生物柴油包水钻井液体系

生物柴油主要成分是脂肪酸烷基酯,其闭杯闪点高不易着火,且不含或含少量硫和芳香烃,其性能稳定、毒性低、无荧光性,对测井无影响,是良好的酯基钻井液基液。因常规油基钻井液处理剂与生物柴油配伍性较差,笔者针对生物柴油包水钻井液的处理剂进行了优选,优选出主乳化剂TC-PEM、辅乳化剂TC-GSEM、提切剂UP-GEL和降滤失剂UPGEL,并通过对生物柴油包水钻井液性能评价实验,研制出3种不同密度的生物柴油包水钻井液体系。该体系具有良好的抗温性,抗温为120℃,抗淡水侵能力为15%、抗CaO能力为2%;生物柴油包水钻井液体系生物降解性评级为容易,是一种环境友好型钻井液体系。现场应用表明,该钻井液具有良好的流变性能,提高了机械转速,大幅度缩短了建井周期。      

无黏土低密度全油基钻井完井液的研究

针对油包水钻井液中存在乳化水滴,会导致低压低渗储层发生较为严重的水锁损害的问题,以生物毒性和密度都较低的5#白油为基油,通过对主要处理剂,如增黏剂、表面活性剂、碳酸钙、氧化钙、降滤失剂等进行优选,研制出了一套无黏土全油基低密度钻井完井液。性能评价结果表明,该全油基钻井液密度低,黏度可控,切力适中,滤失量低,破乳电压大于2000V;具有电稳定性好、抗温性强、在高温下的乳化效果好等特点;抗水侵污限为20%,抗盐(NaCl)侵污限为8.0%,抗土侵污限为20.0%;且滤液全为油,有利于储层保护。     

新型无水全油基钻井液

针对油包水乳化钻井液应用中存在的不足,研究了以生物毒性低的白油为基液的无水全油基钻井液。试验结果表明,全油基钻井液体系无水相,电稳定性好（大于2000V）,塑性黏度低,滤失量小（滤液全为油）,具有抗钻屑、抗水污染性能强、润滑性能好、抑制性强及储层保护效果好等特点。使用无水全油基钻井液,有利于提高机械钻速、井壁稳定性和储层保护效果,可用于易塌地层、盐膏层,特别是水相活度差异较大的地层,以及能量衰竭的低压地层和海洋深水钻井。     

环保型全油基生物油钻井液的室内研究

为适应非常规页岩气开发的需要,解决传统油基钻井液毒性大、悬浮稳定性差、成本高的问题,选用低毒环保且可再生的生物柴油作为基础油,研制出一种环保型全油基生物油钻完井液体系。给出了体系配方并对该体系的主要性能进行了室内评价。室内实验结果表明,环保型全油基生物油钻井液体系不含水,具有电稳定性好、塑性黏度低、滤失量小等特点,且具有抗温、抗钻屑、抗盐水污染性以及抑制性强的优点,对储层保护效果也较好,满足非常规页岩气开发安全钻井和环境保护的要求。     

全油合成基钻井液的室内研究

近年来,以合成基气制油为基液的油包水乳化钻井液已成为海上油田开发井使用的主要钻井液之一,但仍存在一定不足,因此对全油钻井液进行了研究,给出了其基本配方,并对其性能进行了评价.实验结果表明,新型的全油合成基钻井液采用低毒、容易生物降解的气制油为基液,体系不含水,具有电稳定性好、塑性黏度低、滤失量小等特点,且抗钻屑、抗水污染性以及抑制性都很强,对储层保护效果也很好,可用于易塌地层、盐膏层,特别是水相活度差异较大的地层;同时,该体系还具有密度低(可以降到0.8 g/cm3)、低温流变性好等特点,因此也可用于能量衰竭的低压地层和海洋深水钻井.     

抗高温油基钻井液的研究

油包水钻井液在抗高温、稳定井壁、油气层保护方面具有明显优势。研制了一套抗高温油基钻井液体系,该体系在经过220℃高温老化之后,具有较好的流变性能、降滤失性能、强的抑制性能和抗污染能力,密度调节范围广。     

抗高温高密度环保低毒油包水钻井液的研究

为有效地保护自然环境,成功研制出了抗高温(215℃)高密度(2.1 g/cm3)低毒油包水钻井液,并对该钻井液的原材料选择、室内配方试验及配方毒性等方面进行了研究.结果表明,低毒油包水钻井液满足了钻井施工的要求,其毒性满足了环境保护的要求.     

生物柴油基恒流变钻井液体系

针对现阶段恒流变合成基钻井液基础油成本高昂且不可再生的缺陷,研究具有廉价、环保、可再生优势的生物柴油基恒流变钻井液技术.优选原材料制备成本低、环保且低温流动性好的大豆油乙酯生物柴油作为基础油,通过选择高油水比,并在辅乳化剂中引入阳离子表面活性剂,有效减缓了生物柴油基乳液因高温水解、皂化导致的增稠现象.使用由阳离子改性剂...     

抗高温高密度低毒油包水钻井液技术

选择3#白油作为连续相,优选出了用于配制油包水逆乳化钻井液的有机土、乳化剂、润湿剂、降滤失剂、辅助处理剂及其加量,并确定出了该体系的最佳配方.该新型油包水钻井液具有良好的流变性能、悬浮能力、高温稳定性(抗温220℃),破乳电压一般在600 V以上;具有强的抑制性,且抗污染能力强、钻井液性能易于调整;该体系在现场应用中井径规则、钻具扭矩小、钻速快、润滑性好,井壁稳定,且施工工艺简单、现场维护容易.可循环回收使用,并具有优良的储层保护特性,能解决地层复杂、泥页岩吸水膨胀、润滑减阻效果不佳、储层保护效果差等技术难题.     

加重剂对抗高温超高密度柴油基钻井液性能的影响

在塔里木盆地库车山前钻遇库姆格列木群盐膏地层时,要求采用抗高温超高密度油基钻井液,该钻井液必须具有良好流变性、低的高温高压滤失量、良好的封堵性与动、静沉降稳定性。研讨了不同类型加重剂对抗160℃超高密度柴油基钻井液性能的影响;采用重晶石（ρ=4.2 g/cm3）、重晶石（ρ=4.3 g/cm3）、氧化铁粉、Microdense等单一加重剂配制超高密度柴油基钻井液,钻井液性能无法全面满足钻井工程的需要;采用具有超微细、高密度、球形等特点的MicroMax加重的超高密度柴油基钻井液拥有非常好的流变性能和良好的沉降稳定性,但无法控制钻井液的高温高压滤失量;当重晶石和MicroMax按60∶40比例复配时,可配制出性能良好的超高密度（2.4～3.0 g/cm3）抗高温柴油基钻井液,能满足库车山前钻进高压盐水层与易漏地层的需求。      

白油中高成胶率有机土HMC-4的研究

有机土是油基钻井液中一种亲油胶体,主要功用是增黏提切和降滤失。目前常规有机土在芳香烃含量高的柴油中成胶性能好,而在芳香烃含量低的白油或气制油中成胶性能则差;但是柴油的生物毒性较大,随着人类环保意识的增强,在钻井液中使用柴油作为基础油受到了很大的限制,而将更多使用生物毒性小的白油或气制油。针对常规有机土在白油或气制油中成胶性能差的问题,通过优选土粉、有机覆盖剂及工艺条件,采用干法工艺制得有机土HMC-4,并对其性能进行了评价。结果表明,有机土HMC-4在5#白油中具有好的成胶性能,胶体率可达72%。以5#白油为基础油,由有机土HMC-4配制的全油基钻井液具有较高的切力和较低的滤失量,使钻井液具有了较好的稳定性和携岩性,可满足钻井工程要求。     

一种环保油基钻井液体系

针对目前油基钻井液存在因所含矿物油和处理剂的生物毒性大,而被限制或禁止排放的问题,制备出生物毒性低的油基钻井液基油,合成高效低毒的一体化乳化剂和新型高凝胶改性有机土,并对钻井液处理剂及加量进行优选,最终形成了一套环保型油基钻井液体系。该钻井液体系的生物毒性LC₅₀达到15 000 mg/L以上,生物可降解性好;体系的流变性良好,破乳电压达到800 V以上,高温高压滤失量小于6 mL;钻井液体系能抗5%石膏、5%钻屑和15%盐水污染;该油基钻井液应用性良好,油水比可在60/40～90/10的范围内调节,密度可在1.25～2.0 g/cm3范围内调节,抗温可达220 ℃,高温稳定性良好。研究结果表明,环保型油基钻井液具有低毒环保、可降解等优势,抗污染、抗高温、稳定性强、可调节范围广,完全可满足较复杂地层和环境保护要求高区块对钻井液的要求。      

一种新型油基钻井液用高温降滤失剂的研制

本研究采用C5石油树脂和EVA树脂(乙烯-乙酸乙烯共聚物)为主要原料,制备新型油基钻井液用降滤失剂。相对于传统沥青类材料,其在环保和油基钻井液流变性和稳定性方面有明显提升。实验评价了新型降滤失剂油基钻井液体系的性能:包括流变性能、电稳定性、HTHP滤失量、沉降稳定性、滚动回收率、抗污染性和生物毒性实验等。实验结果表明:新型降滤失剂在油基钻井液体系中温度可达240℃、最高密度满足2.4 g/cm3;水相浓度范围(10%~30%)条件下,流变性能稳定;电稳定性良好;HTHP滤失量10 m L,且可调性较高。     

抗160℃超高密度柴油基钻井液体系

由于油气勘探开发逐步向深层、非常规等油气藏发展,要求采用抗高温超高密度油基钻井液钻进,该钻井液必须具有良好流变性、低的高温高压滤失量、良好的封堵性与动/静沉降稳定性。研讨了抗160℃超高密度柴油基钻井液配方。通过大量实验得出,采用重晶石加重,无法配制出具有良好流变性能与动沉降稳定性能的超高密度柴油基钻井液;形成了抗160℃密度为2.4～3.0 g/cm3超高密度柴油基钻井液配方为,0#柴油与25%氯化钙盐水的质量比为90∶10,加入有机土+0.8%主乳化剂+1%辅乳化剂+1%润湿剂+5%降滤失剂+3% CaO+加重剂（重晶石∶MicroMax为6∶4）,其中有机土加量随钻井液密度增加而下降,密度为2.4、2.6、2.8和3.0 g/cm3的柴油基钻井液,最佳有机土加量分别为1%、0.5%、0.3%、0。      

低芳烃油基钻井液在页岩油气水平井中的应用

国内外页岩油气水平井大部分使用柴油基钻井液,例如胜利油田第一口页岩油水平井渤页平1井,柴油具有刺激性气味,含有一定的芳香烃,对人体健康存在一定伤害,因此开展了低芳烃油基钻井液研究.通过室内实验,选定芳烃含量小于2％的精制白油作基油,确定油水比为80:20,优选了相配套主处理剂及其加量,形成了低芳烃油基钻井液配方.室内评价结果表明,该钻井液在1.20～1.80 g/cm3的不同密度下都具有较好的流变性能、乳化性能和沉降稳定性,抗污染能力强,由于使用刚性、柔性和树脂类封堵材料的复合处理剂作封堵剂,该钻井液封堵能力强.该钻井液在渤页平2井进行了成功应用,钻井液日损耗量明显降低,应用井段平均机械钻速达8.22 m/h,较渤页平1井有了大幅提高;井径规则,井径扩大率仅为2.3％;无托压现象、扭矩小,起下钻摩阻小(7～8t).该钻井液满足页岩油气藏水平井钻井施工需要,而且对对人体健康影响较小.     

环保型全白油基钻井液的研究与应用

随着油基钻井液在国内外的使用规模越来越大,室内优选出了2套密度达到2.0 g/cm3、抗温能力达到150℃的全白油基钻井液的基础配方,并于2009年率先在中国辽河油田沈307井3 709～4 146 m井段进行了现场应用.结果表明,该全油基钻井液具有较好的流变性、沉降稳定性、剪切稀释性以及优良的悬浮和携带固相的能力,滤失量低,满足了现场施工的要求;具有较强的抗水侵(20%水)和抗土污染能力(15%劣质土);该钻井液在沈307井三开井段的使用性能良好,机械钻速高.全白油基钻井液在沈307井的成功应用,为长城钻井液公司进一步拓展海外油基钻井液市场奠定了坚实的技术基础.     

可逆的逆乳化钻井液——钻井液技术的重大飞跃

发明了一种对钻井、完井和修井很有用的新型逆乳化钻井液。这种钻井液利用一种酸碱化学转化剂能够很容易且可逆地从油包水乳状液转化为正常的水包油乳状液或者返回到原来的油包水乳状液。其中所用的表面活性剂在有石灰时是很强的油包水乳化剂。但这种表面活性剂在水溶性酸存在时就变成了正常的乳化剂。这些表面活性剂的可逆乳化性能可使钻井液在钻井、完井操作的不同阶段从油包水钻井液变成正常的水包油钻井液。在钻井阶段钻井液可以是油包水钻井液 ,能够达到与油基钻井液相媲美的所有优良性能。在完井阶段以及后续操作中 ,通过添加水溶性酸 ,可将油包水乳状液变成水包油乳状液 ,从而使其具有很好的滤饼清洗作用 ,改善裸眼完井生产 ,更好地固井 ,有效地清除钻屑并使废弃物减至最少。这种可逆体系操作简单易行 ,与通常使用的油基钻井液相比 ,在目前操作中无需外加改变或添加其他的添加剂。这种可逆钻井液是万能的 ,尤其与目前市场上新型外来钻井液相比 ,具有物美价廉的特点。这种可逆性使泥浆在性能、产量、最小环境影响、成本控制各方面都达到要求。本文讨论了可逆油包水乳状液技术在满足钻井操作的环境和功能要求方面的总体影响。实验数据表明 ,在不同的油水比、泥浆相对密度及经常遇到的污染条件下具     

一种环保非水基钻井液体系的构建及其性能评价

为满足日益严苛的环保要求,通过测试乳化剂、内相盐、基液等的生物毒性及降解性,研究植物油酸及其酯 类衍生物类乳化剂BIO-EMUL与BIO-COAT复配乳化剂溶液与BIO-OIL形成的油包水乳液的电稳定性、乳化效 率以及BIO-EMUL 与BIO-COAT 复配乳化剂溶液与BIO-OIL 间的界面张力和界面流变性,以BIO-EMUL 和 BIO-COAT为基础,结合基液BIO-OIL 以及乙酸钠溶液,构建了一种环保非水基钻井液体系,并研究了该钻井液 的基本性能和抗污染能力。结果表明,BIO-EMUL、BIO-COAT能有效降低油/水界面张力,形成破乳电压达350 V,乳化效率达95%的油包水乳液。该体系的LC₅₀为28 200 mg/L,BOD₅/COD_Cr＞0.25,是生物毒性低,降解性良 好的环境友好型油包水乳液。配制的钻井液体系适用密度范围广,抗污染能力强,为今后环保非基钻井液体系 及材料的研究提供了基础。     

一种高效油基钻井液乳化剂的加量极限

介绍了一种具有超低乳化剂加量的新型油基钻井液,并对该油基钻井液的乳化剂加量极限进行了研究。结果显示,采用特种油包水乳化剂NR配制的油基钻井液,具有极低的加量和优异的乳液稳定效果。1.2%的乳化剂加量,在120℃×16h热滚老化后,钻井液体系的破乳电压可以达到520V,高温高压滤失量为4.7ml;在150℃热滚老化后,仍具有498V的破乳电压,体现了该油基钻井液乳化剂在体系中具有极低的乳化剂加量极限。该体系同时具有良好的抗海水、钻屑侵污能力。     

低毒环保型油基钻井液体系室内研究

为了提高油基钻井液的环保性能,解决其生物毒性高、难于降解等问题,研制了低毒环保型油基钻井液。通过对普通原料油进行脱硫脱芳处理得到新型低毒油基钻井液用基础油,采用复合改性剂和新工艺处理有机土得到新型改性有机土,并对钻井液处理剂及加量进行优选,最终形成了低毒环保型油基钻井液体系。室内试验结果表明,该钻井液体系的高温高压滤失量为3.2~9.5 mL,沉降密度差最高0.06 g/cm3,破乳电压高达1 190 V以上,水侵和劣质土侵后乳化体系还可以保持稳定,二次岩屑回收率达到99.17%,线性膨胀率仅为1.92%,岩心渗透率恢复率达88.5%~94.6%。研究结果表明,低毒环保型油基钻井液体系的流变性、稳定性、抗污染性、润滑性、抑制性和储层保护性能良好,可满足复杂地层深井、超深井安全高效钻井的需求及环保要求。