中原地区地热井钻井液堵漏技术

随着国际油价的持续走低,国家在大力助推新能源的开发利用,地热能作为一种地热资源,不断体现其开发利用价值。现阶段中原地区地热井开发过程中,存在主要的技术难题有:部分井段井漏和井塌矛盾突出,易发生故障复杂;目的层漏失严重,钻井周期长情况。通过对中原地区地热井地层的分析,认真在室内研究钻井液材料的封堵性实验,结合现场试验20口井次,有效的防止了井漏与井塌的发生,节约了钻井周期,加快了地热井的开发。     

一种高性能油基钻井液用随钻堵漏剂的开发及应用

开发了一种纤维类油基钻井液用随钻堵漏剂NH-OPA1,评价了NH-OPA1的亲油性、堵漏性能、抗温性能以及与油基钻井液体系的配伍性能。评价结果表明:堵漏剂NH-OPA1与0~#柴油的接触角为15.58°,与清水的接触角为58.54°,在柴油中的分散高度为12.0 mL,表现出良好的亲油性能以及分散性能;常温下在1 mm和2 mm缝隙板堵漏试验中最大封堵压力分别为4.0 MPa和3.0 MPa,120℃热滚16 h后分别为3.5 MPa和2.5 MPa,表现出良好的封堵性能;与现有油基钻井液体系配伍性良好,能够改善泥饼质量,减少体系失水,增强体系封堵能力。     

川渝地区油基钻井液用胶结型随钻堵漏剂研究

本研究优选了一种适用于油基钻井液的胶结型随钻堵漏剂OSD-1.扫描电镜、粒径分析实验结果表明OSD-1样品粒径介于2-200μm之间;热重分析显示OSD-1在260℃以下具有良好热稳定性.通过六速粘度实验可知OSD-1不会引起粘度明显增加,在油基钻井液中具有良好的配伍性.采用砂盘封堵实验评价了该封堵材料的堵漏效果,并分...     

王69区块多元随钻封堵承压钻井液技术研究与应用

王69区块下部主力产层压力比较高,而与主力产层以上层位孔隙压力相对较低又同处一裸眼内,钻井施工中容易造成井漏、井塌等复杂情况。分析认为钻井施工最大的问题是:技术套管设计下深少,不能封隔同一裸眼内的高、低压同存的难题。为此,研发了一套:强抑制包被+随钻封堵+物理化学封固+有效应力支撑[1]等具有多元协同作用,随钻承压能力强的钻井液技术。通过应用证明该技术能提高漏失压力和破裂压力梯度,扩大安全生产的钻井液密度窗口,解决了该区块同一裸眼井段内,不同压力层系共存,易发生的漏失、坍塌和油气层损害等技术难题,提高了生产时效,取得了很好的经济效益,并且具有广泛的应用前景。     

HF203井复杂井况及技术对策

HF203井是部署在四川盆地川东北通南巴构造带河坝场西高点南翼上的一口开发定向井。设计斜深6 013 m,最大井斜角61.54°。针对HF203井四开4 524.15~4 890.45 m井段在40余天内连续发生5次卡钻及本井存在的复杂情况,专家团就此展开分析讨论,并提出解决复杂井况的技术思路。现场应用证明,通过改善钻井液的抗高温、抗污染润滑性、流变性,增大洗井排量,对漏层与高渗透性地层进行8 h全封闭、全覆盖承压堵漏,能有效的解决该井的复杂情况,确保了本井能顺利完钻。     

FZS高失水堵漏剂性能评价

井漏是在煤层气勘探开发的钻完井作业过程中,井内工作流体(钻井液、完井液、固井水泥浆等)漏入地层的一种复杂情况。通过使用JHB新型高温高压堵漏仪,以膨润土基浆为介质,使用不同缝隙的钢板和弹子珠床模拟裂缝性地层,评价了几种堵漏剂(核桃壳、锯末、FZS新型堵漏剂等)单独和复合作用的堵漏效果。优选出当配方为基浆+1.5%FZS+2.5%核桃壳+1.0%CMC时,漏失量最低。     

高酸溶性随钻堵漏剂SSZ-Ⅰ的室内研究

针对目前随钻堵漏剂酸溶性差、对钻井液性能影响大等问题,在室内利用酸溶性较好的刚性颗粒材料、可变形材料和纤维材料等研制出了一种高酸溶性随钻堵漏剂--SSZ-Ⅰ,分析了该堵漏剂的作用机理,并对其性能进行了评价。实验结果表明:SSZ-Ⅰ具有较好的酸溶性,有利于现场酸化解堵,可用于储层堵漏,具有一定的抗温性能,且对钻井液性能影响小,对渗透性漏失地层具有很好的堵漏效果,具有较好的应用前景。     

聚合物凝胶堵漏剂的研究与应用进展

聚合物凝胶堵漏剂是近年来逐步完善和发展起来的一种堵漏材料。简要介绍了聚合物凝胶堵漏剂特点及作用机理,并对国内外聚合物凝胶堵漏剂的研究及应用进行了评述。聚合物凝胶堵漏剂包括地下交联聚合物凝胶和可吸水膨胀交联聚合物凝胶,交联聚合物凝胶强度较低,必须与其他刚性材料配合才能很好地发挥作用。在堵漏施工中,交联聚合物凝胶不受漏失通道的限制,能够通过挤压变形进入裂缝和孔洞空间,最终达到封堵漏层的目的。现场应用表明,聚合物凝胶堵漏剂与其他材料配合使用,能很好地解决钻井过程中的恶性漏失,堵漏成功率高,对碳酸盐岩、裂缝发育地层及孔洞漏失特别有效。     

一种适合于海上油田新型聚合物堵漏剂的研制与性能评价

针对渤海湾上钻井过程中出现的井漏等复杂问题,通过采用乙烯基阴、阳、非离子单体与乙烯基有机硅交联稳定剂等的水溶液或聚合物溶液并加入一定量的引发剂,研制出一种新型的粘弹性聚合物堵漏剂DLJ,在地层温度下,可反应形成一种高强度的聚合物粘弹体,对地层具有很强的吸附能力和封堵能力,室内对其配方组成及其影响因素和堵漏效果做了全面的研究,实验结果表明:DLJ堵漏剂对不同渗透率的岩心均具有很好的堵漏效果,其封堵率大于99.99%,突破压力梯度大于18.0 MPa。     

华北分公司镇泾油田钻井防漏堵漏技术探讨

华北分公司镇泾油田在鄂尔多斯南部镇原、泾川境内,钻井施工过程中经常发生钻井井漏,既增加了钻井成本、延长了钻井周期,又影响到石油勘探开发速度。本文结合钻井实践,认真地分析、总结了鄂尔多斯南部地区钻井井漏的原因,提出了针对性的防漏、堵漏工艺技术措施,对于解决或抑制钻井井漏有一定的指导价值。     

水基钻井液用防塌封堵剂封堵效果实验研究

采用高温高压静失水评价方法,开展了沥青类封堵剂、刚性颗粒封堵剂以及其它封堵剂等单剂的评价与优选,并开展了复配封堵剂优化的实验。结果表明,乳化沥青在沥青类封堵剂中封堵效果最优,超细碳酸钙(1 000目)在刚性颗粒封堵剂中封堵效果最优,乳化石蜡在其它封堵剂中封堵效果最优。在常用封堵剂的组合中,3%超细碳酸钙(1 000目)+2%乳化沥青为水基钻井液用最佳封堵配方。     

水基钻井液用防塌封堵剂封堵效果实验研究

采用高温高压静失水评价方法,开展了沥青类封堵剂、刚性颗粒封堵剂以及其它封堵剂等单剂的评价与优选,并开展了复配封堵剂优化的实验。结果表明,乳化沥青在沥青类封堵剂中封堵效果最优,超细碳酸钙(1 000目)在刚性颗粒封堵剂中封堵效果最优,乳化石蜡在其它封堵剂中封堵效果最优。在常用封堵剂的组合中,3%超细碳酸钙(1 000目)+2%乳化沥青为水基钻井液用最佳封堵配方。     

三赞胶对钻井液性能影响的研究

三赞胶是我国自主开发的一种新型生物胶环保处理剂。重点研究三赞胶在不同条件下（温度、般土含量和含盐量）对钻井液流变性能和滤失性能的影响规律,并与黄原胶进行对比。试验结果表明：在温度低于90℃的条件下,三赞胶钻井液体系比黄原胶钻井液体系具有更高的表观黏度和动切应力,较低的塑性黏度,剪切稀释性能好,而且具有较高的低剪切黏度;当温度高于90℃,特别是在120℃滚动养护条件下,三赞胶钻井液体系的流型调节能力迅速下降,性能不如黄原胶钻井液体系。对三赞胶在不同温度下性能变化的机理进行了分析。三赞胶在抗温性能方面进一步改进后,有望形成复杂结构钻井液体系的一种新型流型调节剂。     

油基钻井液用纳米材料CQ-NZC的封堵性能评价

封堵性是油基钻井液的一个重要评价指标,提高油基钻井液的封堵性有助于井壁稳定,促进快速安全钻井.本文通过使用砂芯漏斗来模拟页岩的微裂缝,建立了一种新的评价油基钻井液封堵性能的方法,利用该方法对自制的纳米材料CQ-NZC在钻井液封堵性及其与氧化沥青封堵剂的复合作用开展了实验研究.结果表明,CQ-NZC在与沥青类封堵剂复配使用时,能够更好地降低滤失量、提高封堵性能.通过微观形态分析发现,CQ-NZC与沥青类封堵剂可以在一定程度上聚结,形成堵孔粒子,提升了钻井液体系的封堵性能.     

两性离子钻井液成膜封堵剂的研制及性能研究

以丙烯酰胺(AM)、烯丙基磺酸钠(AS)和三乙基烯丙基氯化铵(TEAC)为原料,制备了一种两性离子三元共聚物AM/AS/TEAC。复配AM/AS/TEAC和超细碳酸钙(1 250目),得一种针对低渗透油气储层的新型成膜封堵剂QP-8。两性离子三元共聚物AM/AS/TEAC的最佳聚合条件为:单体配比AM∶AS∶TEAC=83∶12∶5,p H为7,反应温度50℃,单体总浓度18%,引发剂用量(Na2S2O8∶Na HSO3=1∶1,摩尔比)为0.4%,反应时间为4 h。以自制可视中压砂管为评价装置,以砂床侵入深度和API滤失量为评价指标,得出AM/AS/TEAC与超细碳酸钙的最佳配比为0.2∶1。评价结果表明QP-8封堵性要好于一些油田已经有所应用的成膜封堵剂。     

页岩钻井用聚合物乳液的制备及性能研究

通过乳液聚合制备新型聚合物乳液PDWL,作为水基钻井液的多功能添加剂,利用透射电子显微镜(TEM)、粒径分布(PSD)和热重分析(TGA)对其进行表征,并对钻井液各项性能进行检测,结果表明：PDWL能显著改善钻井液的流变性能,提高钻井液的剪切稀释性,PDWL在120℃下具有较好的降滤失性和耐温性,质量浓度为20.0 g/L时,页岩试样的线性膨胀率仅为4.9%,回收率为93.7%。PDWL还具有较优的密封性能和润滑性能,页岩表面可形成致密的封堵膜,渗透率几乎为0。在钻井液中加入质量浓度为20.0 g/L的PDWL后,润滑系数降低了64.4%。     

P(AMPS-AM-AOETAC-AA)聚合物钻井液防塌降滤失剂的合成

采用氧化-还原引发体系,以2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸为原料,合成了P（AMPS-AM-AOETAC-AA）聚合物钻井液防塌降滤失剂。通过均匀设计优化了反应条件,初步评价了共聚物的钻井液性能。结果表明,P（AMPS-AM-AOETAC-AA）聚合物作为钻井液处理剂具有热稳定性好和抗温能力强的特性,在淡水、盐水、饱和盐水和复合盐水钻井液中均具有较好的降滤失作用。经过150℃高温老化后仍能较好地控制钻井液的滤失量,且具有较好的防塌效果。     

钻井液用聚醚胺基烷基糖苷的合成及性能

针对钻井液中聚醚胺易絮凝黏土、配伍性差和烷基糖苷加量大、成本高、高温易发酵的技术难题,通过醚化和胺化两步反应,合成得到了聚醚胺基烷基糖苷产品,并对其进行了提纯。对提纯得到的产品样品进行了红外光谱分析和元素分析,确定了产品分子结构。对产品性能进行了评价测试。结果表明,产品可改善无土相、低固相聚合物、聚磺等常规水基钻井液的流型,降低钻井液滤失量; 0. 3%产品水溶液的页岩一次回收率为97. 85%,页岩二次回收率为97. 55%,页岩相对回收率为99. 69%; 0. 3%产品对钙土相对抑制率为95. 28%;产品耐温达252℃;产品EC50值为528 800 mg/L,远大于排放标准30 000 mg/L。该产品配伍性好,具有超强抑制性和优良耐温性,绿色环保,适用于强水敏性泥岩等易坍塌地层及页岩油气水平井的钻井施工,应用前景广阔。     

钻井液用聚醚胺基烷基糖苷的合成及性能

针对钻井液中聚醚胺易絮凝黏土、配伍性差和烷基糖苷加量大、成本高、高温易发酵的技术难题,通过醚化和胺化两步反应,合成得到了聚醚胺基烷基糖苷产品,并对其进行了提纯。对提纯得到的产品样品进行了红外光谱分析和元素分析,确定了产品分子结构。对产品性能进行了评价测试。结果表明,产品可改善无土相、低固相聚合物、聚磺等常规水基钻井液的流型,降低钻井液滤失量; 0. 3%产品水溶液的页岩一次回收率为97. 85%,页岩二次回收率为97. 55%,页岩相对回收率为99. 69%; 0. 3%产品对钙土相对抑制率为95. 28%;产品耐温达252℃;产品EC50值为528 800 mg/L,远大于排放标准30 000 mg/L。该产品配伍性好,具有超强抑制性和优良耐温性,绿色环保,适用于强水敏性泥岩等易坍塌地层及页岩油气水平井的钻井施工,应用前景广阔。     

Synthesis of an amphoteric polymer as a high-temperature-resistant shale stabilizer in water-based drilling fluids

To meet the increasing requirement of stabilizing shale under high-temperature situation with the use of water-based drilling fluids (WBDFs), the high-performance shale stabilizer is an urgent need. In this study, an amphoteric copolymer of AM/DMDAAC/NVP (APC) was synthesized by acrylamide (AM), dimethyl diallyl ammonium chloride (DMDAAC), and N-vinylpyrrolidone (NVP) and used as a high temperature-resistant shale stabilizer. The Fourier transform infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance spectroscopy confirmed the successful synthesis of APC. The inhibitive performance of APC was systematically evaluated and compared with three other commonly used shale stabilizers, including the anionic potassium polyacrylamide (KPAM), cationic poly dimethyl diallyl ammonium chloride (PD), and amphoteric polymer FA367. The results demonstrated that APC displayed excellent performance on the linear swelling test, hot-rolling recovery experiment, and shale immersion test. Furthermore, APC combined the advantages of high shale recovery percentages of PD and maintaining shale pellet integrity of KPAM, avoiding the drawbacks of enormous filtration volume of PD and low shale recovery percentages of KPAM. These great properties indicated that APC would be suitable as a shale stabilizer in WBDF to drill high-temperature shale formation.