水基钻井液抗高温降黏剂VRA的研究

通过对抗高温聚合物分子结构进行设计,合成出了两性离子型聚合物降黏剂VRA,并对其抗温性、抗盐性和配伍性等性能进行了评价.结果表明,VRA可明显降低淡水钻井液的表观黏度和动切力,获得良好的降黏效果.VRA在盐水和含钙盐水钻井液中也有较好的降黏效果;用VRA处理的不同类型钻井液老化后的表观黏度、动切力均未有明显的增加;而且VRA防止地层坍塌的能力明显优于乙烯基磺酸盐聚合物PAMS-601.由此可以得出,两性离子型聚合物VRA是一种热稳定性和抑制性好、降黏和抗温、抗盐能力强的降黏剂,并有利于油气层的保护.     

合成锂皂石用作超高温水基钻井液增黏剂实验研究

针对现有聚合物增黏剂抗温能力不足的问题,无法满足超高温（耐240℃）水基钻井液使用要求,提出采用合成锂皂石作为水基钻井液超高温增黏剂。采用X射线粉晶衍射及热重分析对合成锂皂石进行了结构表征,对其増黏性能、抗温性及抗盐性能等进行了评价,并分析了合成锂皂石抗高温增黏机理。实验结果发现:合成锂皂石H-6具有优良的増黏性能和热稳定性,抗温能力可达240℃,而且抗高温増黏效果优于现有国内外高温增黏剂产品。在4%钠膨润土基浆中加入1% H-6,240℃高温老化16 h前后浆液的表观黏度均为16.5 mPa·s,而加有1%高温增黏剂HE300的钠土基浆经240℃老化16 h后其表观黏度降低率大于92%。研究结果表明,合成锂皂石与其它处理剂配伍性好,适合用作超高温增黏剂,在超高温水基钻井液中具有广阔的应用前景。      

疏水缔合聚合物在高密度钻井液中的应用研究

钻井液流变性一直是高温深井水基钻井液的主要技术问题之一.研究出了疏水缔合聚合物,用它代替普通高分子量聚合物加入粘土含量低的钻井液中,可以提高钻井液的高温悬浮性.疏水缔合聚合物在钻井液中能和膨润土共同作用形成自身的空间网架结构,在低温、高温及高温老化后能有效地提高钻井液悬浮性;与普通高分子量聚合物相比,疏水缔合聚合物具有明显的抗温抗盐和抗剪切功能.室内试验评价了疏水缔合聚合物含量对低土量钻井液悬浮性的影响及其对不同膨润土含量钻井液流变性的影响、疏水缔合聚合物与其他处理剂的配伍性及疏水缔合聚合物加重钻井液的热稳定性和悬浮性.结果表明,将有双重悬浮功能的疏水缔合水溶性聚合物引入高温深井水基重钻井液(温度为150 ℃、密度为1.5 g/cm3)中,使钻井液在粘土含量为3%,粘度较低的情况下能具有良好的悬浮性;利用疏水缔合聚合物解决目前深井钻井液存在的流变性问题是可行的.     

黏弹性聚合物钻井液技术

以自制的性能优良的黏弹性聚合物MVPP为基础,通过优选出配套的抗温降滤失剂,开发出了系列的无黏土、低黏土和中等含量黏土黏弹性聚合物钻井液体系。该体系具有优异的抗剪切稀释性和抗温抗盐性、良好的抑制性和润滑性,无黏土和低黏土体系抗温达180℃,中等含量黏土体系抗温达200℃;150℃的页岩回收率大于90%,8 h页岩膨胀高度不大于0.8 mm;润滑系数不大于0.10,泥饼黏附系数不大于0.016;API滤失量不大于5 mL。该黏弹性聚合物钻井液技术在胜利油田、川东北和新疆区块进行了30余口井的现场试验,该技术以抗温、抗盐、高密度、无黏土和低黏土为特色,可提高机械钻速,减少钻井液滤液对油层的侵害,保护油气层,降低钻井综合成本,实现安全、快速及高效钻井。     

钻井液降黏剂分子中离子基团对其降黏效果的研究

为深入研究聚合物降黏剂分子结构与性能的关系，文章以丙烯酸、苯乙烯磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵为单体，采用自由基聚合法，制备了聚合物DMAA、聚合物DMSS和聚合物DMAD三种降黏剂。研究了三者在淡水、盐水基浆中的降黏效果与耐温抗盐性能；采用流变性测试与电位测试相结合的方法，分析了降黏剂分子中羧基、磺酸基、季胺盐等离子基团在不同基浆中作用效果。结果表明，上述降黏剂均能有效降低钻井液基浆的黏切。具体来看，分子链中含有大量羧基的DMAA在淡水浆中的降黏作用优于DMSS和DMAD,其在淡水浆中180℃老化后的降黏率达86%,对表观黏度和动切力的降低率分别达69%和95%,且其降黏效果受高温老化(180℃)的影响较小，抗温性能优良；由于两性离子降黏剂DMAD的分子内存在离子键，具有更强的抗盐能力，所以其在盐水浆中的降黏效果最好，180℃老化后，DMAD对盐水浆的降黏率达69%,对表观黏度和动切力的降低率分别达67%和78%。     

水解度对疏水缔合聚丙烯酰胺溶液性质的影响

以丙烯酰胺、丙烯酸钠及疏水单体共聚合成了水解度为25%的疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM),采用加强碱在95℃高温下水解的方法,分别获得水解度50%和70%的聚合物,并研究三种不同水解度下HAPAM溶液的性能。实验结果表明:HAPAM水溶液的表观黏度随水解度的增大先增大后降低;不同水解度的HAPAM溶液表现出了一定程度的盐增黏现象,水解度为50%和70%的HAPAM盐溶液随着Ca2+、Mg2+浓度的增加出现相分离;不同水解度HAPAM溶液黏度随剪切速率的增加而降低,表现出明显的剪切稀释性;水解度低的聚合物溶液随聚合物浓度的增加更易表现出黏弹性,而水解度过高时,溶液只能表现出黏性行为;同一水解度的聚合物,随着NaCl浓度的增大,溶液的黏弹性呈现先增大后降低的趋势。图15参15     

疏水缔合水溶性聚合物应用于钻井液中的性能研究

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)和长碳链酰胺型疏水单体(AP)为原料,采用自由基水溶液聚合合成了疏水缔合水溶性聚合物(HPAP)。以HPAP作为包被增粘剂构建了新型聚合物钻井液体系,本文对其性能进行了研究。结果表明,该聚合物钻井液的动塑比高(YP/PV≥0.7)、低剪切速率粘度高(LSRV≥30000mPa·s),具有优良的剪切稀释能力和强的动、静态携砂能力;可抗140℃高温;具有优异的抗盐性能,钻井液在高浓度NaCl盐水中性能优良;可抗10%以上CaCl2、MgCl2污染;具有好的抗械剪切能力。HPAP可以用于配制高矿化度盐水聚合物钻井液。     

深井抗高温钻井液体系的研究与应用

深井钻井液的热稳定性一直是国内外研究的关键问题。室内试验在优选抗高温处理剂的基础上，通过引入新型的硅氟共聚物降粘剂GF-260，开发出了一种新型抗高温硅氟聚合物钻井液，即4％钠膨润土＋3％MMH＋5％MF-1（复合降滤失剂）＋2％Na2SO4（抗高温稳定剂）＋2％RH-1＋2％GF-260＋1％ZH-Ⅲ（缓蚀剂）＋其它辅剂。室内对该钻井液的抗温性、页岩膨胀性和悬浮稳定性进行了评价。结果表明，抗高温硅氟聚合物钻井液具有优良的抗高温悬浮稳定性、抑制防塌能力和很高的热稳定性（抗温可达220℃）。在和参1井和莱深1井应用中，抗高温硅氟聚合物钻井液性能稳定，钻井施工顺利，电测和下套管一次成功，未发生井壁垮塌现象，钻井周期比该地区同类井缩短了1／3，综合钻探效果显著。     

无土相水基钻井液超分子增黏提切剂的研制

增黏提切剂是控制无土相水基钻井液流变性能的关键处理剂,通过将超分子网状结构引入聚合物中,利用胶束聚合物合成一种超分子增黏提切剂CZN,并评价其性能。结果表明:CZN具有明显的超分子网状结构,有较好的增黏提切性和剪切稀释性,表观黏度、动塑比要远高于同浓度的PAM;具有较好的抗温性和实用性。以CZN为增黏提切剂配置了无固相聚膜钻井液体系,现场应用表明,该钻井液可有效携带井底岩屑,保证顺利钻进。该技术可为提高复杂地层钻井效率提供技术支撑。     

丙烯酰胺-月桂醇聚氧乙烯(6)醚丙烯酸酯水溶性的性能

由丙烯酸(AA)和月桂醇聚氧乙烯(6)醚聚合得到具有表面活性的疏水单体月桂醇聚氧乙烯(6)醚丙烯酸酯(AE)。按疏水单体占单体总质量的0.5%、5.0%、10.0%投料,使 AE 与丙烯酰胺(AM)在水溶液中聚合,得到 AME-系列聚合物,并在相同的实验条件下 AM 自聚制得了聚丙烯酰胺。考察了聚合物浓度、单体含量、盐浓度、温度、剪切速率等因素对疏水缔合聚合物溶液性能的影响,结果表明,疏水基团的引入可使聚合物有良好的抗温、抗盐、抗剪切稀释性。     

高温碳酸盐岩储层清洁变黏酸技术

为提高清洁变黏酸的耐温性,实现在高温碳酸盐岩裂缝性储层中的转向均匀布酸功能,通过分析清洁变黏酸作用机理及高温失效原因,提出了针对性的研究对策及高温助剂分子结构模型,研制出清洁变黏酸周高温稠化剂,优化确定了盐酸、高温稠化剂、缓蚀剂、铁离子稳定剂、无机盐等种类及用量,形成了高温清洁变黏酸技术.实验结果表明:①清洁变黏酸在碳酸盐岩心中具有良好的转向作用及理想的pH值变黏特性;②在120℃,170 s-1条件下,变黏酸鲜酸剪切70 min黏度不超过17 mPa·s,具有良好的可泵性;乏酸剪切70 min仍保持黏度高于90 mPa·s,具有良好的高温变黏能力,验证了分子结构设计的正确性.     

AMPS共聚物溶液的性质及在多孔介质中的流动特征

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚物在高温、高矿化度下具有较高的稳定性及增粘性能。对这类聚合物在高温高盐油藏应用的可行性进行了研究。对AMPS共聚物的溶解性、溶液流变特性以及在岩心中流动进行的试验结果表明,其溶解性较差;矿化度对溶液的滤过性有较大的影响;在剪切速率γ为10～100s^-1时,曲线出现拐点,且聚合物浓度越低,拐点越明显;浓度和矿化度均会影响聚合物分子的缔合程度。岩心试验表明,高矿化度的聚合物溶液中存在的不溶物或微凝胶会使聚合物溶液在不同渗透率岩心中出现不同程度的堵塞。     

粘弹性表面活性剂研究进展

介绍了研究粘弹性表面活性剂的方法和实验手段、主要的产品以及在内部微观结构和流变特性方面的研究成果。当粘弹性表面活性剂溶液浓度增大到某一临界浓度时，球形胶束开始向蠕虫状胶束转变，溶液粘度突然增大，随着浓度的进一步增大，蠕虫状胶束快速生长、增长并形成线型柔性棒状胶束，柔性棒状胶束相互缠绕、粘附甚至融合，形成某种超分子三维网状结构，溶液粘度急剧增加，并表现出较强的粘弹性。粘弹性表面活性剂溶液的零剪切粘度与表面活性剂、外加盐、相反电荷表面活性剂及助表面活性剂浓度有关；绝大部分粘弹性表面活性剂溶液具有剪切释释性和触变性．概述了粘弹性表面活性剂在压裂液、钻井液、流体输送减阻和提高采收率的应用前景，指出了粘弹性表面活性剂广泛适用化尚露解决的工作．     

八面河油田聚合物-粉煤灰复合调剖技术

为解决聚丙烯酰胺在水中易水解、在地层中吸附性大、剪切稳定性和热稳定性较差等难题,在聚丙烯酰胺聚合物中引入辅助剂环氧树脂,显著增加了其剪切稳定性和热稳定性,减少了其吸附量,增大了堵塞孔喉的聚合物量;筛选出的高交联性的交联剂交联出的高强度立体型网状聚合物解决了聚丙烯酰胺体系的稳定应用难题;针对八面河油田试验区具体地质和油藏情况,优化选择出粉煤灰作为交联介质。现场应用表明,成胶的聚合物-粉煤灰复合体系对于大孔道、高渗透率裂缝性油层的调剖应用效果突出。该研究为同类油藏的开发提供了经验。     

高温高盐油藏低化学交联疏水缔合聚合物成胶前溶液性能研究

针对高温高盐、低渗透油藏条件下凝胶强度、长期稳定性和大剂量注入能力之间的矛盾,提出了采用疏水缔合聚合物为主剂,物理"交联"和化学交联相结合的技术思路。提出了高温高盐、低渗透油藏条件下凝胶成胶前溶液应具备的性能要求,并且针对新疆石南4油藏条件,对以疏水缔合聚合物AP-P4为主剂的成胶前溶液进行了性能评价,试验表明,该溶液具有耐温抗盐、抗剪切、抗地层水冲稀、注入压力低的特点。     

疏水缔合聚合物溶液的抗剪切机理研究

疏水缔合聚合物分子链上疏水基团的引入使其溶液具有独特的抗剪切性能,从而在油气田开采领域具有广阔的应用前景。为了研究该溶液的抗剪切机理,文章在淡水和模拟油藏条件下对疏水缔合聚合物溶液的粘度在剪切后的恢复情况进行了测试。结果表明,与部分水解聚丙烯酰胺HPAM相比,不管是在淡水还是模拟油藏盐水中,疏水缔合水溶性聚合物具有很好的剪切稀释性和抗剪切性,进一步证明了疏水缔合作用对缔合聚合物溶液的抗剪切性的贡献,从而可以指导油气开采用缔合聚合物的施工设计。     

射孔不渗流段对疏水缔合聚合物溶液黏度的影响

本文针对聚合物在注入过程中存在黏度损失的问题,根据现场的注聚井的完井参数,设计射孔不渗流段模拟装置.通过对不渗流段长度、注入速度、注入浓度及剪切后静置时间对疏水缔合聚合物溶液黏度的影响.实验结果表明:增加射孔不渗流段和注入速度,剪切后聚合物溶液的黏度急剧下降,当增加到一定值时,黏度损失幅度减小;增加聚合物溶液的浓度,剪...     

形变悬浮胶体聚合物的实验研究

形变悬浮胶体聚合物是一种高弹性胶体颗粒,具有溶涨速度快、吸水性强、分散均匀、溶液无色透明的特点.在较低的浓度条件下形成的胶体溶液无游离水,颗粒体积分数大,具有形变压差小、形变能力强的优点.研究表明:形变悬浮胶体聚合物溶液稳定性好、抗剪切性能强.通过在多孔介质中的堆积、形变和运移,能够有效降低高渗透层渗透率,不会对低渗透层造成堵塞,可同时解决层内和层间的矛盾.在聚驱中及聚驱后应用可进一步提高原油采收率.     

微乳液聚合物FRSP-1水溶液的流变特性研究

为了改善现场微乳液增稠剂抗温性和稳定差等缺陷,采用水分散聚合法合成了一种新型微乳液聚合物FRSP-1,对产物结构进行了红外表征,采用扫描电镜对FRSP-1水溶液内部结构进行了分析,同时测试了FRSP-1溶液的特性。实验结果表明:2%FRSP-1溶液在170 s-1下、温度由30℃升至150℃时,黏度保持在30 mPa·s以上,在90℃下连续剪切80 min后,FRSP-1溶液黏度大于40 mPa·s,且具有较好的悬砂性、触变性和剪切变稀特性,FRSP-1溶液破胶液性能也能满足压裂液的性能指标要求。     

聚合物在低剪切流量控制阀内的流态判别与数值模拟

通过流变性实验,认为聚合物溶液符合非牛顿流体幂率模式,建立了非牛顿流体在环形空间内的流态判别模型。运用FLUENT软件进行数值模拟,研究了聚合物溶液在低剪切流量控制阀内的流动规律和不同配注量下产生的节流压差。结果表明,低剪切流量控制阀具有较好的节流作用,产生的节流压差能够满足扩张式封隔器的坐封条件。实验数据表明,流量在33~62m3/d间的节流压差达到5.98 MPa,黏度保留率达到90%以上。