泡沫钻井液动密度随井深变化关系模拟研究

提出了测定泡沫钻井液动密度与压力、温度关系的方法，根据现场实测温度、压力与井深的关系，测定和分析了泡沫钻井液密度随压力、温度的变化关系。结果表明，相同压力下泡沫钻井液动密度随温度的升高而降低；同一温度下随压力的升高，泡沫钻井液密度快速升高，大于一定压力后密度增加缓慢。泡沫钻井液动密度随井深的变化趋势可以分为三段：低压快速上升段、中间弯曲段和高压高温下降段。由于气泡内及气泡表面的各种力的综合影响，井深大于一定值后．温度升高引起的体积膨胀稍大于压力升高引起的体积缩小，泡沫钻井液的动密度会稍有下降，并且动密度始终是小于1．0kg／L的，能够满足现场欠平衡钻井的要求。     

高温高压水基微泡沫钻井液静密度研究

在说明微泡沫钻井液良好性能和特点的基础上,针对现场应用中的难点,指出了研究该钻井液体系密度与温度、压力关系的重要性.介绍了在高温高压条件下测定水基微泡沫钻井液静密度与压力和温度关系的室内试验方法'利用新研制的高温高压钻井液密度测量装置测量了两种微泡沫钻井液在不同温度、压力下的密度,分析了高温高压对微泡沫钻井液密度的影响规律.结果表明,当温度一定时,微泡沫钻井液密度随压力增加而增大;保持压力不变时,微泡沫钻井液的密度随温度的升高而减小.描述了微泡沫钻井液密度受温度和压力影响而变化的机理.     

泡沫钻井液粘度与温度压力关系特性研究

泡沫钻井液的粘度是欠平衡钻井设计中应考虑的主要因素之一.介绍了一种测定泡沫钻井液粘度与压力、温度关系的方法,测定并分析了泡沫钻井液粘度与压力、温度的关系.通过实验研究表明,泡沫钻井液的粘度随压力的升高先降低后增大,大约在压力为5～10 MPa时达到最小值;随温度的升高先增大后减小,粘度极大值出现的温度范围基本在50～70℃之间.从气液表面能和分子间能量变化的角度分析了温度、压力影响泡沫钻井液粘度的原因,在低压低温下,表面能是影响钻井液粘度的主要因素;而在高温高压下,分子间能量是影响泡沫钻井液粘度的主要因素.     

泡沫钻井液的静液柱压力分析与计算

讨论了泡沫质量和气体压缩性对泡沫密度的影响,推导出了泡沫钻井液静液柱压力计算式,可以方便地估算泡沫钻井时的静液柱压力。同时分析了在常压地层进行泡沫或充气欠平衡压力钻井时所需的气液比。     

可循环泡沫钻井液静液柱压力实验研究

1 前言由于泡沫钻井液具有密度低、粘度大、携砂能力强 ,能有效地解决低压、低渗、低漏地层的钻井难题 ,减少了钻井液对地层的伤害 ,提高了油气井的采收率 ,因而在国内外油田被广泛地应用。可循环泡沫钻井液是由胜利油田泥浆公司研制的一种新型低密度钻井液体系 ,该体系成功地应用在胜利油田大斜井、水平井、欠平衡压力钻井中 ,解决了胜利油田古潜山等低压地层的严重漏失问题 ,实现了火成岩地层出油的重大突破。静液柱压力是进行泡沫钻井水力计算和设计作业参数的重要依据 ,本文利用模拟井筒对可循环泡沫钻井液的静液柱压力进行了室内实验研…     

高温高压井中温度和压力对钻井液密度的影响

文中研究了地温梯度,地表温度,入口钻井液温度,循环钻井液温度梯度和钻井液类型等因素对当量静态钻井液密度的影响,建立了高温高压井中预测ＥＳＤ的积分模型。结果表明：温度梯度对ＥＳＤ影响很大。随温度梯度增加,ＥＳＤ减小,且井口与井底差值增大。随地表温度或钻井液入口温度增加,ＥＳＤ减小,但不同初始温度条件下井口与井底ＥＳＤ差值基本相同。     

泡沫钻井流体动切力和塑性粘度的温度压力关系

将粘土 处理剂总量与清水质量比分别为7.5%,9.0%,12.0%的钻井液在1200r/min转速下搅拌5小时,制得初始密度为0.60,0.75,0.90g/cm3,干度为37.75%,30.23%,18.92%,出液时间>4h,半衰期>8h的3种泡沫钻井液。给出了基本配方。用Fann50改进型流变仪在温度60℃,90℃,120℃,压力1.034,2.069,3.103,4.137,5.516MPa,转速6,100,200,300,600r/min条件下测定了3种泡沫钻井液的剪切应力。将每一温度压力组合下的剪切应力/剪切速率值按4种不同的流变模式进行线性化处理和回归分析,确定宾汉模式最适合这3种泡沫钻井液,相关系数最高(分别为0.8429,0.8382和0.8400)。用钻井液常规方法计算3种泡沫钻井液在每一温度压力组合下的动切力τ0和塑性粘度ηp各45个值,讨论了τ0和ηp随密度、温度、压力的变化及其微观机理。将3种泡沫钻井液的τ0和ηp的多个温度压力关系式进行回归分析,得到相关系数最高(0.934~0.994)、形式不同的3组数学模型,每一组模型形式相同而常数值不同。表3参3。     

可循环泡沫钻井液完井液动密度的测定

进行了40组可循环泡沫钻井液动密度测定,建立了测试精度符合石油天然气行业标准SY 5336-93要求的能够进行地层条件下可循环泡沫钻井液动密度测定的试验装置和测试方法.在可循环泡沫钻井液初始密度为0.380～0.720 g/cm3、温度为20～140 ℃、压力为0.5～40 MPa范围内测定了可循环泡沫钻井液的动态密度,得到了压力-温度-动密度基本关系式.当温度一定时泡沫钻井液密度随压力增加而增加,当压力增加到某一特定值时,钻井液密度不再明显增加;泡沫钻井液密度随温度升高而降低;高温高压下密度小于1.00 g/cm3.     

泡沫钻井液高温高压密度特性模拟实验研究

借助新研制成功的钻井液高温高压密度模拟实验装置 ,建立了泡沫钻井液高温高压密度特性模拟实验方法 ;并针对 3种欠平衡泡沫钻井液配方 ,分别开展了高温高压密度特性模拟实验研究 ,得出稳定泡沫钻井液体系密度随温度和压力的变化规律 ,为进一步开展欠平衡钻井液井下静液柱压力的预测研究奠定了基础     

硬胶泡沫钻井液当量密度的确定

地硬胶泡沫钻井液当量密度的实验研究和理论计算结果表明,在基浆密度１．０８ｋｇ／ｌ,泡沫密度０．６５１０．９５ｋｇ／ｌ条件下,当考虑压力、温度、岩屑、循环压耗等因素影响时,流体实际当归密度大于基浆。若不改进配方或增另地面辅助设备、很难用硬胶泡沫来实现压力系数低于１．０的油气藏欠平衡压力或近平衡压力钻井。     

三相微泡沫钻井液体系研究及现场应用

介绍三相微泡沫钻井液体系的室内研究和现场试验情况。优选出的基液配方、起泡剂和稳泡剂能保证建立性能优良的微泡沫体系，新疆油田C2854井的应用表明该体系配制简单、可循环使用、维护方便、易于转化、成本较低，钻井液性能能够满足钻井工艺的要求，保证安全快速钻井。该体系可用于欠平衡钻井和近平衡钻井，也为解决低压易漏地层的井漏问题提供了切实可行的办法。     

蓄能液气泡钻井液的制备

针对普通泡沫流体抗压能力弱的缺点,研究了蓄能液气泡的制备原理,并设计研制出了蓄能液气泡钻井液发生装置,其可提供在0.1~20 MPa不同压力下产生的蓄能液气泡钻井液。蓄能液气泡内部是黏膜包裹的独立内气核,外部是由表面活性包裹水分子构成的双层膜结构,平均粒径约为0.29 mm,累计体积分布最多的气泡直径在0.25~0.33mm之间。研究表明:与常规泡沫相比,蓄能液气泡表现出很强的抗压能力,例如成泡气核压力为0.5 MPa的蓄能液气泡,其直径随压力的增加而下降,当压力增加到5 MPa时气泡直径分布在0.29 mm左右,压力大于7 MPa后气泡体积不再发生较大变化,趋于稳定,而且仍然能够有效降低钻井液密度。蓄能液气泡钻井液是对泡沫流体认识的一次飞跃。     

YC21-1-4井钻井液技术

YC2l-1-4井是在莺琼盆地钻探的一口高温高压井,井深5250m,井底温度200℃。针对地层情况确定了一整套适应不同井段要求的钻井液体系,即ψ660.4 mm井眼使用海水胍胶膨润土浆;ψ508 mm井眼使用KCl/PHPA钻井液;ψ374.65 mm和ψ311.15 mm井眼使用QUADRILL高温钻井液;ψ215.9 mm井眼使用ULTlDRILL合成基钻井液。配合使用了一定的工艺技术和先进的测试仪器。结果表明,该套钻井液体系抑制性强,具有抗高温、降滤失、稳定井壁的性能,满足了YC2l-1-4井钻井施工的要求。     

泡沫钻井液在钻井泵缸套内的运动分析

从理论上分析了泡沫钻井液在钻井泵缸套内的压缩、膨胀过程,绘制了理论循环指示图;推导出了钻井泵输送泡沫液时的理论循环指示功计算式,并讨论了钻井泵的充满系数。结果表明:充满系数不仅与泡沫特征值Γ1有关,还受泵余隙容积Vc以及泡沫压缩比p2/p1的影响。     

泡沫钻井流体消泡技术研究进展

泡沫钻井技术具有携岩能力强、耗气量少、能够防止地层漏失、有效处理地层出水等优点.从钻井实践看,泡沫流体稳定性强,返至地表后难以消泡,泡沫基液只能一次性使用,泡沫材料消耗多、成本高,制约了泡沫钻井技术的发展.对国内外现有消泡技术进行了调研分析,对自然消泡法、物理消泡法和化学消泡法的消泡机理及特点进行了详细介绍和分析.     

苏49井钻井液技术

苏49井是冀中坳陷霸县凹陷文安斜坡信安镇北潜山构造上的一口重点预探井,完钻井深5250 m。针对所钻地层胶结性差,造浆性强,易塌、易漏的特点,上部地层采用正电胶聚合物钻井液体系;下部地层采用聚磺钻井液体系。现场应用表明,这两种钻井液体系性能稳定,抗温性能强,防塌效果好,抑制了玄武岩、煤层的垮塌,保证了取心、电测、下套管及固井施工的顺利进行,全井未发生粘卡事故。