after preliminary beneficiation increased to 3.89, 3.39, 4.28, 4.32, and 2.56 for samples GMB, IBI, BOK, DUM, and GAM, respectively. Filtration loss of 5 % W/V barite-mud formulation reported 12.2 ± 1.4 and 4.95 ± 1.7% more loss than two API-13A grade barite. The filtration loss reverses at 10 % W/V barite-mud formulation, with test barite reporting on average 3.22 and 1.15% improved filtration control against the API-13A barites. Mud formulation with loss additives reported significant filtration control with 23.6, 23.6 and 8.54% improvement over API 13A grade for beneficiated BOK, DUM and IBI samples. Similarly, the same formulated samples reported identical CEC values against API-Helicon and improved values against API-1 at 4.67, 7.29 and 4.67% respectively. Even at this stage BOK, DUM and IBI were improved to level that can be used in drilling mud formulation with samples DUM and BOK having the best potential (low impurity and high density). These results show that barite deposits from north-eastern Nigeria have great economic potential.     

加重剂类型对油基钻井液性能的影响评价

油气井钻井成功在很大程度上取决于钻井液的性能,而加重剂对钻井液的性能有很大影响,不同加重剂配制的钻井液在现场钻进过程中效果不同。通过对毫微粉体、普通重晶石粉和微锰矿进行粒度分析,配制油基钻井液,测定钻井液的黏度、API滤失量、泥饼摩阻系数等性能,研究了不同加重剂对钻井液性能的影响。实验结果表明:毫微粉体的颗粒最小,配制的钻井液黏度最大,滤失造壁性差;普通重晶石粉配制的钻井液润滑性能不好,但受加量的影响小;微锰粉颗粒大,粒度分布广,与普通重晶石粉混合使用后钻井液的性能有明显提高。      

针对页岩气井钻井液的新型滤失造壁性能评价方法

鉴于目前页岩油气开采中使用致密低渗测试介质来测试滤失造壁性能的需要,从紧密堆积理论出发,以毫微重晶石和商用重晶石作为固体颗粒材料,采用实验室常见的高速搅拌器和高温高压滤失仪作为实验设备,制作模拟页岩地层低渗泥饼。通过改善毫微重晶石的分散稳定性和调整2者质量比等方法,逐步降低泥饼渗透率,最终确定配方为:1 000mL水+100 g毫微重晶石+10 g聚丙烯酰胺+50 g聚丙烯酸钠+200 g商用重晶石+7 g提切剂,按此配方得到的标准泥饼平均厚度为2.24 mm,平均渗透率为1.42×10-7 D,稳定性良好,重现性较高。以此法测试了常见页岩气井水基钻井液体系,进一步验证了该方法适用于模拟微孔、缝发育的页岩地层,可有效评价钻井液在该类地层中的滤失造壁性能。      

油基钻井液润湿剂评价新方法

润湿剂是油基钻井液关键处理剂之一,目前尚未建立油基钻井液润湿剂评价标准。针对现有油基钻井液润湿剂评价方法的不足,基于油相塑性黏度、重晶石颗粒在油相中沉降速率、重晶石颗粒在油中的沉降体积等参数,建立了一种新的简单易行的油基钻井液润湿剂评价方法。选用了3种油基钻井液润湿剂A、润湿剂B及润湿剂C进行了润湿性能评价,基于以上评价参数,润湿剂的润湿性能优劣顺序依次为润湿剂C、润湿剂A和润湿剂B。为进一步验证所建立的油基钻井液润湿剂评价方法的可行性,通过实验评价了以上3种润湿剂的接触角以及加入以上3种润湿剂后油基钻井液的性能,研究结果表明,所建立的新的评价方法能有效评价油基钻井液润湿剂的润湿性能。      

对混合金属层状氢氧化物钻井液体系保护储层作用的评价

介绍了MMH钻井液体系的特点及其在保护储层方面的作用。MMH钻井液体系用大理石或大理石和重晶石组合加重时,其渗透率恢复值高于盐粒液和油基钻井液体系,是一种优良的保护油层钻井液体系。按照设计完井液的思路,根据单一处理剂评选结果,给出了5种完井液配方,并简单分析了MMH钻井液体系保护油层的作用机理。     

加重钻井液防重晶石沉降技术

重晶石沉降往往发生在钻井过程中,而在静置过程中由于钻井液凝胶强度的存在,沉降稳定性较好,而一直以来忽视了动态沉降问题。基于以上问题,提出采用老化罐静态沉降测试法和黏度计动态沉降测试法(改进VST法)来综合评价重晶石的沉降情况。并将重晶石的粒径与沉降稳定性的测试方法相结合,寻求出一种重晶石防沉降技术。实验结果表明:在常规重晶石中复配一定量的超细重晶石,能够较大程度地改善重晶石沉降的问题,尤其是重晶石的动态沉降问题,动态密度差由单一常规重晶石加重情况下的0.436 g/cm3下降为0.011 g/cm3,解决了重晶石沉降问题。     

四氧化锰加重水基聚磺钻井液研究

国外现场应用表明，对于密度在1．6g／cm^3以上的加重油基钻井液，用四氧化锰代替重晶石粉加重，能降低钻井液的当量循环密度。通过用黑锰矿粉、重晶石粉、超细碳酸钙和铁矿粉加重水基聚磺钻井液密度至1．6g／cm^3，测定了4种加重钻井液在1．2～1．6g／cm^3之间5个密度点的表观黏度和塑性黏度，分析了表观黏度和塑性黏度的变化趋势。模拟计算出了井深为4150m时的当量循环密度，表明黑锰矿粉在密度为1．46g／cm^3以上可以获得低于其它加重材料的当量循环密度。