石油深井水基钻井液性能控制因素及应用

水基钻井液主要由水、膨润土、加重材料、处理剂以及钻屑构成的多相分散体系,它在石油开采中一直占据重要地位,尤其深井石油的钻井工程中,水基钻井液有效促进了钻井液发挥作用。从失水性、耐高温性、沉降性、流变性等方面阐述了深井水基钻井液的性能控制基本原理,分析了影响水基钻井液的主要因素,简要概括了水基钻井液在我国石油深井的开采过程中的应用,为我国深井钻井选择与应用水基钻井液方面提供了必要的参考。     

石油深井水基钻井液性能控制因素及应用实践探析

随着我国对能源的需求飞速增长,能源供需矛盾日益突出,石油对外依存度上升至73%,天然气攀升至43%,严重威胁我国能源安全。据联合国贸易和发展会议报告显示,我国页岩气储量为31.6万亿m³,而3500m以深得资源量占比高达65%,走向深层是我国页岩气开发的必由之路。面对我国深层页岩气储层具有构造复杂、层理/微裂缝发育、靶体薄、岩石可钻性差等世界罕见复杂特征,对于水基钻井液的性能提出了更高的要求。本文对石油深井水基钻井液、性能的控制因素及应用进行探讨。     

不同因素对硅酸盐水基钻井液性能影响研究

在选择硅酸盐钻井液中硅酸钠的模数的基础上,实验评价了各种添加剂对硅酸盐水基钻井液性能的影响,并确定了各种添加剂最佳加量范围：硅酸钠添加量6%;膨润土添加量4%～6%;XC添加量0.10%～0.20%;SJ添加量0.5%～0.6%;单宁添加量为0.50%。实验研究了硅酸盐和处理剂在钻井液中加入顺序对钻井液性能的影响,确定合理的添加顺序：在硅酸盐钻井液应用时务必先加硅酸盐,再加其它处理剂。从而给出四种硅酸盐钻井液基本配方。在室温以及120℃下热滚16 h后,钻井液仍具有良好的流变性、滤失性、抗温性和抑制性,可抗6%的岩屑。     

新型抑制性水基钻井液技术及性能评价

针对该地区页岩地层水平井段容易产生水化膨胀缩径和造浆能力强的技术难题,利用新型无机盐和聚合醇等处理剂,开发一种新型水基钻井液,并模拟焦石坝地区下志留统龙马溪组地层温度(约80℃),开展老化实验评价;实验表明:该钻井液体系具有抑制性强,滤失量小的特点。此外,利用聚磺钻井液滤液、聚合钻井液滤液、清水和所研制的水基钻井液的滤液浸泡页岩岩心,评价常温常压膨胀量。由于聚合醇胶体填充页岩的细小孔隙或微裂缝,阻挡滤液进入泥页岩地层;另一方面,无机盐中水化能力弱的K~+将晶层间隙中水化半径较大和水化能力强的Ca~+、Na~+等离子交换出来,并与页岩晶层牢固结合,阻止晶层间距增大,抑制页岩水化膨胀;对页岩开展滚动回收率实验测试,页岩在所研制的水基钻井液中的回收率达到99.7%,体现出较强的抑制性能。     

重晶石对高密度水基钻井液性能的影响因素研究

本文分析了重晶石的粒径级配、化学螯合剂的作用对高密度水基钻井液性能的影响,不仅能够增强重晶石颗粒表面电位、亲水性、结构活性及稳定性,而且改性后的重晶石加入高密度水基钻井液后,具有较好的悬浮、降粘效果,研究结果表明:不同级配活化重晶石能够改善高密度水基钻井液的粘度和沉降稳定性。     

水基钻井液用抑制剂抑制性能研究

钻井工程中泥页岩经常发生井壁失稳,水基钻井液抑制剂是水敏性泥页岩地层钻井中必须添加的一种钻井液处理剂。通过抑制膨润土造浆试验、三次页岩滚动分散试验、X射线衍射分析黏土层间距等试验,对比评价了KCl,NH_4HPAN,KPAM,1,6-己二胺,IND30的抑制性能。根据黏土层间距结果表明,IND30主要抑制黏土颗粒的分散,不能抑制黏土晶层膨胀。NH_4HPAN和KPAM既能抑制黏土晶层的膨胀,又能抑制黏土分散。KCl能压缩扩散双电层,由于K⁺能进入晶层,一定程度的抑制黏土晶层膨胀,但是NH_4HPAN,KPAM,KCl只是单个的NH_4+能进入晶层,一定程度的抑制黏土晶层膨胀,但是NH_4HPAN,KPAM,KCl只是单个的NH_4⁺或K+或K⁺进入晶层,不能完全抑制晶层膨胀。己二胺能够进入黏土层间,通过静电作用和氢键作用吸附在黏土颗粒表面,交换出层间水化阳离子,排挤出黏土层间水分子,拉紧晶层间距,抑制黏土水化。     

水基石油钻井液用预糊化淀粉工艺研究

研究了一种环保无污染的水基石油钻井液用预糊化淀粉-降滤失水剂的生产工艺。对影响预糊化淀粉的反应温度、时间、p H值、试剂用量和辊筒蒸汽压力等参数进行了单因素试验和正交试验,并按照美国API标准对产品的降滤失水性能进行了评价,获得了最佳生产工艺条件为反应p H值8.4,反应温度32℃,反应时间20 min,辊筒汽压0.70 MPa,次氯酸钠有效氯用量0.20%。     

抗高温水基钻井液性能评价研究

本文对抗高温水基钻井液性能进行了评价与研究,发现抗高温水基钻井液在高温下具有良好的高热稳定性、经过高温老化之后,流变性能良好还具有优良的抑制性能与抗污性能。     

水基钻井液隔离液配方优选及现场应用

介绍了钻井液隔离液的作用,以及现场应用和施工方法。通过室内和现场实验优选了钻井液隔离液配方,并成功在现场运用。结果可知,该钻井液隔离液能满足施工作业的要求,对钻井液的性能无影响,同时减少了混浆的排放量,降低了环境污染的可能性。     

海上高性能水基钻井液研制及应用探讨

随着科技力量的发展,海上油气开发已经进入成熟阶段,但是在海上进行钻井作业时,受到低温高压地质条件和钻井液密度窗口窄等因素的影响,给钻井作业工程带来许多难题。这就要求钻井作业时使用的钻井液体系更加严格,才能保证钻井作业施工和环境保护措施顺利进行。本文通过对海上钻井的分析,优化使用各种水基钻井液添加剂,构建出一套高性能水基钻井液体系,通过各种性能评价达到海上钻井使用要求。     

高温高密度水基钻井液体系流变性控制及机理研究

高温高密度钻井液流变性调控是高密度钻井液工艺存在的首要问题,本文通过添加多种抗高温处理剂而复配成几种不同配方,从中选出一种配方作进一步的性能评价试验。考察了老化温度及固相含量对钻井液流变性能的影响,研究了水基钻井液高温作用机理。试验表明,高密度钻井液的流变性受固相含量大小和温度的影响明显,对于高密度钻井液体系,黏土侵污量应控制在4%,钻屑侵污量应控制在5%以内。     

龙凤山气田强抑制水基钻井液性能评价

龙凤山气田钻遇青山口组、泉头组、登娄底组,因复杂水敏地层导致井壁失稳,引发扩径、井漏、卡钻等事故发生。本文首先对有机氨强抑制剂岩屑滚动回收提高率、相对线性膨胀率、造浆降低率进行分析,证实JAY-4相比常规抑制性,具有更好的抑制性;开展处理剂(铝盐、降滤失剂、聚合物包被剂、润滑剂)种类优选,优选出最佳效果处理剂,其次对其加量优选,保证其经济环保的基础上,效果最佳,最终确定研究区强抑制水基钻井液配方:1%JAY-4+1.5%NH_4-HPANA+0.2%PAMS+重晶石粉+1.0%Rh-2,可以有效的解决井壁失稳问题。该研究应用于北8井现场,取得良好的应用效果,有效地保护井壁。该成果对强抑制水基钻井液配置提供了参考,保障了钻井安全。     

缓蚀润滑剂在水基钻井液中的性能评价

钻井过程中,钻具与裸眼井壁、金属套管之间的磨损以及钻井液中高浓度无机盐对金属设备造成点蚀,缩短了金属设备的使用寿命,以二乙醇胺,甲醛,苯乙酮,氯乙酸钠为原料合成了曼尼希碱季铵盐缓蚀润滑剂 ZE,应用在钻井液中起到保护金属的作用。采用失重法评价缓蚀润滑剂 ZE在钻井液中对 N80 钢的缓蚀性能。采用极压润滑仪、四球摩擦仪评价缓蚀润滑剂 ZE 对钻井液的润滑性能的影响。实验表明,随缓蚀润滑剂 ZE 加量增加,使 N80 钢在钻井液中的腐蚀速率以及钻井液润滑系数逐渐降低,当其加量为 2%时,N80 钢的腐蚀速率低于 0.012 mm·a^-1,钻井液润滑系数仅为 0.084,可有效降低金属与金属之间的摩擦阻力,且与该钻井液具有良好的配伍性能。     

页岩气水基钻井液抑制剂的抑制性能研究

页岩气已经成为我国非常重要的能源之一。页岩地层黏土矿物含量高,页岩气水平井水平段长,钻井液与地层接触的时间增加,页岩水化更严重,井壁失稳更加突出。页岩气开发过程中钻井液与地层容易发生水化作用,使地层水化膨胀,影响井壁稳定性。因此水基钻井液必须首先作到能完全抑制黏土矿物的水化。通过流变性、滤失量、线性膨胀率对比研究了三种抑制剂。优选出了最佳抑制剂AT-JM,线性膨胀率最低。这为后面页岩气水基钻井液体系的优选提供了非常重要的参考。     

石油钻井液选择与确定探究

石油工业的快速发展,对钻井技术、钻井液的选择提出了更新、更高的要求,科学选择钻井液对促进石油钻井工程的开展、降低事故发生的概率具有重要的意义。首先对石油钻井液进行了概述,然后重点分析了石油钻井液的选择问题,并以水基钻井液为例,从密度、抑制性、流变性、固相含量与滤失量、碱度控制等方面系统地分析了钻井液的确定过程及控制目标,以期对石油钻井开采中钻井液的选择、使用有所参考。     

水基钻井液用新型页岩抑制剂的制备及性能研究

针对陕西关中盆地某地热田区块泥页岩储层现场用水基钻井液体系抑制性能较差,钻井过程中容易出现钻头泥包、井壁失稳等问题,室内以磺酸基单体(MSL-1)、丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMAAC)为原料合成了一种新型泥页岩抑制剂YZJ-108,对其合成条件和抑制性能进行了评价.结果表明:当合成单体总质量分数为20％...     

水基钻井液成膜机理与应用现状

在水基钻井液中,通过加入一到几种成膜剂,可以使钻井液体系在泥页岩等地层井壁表面形成较高质量的膜,这样可阻止钻井液滤液进入地层,从而在保护油气层和稳定井壁方面发挥类似油基钻井液的作用。本文介绍了水基钻井液的成膜机理,总结了成膜钻井液的性能和应用现状,并对未来的发展提出了一些建议。     

绿色高性能水基钻井液研究进展及发展趋势

综述了近年来形成的几类绿色高性能水基钻井液体系的研究进展,主要包括醇基钻井液体系、糖基钻井液体系和胺基钻井液体系等。醇基钻井液包括聚合醇钻井液和聚醚多元醇钻井液,糖基钻井液包括烷基糖苷钻井液和聚糖钻井液,胺基钻井液包括Ultra Drill高性能水基钻井液、聚胺高性能钻井液、HPWBM钻井液、铝胺高性能水基钻井液。并在现有的绿色高性能水基钻井液研究及应用的基础上,对其发展趋势进行了展望。     

绿色高性能水基钻井液研究进展及发展趋势

综述了近年来形成的几类绿色高性能水基钻井液体系的研究进展,主要包括醇基钻井液体系、糖基钻井液体系和胺基钻井液体系等。醇基钻井液包括聚合醇钻井液和聚醚多元醇钻井液,糖基钻井液包括烷基糖苷钻井液和聚糖钻井液,胺基钻井液包括Ultra Drill高性能水基钻井液、聚胺高性能钻井液、HPWBM钻井液、铝胺高性能水基钻井液。并在现有的绿色高性能水基钻井液研究及应用的基础上,对其发展趋势进行了展望。