两性离子聚合物泥浆的研究与应用(二)——两性离子聚合物泥浆体系的研究与应用效果

依据两性离子聚合物处理剂及其作用机理的研究,建立了以两性离子聚合物包被剂FA367及降粘剂XY27为主体,并配合其它种类的辅助处理剂,开发出满足不同类型地层特点和钻井工程要求的4种泥浆体系,即两性离子聚合物无固相泥浆、两性离子聚合物低固相泥浆、两性离子聚磺泥浆及两性离子聚合物完井液。这4种类型泥浆先后在15个油田推广,在增强泥浆体系的抑制性,控制地层造浆、保持泥浆的低固相含量,防止井塌实现井壁稳定,降低井径扩大率,防止事故和减少井下复杂情况的发生,改善泥浆流变性,充分发挥喷射钻井效益,提高钻井速度及保护油气层诸方面,都见到了显著效果。     

强化聚合物泥浆抑制性能的途径探讨

用正交试验法研究了聚合物泥浆的各项性能及抑制性能与其它性能之间的相互关系，提出了复配型聚合物泥浆内部结构的形成机理。结果表明：聚合物泥浆内部结构的性质是影响抑制性能的关键因素；复配KHm、CMC、SPC等含有丰富水化集团和吸附基因的处理剂，要中有效地改善聚合物泥浆的内部结构，是强化聚合物泥浆抑制性能的基本途径。根据室内试验结果优选出的聚合物泥浆体系在矿场试验中取得了良好的效果。     

两性离子聚合物泥浆的研究与应用(一)——两性离子聚合物处理剂及其作用机理

聚合物泥浆的抑制性和流变性能,都是通过聚合物链团(或链束)与粘土颗粒形成吸附层的包被作用和成网作用来实现的。由于其内在的诸方面因素制约,存在着维持泥浆体系的胶体稳定性与有效地抑制粘土水化分散间的矛盾。为此,提出了采用两性离子聚合物处理剂及其体系的新构思,并开发了两种两性离子聚合物新型处理剂,以其特有的结构特点,使其在具有较强抑制性的同时,又能起到改善泥浆性能的双重效果。     

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本文在肯定聚合物泥浆提高钻井速度的同时,也指出了该种泥浆在井内使用较长时间以后将会出现网架结构强、包被抑制性能减弱的弊病。为此,文中强调推出新的聚合物材料,研究泥浆中聚合物剩余浓度的测定方法及控制浓度的要领,提高固控效率净化泥浆等措施以解决之。     

两性离子聚合物泥浆的研究与应用

对FA—367、XY—27两性离子聚合物处理剂及其泥浆体系进行了室内评价试验和现场应用。根据卡森模式优选出了两性离子聚合物泥浆配方。结果表明,与PAC—141、80A51、SK—1三种大分子主聚合物处理剂相比,FA—367抑制泥页岩水化膨胀分散能力最强;与SK—3、XB—40、PAC—145小分子辅助聚合物相比,XY—27抑制泥页岩水化分散能力最强,且不随加量增加而增强对泥页岩的分散性;该泥浆体系的配方简单,加药量少,泥饼薄韧光滑,性能易调,能满足高压喷射钻井的要求,试验井井径规则,但该体系的抗高温性能较差。     

聚合物泥浆处理剂CUD的研制与性能研究

聚合物钻井液处理剂ＣＵＤ是以丙烯酰胺为主要单体合成的多元共取物。本文报导了ＣＵＤ的研制与性能评价结果。简要介绍了ＣＵＤ聚合物泥浆的现场试验结果。ＣＵＤ的抑制性强，怀其它处理剂的配伍性好，具有较好的抗温抗盐能力，可用于配制性能良好的无固相，低固相和高密度聚合物钻井液。     

SP—II大阳离子聚合物泥浆在河南油田的应用

大阳离子聚合物ＳＰ－Ⅱ是一种抑制性较强的泥浆处理剂。针对河南油田钻井特点，优选了ＳＰ－Ⅱ的最佳加量和相应的膨润土含量。通过室内试验评价了ＳＰ－Ⅱ与各种处理剂的复配情况及其抑制性能。现场三口井应用证明，大阳离子聚合物ＳＰ－Ⅱ能有效地解决河南油田上部地层严重造浆问题，并可降低泥浆成本，简化处理工艺。     

两性离子聚合物泥浆在长庆油田的应用

为提高长庆油田陕甘宁盆地的钻井速度,采用了两性离子聚合物泥浆。对该体系的室内试验和安塞、樊家川、靖边等区块的现场应用情况进行了介绍。287口井的现场应用效果证明:两性离子聚合物泥浆具有较强的抑制性、密度低、水眼粘度低及高温下性能稳定等优点,而且能明显地提高机械钻速,进而较大幅度地降低钻井成本。     

复合离子聚合物重泥浆能提高机械钻速

复合离子聚合物重泥浆体系,经多口井现场应用证明,能提高钻井中的机械钻速。它具有性能稳定、维护处理简化、固相含量易控制、能放宽失水等优点,比分散型重泥浆使用于钻井中机械钻述要快一些。     

聚合物泥浆流变性的有效调节

本文通过实验测定聚合物泥浆的喷嘴粘度(η_∞)、结构强度(τ_c)以及聚合物在粘土上的吸附量(Γ),分析、论证了在极高速梯(100000s~(-1))下,粘土、聚合物间的相互作用的存在及其对泥浆流变性的影响,从而为体系流变性的调节找到一种有效的途径,并对聚合物泥浆稀释剂及其稀释机理提出了新的看法。     

川东地区深井高密度聚合物钻井液技术问题的研究

为了解决川东深井高密度聚合物钻井液面临的技术问题,根据川东地区高密度钻井液的技术要求与技术现状,结合国内高密度聚舍物钻井液的研究情况,经过大量反复的现场实践,确定了川东深井高密度聚合物钻井液现实可行的技术路线——适度分散的强抑制、强封堵特性的钾钙基沥青树脂两性离子聚合物高密度钻井液,其典型配方为:预水化新浆(或上部井段聚合物低固相钻井液) XY27(或再复配SK—4等低分子量聚合物) SMp KHm CaO 沥青类处理剂 润滑防卡剂 加重剂。此体系在保持磺化高密度钻井液优点的同时又较好地解决了磺化高密度钻井液和聚合物不分散高密度钻井液未能解决的问题,收到了显著的技术经济效益,为研究建立复杂地区深井聚合物高密度钻井液体系提供了有益的参考。     

钻井液用开钻复合剂FH—2在华北油田的应用

室内试验和现场应用表明,FH—2是配制低固相聚合物钻井液的理想材料,它分散性好,性能稳定,护壁能力强,而且有一定的抗污染能力,也可用作增粘剂,井漏时还可用于补充新浆及配合堵漏等。     

丘陵油田钻井液技术

介绍了丘陵油田地层、岩性特点及易发生的井下复杂情况。在上部地层选用两性离子聚合物钻井液、中下部地层选用聚磺钻井液。经现场应用表明,两种钻井液抑制能力、防塌能力、携砂能力强,润滑性好,性能易于维护。两种钻井液能满足相应井段的钻井施工需要,避免了井下复杂情况的发生,实现了丘陵油田长裸眼安全钻井。     

抗高温降滤失剂HUC研究与应用

针对大庆油田榆树林地区开发井所钻地层造浆严重,井壁易大段剥落、坍塌等问题,在易塌井段钻井液选用抗高温降滤失剂HUC进行处理。室内及现场试验证明,HUC具有良好的降滤失作用,能改善泥饼质量,减少井下复杂情况,而且与不同的钻井液体系配伍性好,解决了该地区的钻井难题。     

活化重晶石可改善重泥浆的流动性和动力稳定性

研究了活化重晶石在阴离子聚合物钻井液中的粘度效应和动力稳定性。实验发现,活化重晶石明显改善了阴离子聚合物钻井液的流动性,并且有抑制增稠效应,但活化重晶石加重钻井液的滤失量较高。     

废钻井液有效成分的再利用

探讨了废钻井液固液分离后再利用的方法,即用经离心机分离后的脱出水与脱出固相再配淡水钻井液、盐水及饱和盐水钻井液。室内实验表明,此方法在技术上是可行的;这种再配的钻井液性能与现场用钻井液和室内按常规方法配制的钻井液性能相近;用脱出固相再配制的钻井液原材料成本只有常规钻井液材料成本的1/6左右。为废钻井液的再利用和解决废钻井液环境污染问题提供了一条可行途径。     

复合离子聚合物降粘剂PX的研制及应用

典型的钻井液降粘剂FCLS存在强分散性、含对动植物有害的铬离子及使钻井液大量起泡等不足。为适应钻井技术的发展研制了复合离子型降粘剂PX,这是一种以季铵盐阳离子为主要吸附基团,依靠多种阴离子基团来拆散钻井液中的网架结构并具有一定的抗盐、抗钙能力和优良抗温性能的低分子量聚合物降粘剂。文中对PX的降粘效果进行了评价,结果表明,PX在膨润土浆、聚合物钻井液及高密度钻井液中的降粘效果都较好,是FCLS的5～10倍;经150℃高温老化后,PX的降粘效果与XY27相当;是一种抑制型降粘剂。PX在盐污染的钻井液中的降粘效果良好。经现场应用表明,PX是调整聚合物钻井液流变性极为有效的处理剂之一,加量少,一般为0.1％左右;水溶性好,使用方便,对环境无污染。     

对苏里格水平井水平段防漏防塌措施的探讨

以往苏里格气田水平井水平段钻遇泥岩,通过提高钻井液密度实现力学平衡保持井壁稳定、防止坍塌。目前苏里格水平井进入整体开发阶段,地层压力因采气降低,高密度钻进时易造成井漏,堵漏作业难度较大并且易引起托压或黏附卡钻。针对提高密度易引起井漏的原因和特点,提出了以提高封堵性、保持一定抑制性和活度、合理降低钻井液ECD、采用合理的流变性和工程措施配合的方式预防井漏。分析了水平段常见泥岩类型和钻井液性能要求,对发生井漏后的措施进行了探讨。提出了做好低密度钻井液的防塌工作是防漏,在水平段为砂岩或泥岩较稳定下,可以降低密度与排量配合恢复正常;水平段漏失为压差性漏失,采用挤堵方式容易造成裂缝,与邻井串通而加重漏失;区别对待泥质砂岩、砂质泥岩、灰色泥岩和炭质泥岩,采取不同的钻井液性能的观点。