甲基葡萄糖甙钻井液抑制机理研究

甲基葡萄糖甙所携带的羟基（-OH），对页岩有强烈的吸附作用，所携带的甲基（-CH3）使吸附后的甲基葡萄糖甙，具有半透膜的作用。用分光光度计，测定了甲基葡萄糖甙溶液对膨润土的吸附量。甲基葡萄糖甙与无机盐复配后，会进一步提高其吸附能力；用X射线衍射法，测定了甲基葡萄糖甙处理前后蒙脱石的晶层间距，结果表明，处理后的蒙脱石进入的水量少，水化膨胀小；用自行研制的页岩膜效率评价仪，测定了甲基葡萄糖甙处理前后岩心的膜效率，结果表明，处理后的膜效率提高，这是甲基葡萄糖甙在页岩表面吸附形成半透膜的结果。根据甲基葡萄糖甙的抑制机理，为强水敏的郑斜41井设计了以甲基葡萄糖甙为主处理剂的钻井液配方，应用效果证明，甲基葡萄糖甙钻井液体系具有优良的抑制和防塌作用。     

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。     

甲基葡萄糖甙钻井液与完井液研究

甲基葡萄糖甙是目前国内外广泛关注的一种新型钻井液体系，该体具有与油基钻井液相似的作用机理，因此具有与油基钻井液相近的性能，如润滑性、抗污染性、高温稳定性等，此外还具有一定的调节流型作用，并且与环境友好，无毒、易生物降解。对MEG体系进行了系统研究，研究结果表明，MEG体系具有极佳的抑制性、润滑性、抗污染性、高温稳定性和油气层保护性能；既可用于淡水，也可用于海水不仅可用作钻井液，还可用作优质无固相完井液。MEG独特的结构可为该体系钻井液提供优越的性能，是油基钻井液的理想替代体系。     

MEG水基钻井液的研究与应用

MEG(Methylglucoside甲基葡萄糖甙)是聚糖类高分子物质的单体衍生物．加入钻井液中可以形成半透膜，降低水的活度，有利于减少钻井液和地层中水的运移，保持井壁稳定，且具有良好的抑制性和润滑性。用MEG为主剂配制成的MEG水基钻井液具有流变性易调整，高温稳定性好，抗污染能力强及油气层保护效果好等特点。在T86047井的成功应用证明，该钻井液流变性、润滑性等性能与邻井聚磺混油钻井液相当．并具有良好的井壁稳定性和环保特性。     

钻井液-井壁界面半透膜与隔离层形成机理

在钻井液-井壁界面形成高效率半透膜是一种新的阻水思路。利用活度控制原理,半透膜具有调控水流方向的作用。半透膜通过膜污染进一步转换成隔离层之后,能阻止外来物质进入地层,起到稳定井壁和保护储层的作用。以自制纳米胶乳NM-1（平均粒径为65 nm）和无机纳米粉体NMTO为主剂,配制出纳米钻井液;用渗透压法测定了纳米钻井液的半透膜效应,膜效率为65%;采用滤失量测定法评价了钻井液的隔离层效应,API滤失量在120 min后随时间变化的增量几乎为零,其承压能力在3.5 MPa以上。将成膜后的岩心切片,用扫描电镜分析了膜的内部微观结构。研究表明,半透膜是通过纳米胶乳粒子与聚合物形成网络结构后形成,隔离层是在半透膜的基础上通过乳胶粒的变形、填充、高温黏结而形成的,其厚度为50~60 μm。     

甲基葡萄糖苷及其钻井液

综述了甲基葡萄糖苷的合成方法、理化性能以及甲基葡萄糖苷钻井液的性能及在墨西哥湾地区的应用情况。甲基葡萄糖苷钻井液是一种具有良好的润滑性、降滤失性及高温稳定性且无毒、易生物降解的新型水基钻井液,是油基钻井液的理想替代体系。该体系为解决钻井过程中井眼失稳和环境污染等问题提供了新的方法和途径。     

甲基葡萄糖苷在泥页岩地层的膜效率规律研究

通过泥球在甲基葡萄糖苷(MEG)水溶液中的浸泡实验,研究了MEG在泥页岩(泥岩)地层的膜效率变化规律。研究结果表明,MEG在泥岩表面有吸附作用,浸泡时间越长,吸附现象越明显。MEG在泥岩表面的膜效率与泥岩含水量、MEG的浓度及浸泡时间有关。泥岩含水量越高,MEG浓度越大,膜效率越高;浸泡时间延长,膜效率降低。     

水基成膜钻井液的保护油气层技术研究

文章通过分析钻井液引起储层损害的原因和钻井液-井壁界面的成膜机理及其保护油气层的原理,合成了新型纳米复合乳液成膜剂NFR-1。实验发现,含有成膜剂NFR-1的成膜钻井液体系滤失量、抑制性等性能均优于未加入成膜剂的基浆;应用压力传递原理,测定出成膜钻井液体系能在岩心表面形成的半透膜效率为68.2%,岩心的渗透率恢复率为83.2%,远高于未加入成膜剂的体系所对应的岩心的39.4%,不含成膜剂的基浆侵入深度大于45mm,而成膜钻井液侵入岩心的深度减少了66%,仅为15mm,说明水基成膜钻井液对地层的伤害不大,能有效保护油气层。     

淹没条件下钻井液半透膜评价方法研究

如何有效地评价钻井液半透膜的存在性及膜效率一直没有较好的方法。现有的评价方法实际上都没有利用半透膜的特殊性质(即选择性和渗透性)来作为膜存在性和膜效率的评价指标,大部分评价方法根本没有考虑成膜条件(钻井液形成的半透膜是在高温高压、液相淹没条件下所形成的),而是直接以大气环境下形成的固体膜作评价对象。基于此,利用活度平衡原理,设计了高压、淹没条件下评价钻井液半透膜的装置。验证实验表明,高压渗透压法能有效评价钻井液半透膜的存在性及膜效率,同时可以作为判断是否存在隔离膜的有效手段。     

水基成膜钻井液在神北6井的应用

吐哈油田神北地区第三系及白垩系富含盐膏,侏罗系含有易坍塌的硬脆性泥页岩和大段煤层,裸眼段较长,在钻井施工过程中经常发生大段划眼或卡钻等复杂情况。针对神北区块的地层情况,在神北6井侏罗系以下井段采用水基成膜钻井液。该钻井液具有半透膜性能,抑制能力强,在井壁上能形成一层(多层)隔离膜,在井壁外围形成保护层,阻止水及钻井液进入地层,有效地防止地层水化膨胀,封堵地层层理裂隙,防止地层内粘土颗粒的运移,防止井壁坍塌,保护油气层。现场应用表明,水基成膜钻井液性能稳定,井壁稳定能力强,顺利完成了吐哈油田裸眼井段(3751m)最长的钻井施工,并电测、下套管和固井顺利。神北6井平均井径扩大率和油层井径扩大率比邻井分别降低50%和65%,复杂事故次数平均减少了57%,复杂损失率平均降低了42%。     

水基半透膜钻井液技术的研究与应用

介绍了一种新型的有机硅酸盐半透膜剂BTM-2.通过钻屑回收率、泥球浸泡、抑制膨润土造浆、抗污染、抗温等试验及半透膜效率测定,评价了半透膜剂及半透膜钻井液的性能,有机硅酸盐半透膜钻井液具有高半透膜性能、强的抑制泥页岩水化膨胀、分散的能力、良好的抗钻屑污染能力和高温流变性.现场应用表明,该钻井液体系抑制能力强,防塌效果好,井径扩大率小,井径规则.     

MEG钻井液在沙113井试验成功

石油大学（北京）室内研制出以甲基葡萄糖甙（简称MEG）为主剂的钻井液,并与新疆石油管理局合作完成了谈钻井液的现场应用配套技术研究和现场试验工作,介绍了MEG钻井液在新疆准葛尔盆地沙南油田沙113井进行的现场试验,分析了MEG钻井液的性能特点和现场试验效果,现场试验结果表明,该钻井液具有优良的面岩抑制性,井眼规则,稳定性好,具有独特的造壁护作用,钻井液密度低,有利于保护储层,具有良好的剪切稀释特性,悬浮和携带岩屑能力强,井眼清洁,抗电解污染能力强,流变性易调节。     

MEG钻井液在吐哈油田小井眼侧钻井中的应用

吐哈油田小井眼开窗侧钻井主要采用混原油钻井液,不利于环境保护。从研究MEG单体的作用机理入手,以钻井液润滑性、抑制防塌性为主要评价指标,对MEG钻井液配方进行了优选,并对优选配方钻井液性能进行了评价。该钻井液在4口小井眼开窗侧钻井进行了试验应用。结果表明:应用井无阻、卡现象,平均钻井周期缩短了7.2d;在未混原油的情况下钻井液润滑系数比乳化原油(15%~20%)钻井液降低了34.6%;油层保护效果好,其中温5-41C井日产油14.4t,同比温五区块平均产量提高了128.4%,神218C井是神229区块目前唯一的自喷井。表明优选出的MEG钻井液具有优良的润滑性、抑制防塌性及良好的储层保护效果,特别适合强水敏地层及大斜度井和水平井等特殊复杂工艺井的钻进。     

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。     

钻井液隔离膜理论与成膜钻井液研究

特殊的水溶性聚合物在井壁岩石上吸附形成的膜具有防塌和储层保护作用.应用浓差极化理论对聚合物半透膜的"过滤"过程进行了分析,阐述了"隔离膜"的概念以及从半透膜到隔离膜的转变原理.隔离膜的概念可以认为是由于浓差极化产生的二次膜或者三次膜甚至多次膜的作用,使钻井液中的自由水在膜上的渗透率大为降低甚至为零,最终表现为没有滤失量的增加,因此隔离膜是在半透膜形成的基础上经过多次物质的沉积"污染"而形成的.采用滤失实验、透水实验和改性膨胀实验,利用研制出的多糖类聚合物进行了成膜实验研究.Plj成膜剂以植物天然分泌物为原料,改性加工后的天然分泌物分子量为8.4×105,分子长度为4500 nm,分子直径为19 nm,该剂经酸水解后是一种无色无味可食的天然大分子,其中一部分为含有plj酸的高聚物,易溶于水形成真溶液,而另一部分为以半乳糖残基为主键、阿拉伯糖残基为支键的中性多糖,易吸水溶胀成凝胶状物质.膜的承压实验、透水实验、半透性实验、动滤失实验结果证明,该聚合物具有良好的成膜效果,并且通过应用研究出的LG-1膜清除液对膜的清除效果很好.     

适合海洋钻井无土相强抑制性钻井液体系的研究

在渤海湾盆地,由于沉积地层存在大段活性软泥页岩,普通聚合物钻井液体系的包被抑制能力不够,封堵能力不强,剪切稀释能力差,在钻遇该泥页岩井段时,经常出现井下复杂情况,并且油层受到一定程度的伤害。为此,研制了无土相强抑制性钻井液体系。从体系中处理剂的防塌抑制机理出发,确定了强抑制性钻井液体系构建的最优组合。研究结果表明该钻井液体系具有强的抑制性,岩屑滚动回收率达到95.6%,接近于油基泥浆;并且具有良好的润滑性、抗温性、抗钻屑污染、抗CaCl2污染、抗MgCl2污染以及良好的储层保护性能,渗透率恢复值能达到85%以上,能够满足大段软泥页岩等复杂地层的钻井要求,具有广阔的应用前景。     

硅酸盐钻井液防塌机理研究

基于电位、粒径分布、红外稳定性、压力传递和吸附量等测定方法,对硅酸盐钻井液的防塌机理进行的研究结果发现,无机盐类型和浓度以及pH值是硅酸盐粒径分布的主要控制因素,通过影响硅酸盐粒径分布从而影响硅酸盐钻井液的防塌效果,适当的无机盐也有利于协同防塌。通过压力传递实验研究发现,硅酸盐钻井液阻缓压力传递的效果显著,诱导的化学渗透压力效果也非常明显,其膜效率高。这也从另一个侧面反映了钻井液的强封堵能力可能源于在井壁上所形成的硅酸盐与页岩作用的膜,用实验验证了硅酸盐钻井液能够在极短时间内有效封堵井壁。     

双保仿油基改性MEG的研究与应用

MEG是近年来利用半透膜机理优选出的一种优质处理剂,有良好的润滑性、热稳定性和页岩抑制性,无荧光、易生物降解.但MEG本身为液体,加量偏高(10%～30%).通过大量的文献调研和试验,成功地将MEG液体制成固体,不仅保持了MEG原液体的基本性能,又增加了MEG抑制能力的成分.由性能评价得知,改性MEG单剂具有良好的页岩抑制性及润滑性,经150 ℃老化后MEG钻井液流变性能、滤失性能、pH值变化不明显,随着改性MEG加量的增加,钻井液性能持续得到改善,综合考虑经济效益,改性MEG加量定为7%.现场应用表明,MEG钻井液具有较强的悬浮性和携带岩屑的能力及良好的护壁作用,抗膏岩污染能力强,流变性易于调节;使用MEG钻井液钻进的井机械钻速比同类井提高15%;并具有良好的保护油气层的作用,郑607-平6井试油日产油量为52 t,是邻井的3倍.     

NM钻井液体系现场应用研究

NM体系是一种含有纳米材料的钻井液。该体系是近年来研制成功的一种新型钻井液，并在现场进行了初步试验。NM钻井液研制成功至今，已在胜利油田和中原油田不同油区的水敏性地层和低渗透油层中进行了30多口井的现场应用，均取得了良好的钻井效果。总结了纳米材料在大位移井和深井等非常规井中的应用。结果表明，NM钻井液具有优良的流变性，抑制性强、润滑防塌能力良好、携砂能力强、流变参数合理、性能稳定，页岩回收率较高，润滑系数较低，滤失量低，特别是高温高压滤失量较低；该体系与处理剂配伍性好，油层保护效果好，渗透率恢复值较高；现场转化使用方便，可以满足安全钻井和保护油气层等需要。     

一种新型MEG钻井液体系的研究与应用

为满足海上油气田开发在储层保护及环境保护等方面的特殊要求,研制出了一种新型MEG(甲基葡萄糖苷)钻井液体系。该钻井液体系是一种无环境污染的油基泥浆替代体系,主要由MEG、流型调节剂、降滤失剂、pH值调节剂等组成。室内研究及现场应用结果表明,所研制的MEG钻井液体系具有良好的抑制、润滑性能及突出的储层保护和环境保护特性。