一种超深水平井堵漏材料室内评价研究

针对超深水平井堵漏中常规堵漏材料的抗温、抗压特性,以及大颗粒堵漏材料输送等问题,室内研制了一种超深水平井架桥颗粒堵漏材料CQ-GXJQ。通过室内评价分析表明,该堵漏材料具有粒度可调、抗高温、机械强度高、密度低、具化学惰性等优点,可作为刚性架桥粒子用于超深水平井桥接堵漏技术中,避免因高温、高压作用导致堵漏剂性能发生变化或因长水平段运移过程中大颗粒堵漏材料提前沉降堆积而引起的堵漏失败问题。     

新型减轻堵漏材料GJQ的研究及应用

为解决横山易漏区域在一次上返固井中封固段长、易发生水泥浆漏失、固井质量差和材料浪费等问题,研究出了新型减轻堵漏材料GJQ,并进行了现场应用。首先,根据该易漏区域的地质特征及固井要求,确定了新材料需满足的主要指标。其次,通过大量技术资料及实验数据的调研,"减轻"和"堵漏"两项技术加以结合,将新减轻材料(LB)、辅助减轻材料(JQ)、颗粒级配材(WD1)、活性胶凝材料(WD2)进行复配,形成了一种新型的减轻防漏堵漏水泥浆外掺材料和浆体体系-GJQ。再次,通过室内实验的研究方式,发现GJQ与水泥浆的配伍性良好、沉降稳定性基本控制在0.02g/cm~3以内,以及该浆体体系的防漏堵漏效果较漂珠体系更好。然后,将该体系在横山易漏区域两口井上进行了现场应用,均实现了一次上返固井水泥浆返至地面的要求,固井封固质量合格率达到100%,能有效的解决横山易漏区域固井难题,保证固井质量,具有很大的推广价值。     

钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术研究

基于我国经济水平不断提高的背景之下,对油气资源的需求逐渐增加,主动做好油气资源的勘探工作与开采工作,对推动我国经济不断发展有着积极的作用。油气资源勘探开采期间往往会受到地层环境的干扰,地下繁琐多变的地层会对钻井的安全性产生直接的影响,特别是因为井漏所造成的井喷、井壁坍塌等一系列问题是阻碍油气开发的关键因素。鉴于此,从钻井液堵漏材料、防漏堵漏技术这两个方面进行探讨,旨在确保钻井工作可以有条不紊地进行下去,继而加快我国经济发展的脚步。     

无机防水堵漏材料

无机防水堵漏材料以优质水泥、砂、石为原料,掺入多种高分子添加剂,改善水泥孔结构,目的在于提高水泥基材料的密实性和抗裂防渗能力。制成的多功能改性水泥基复合材料具有耐水、耐高温、耐腐蚀、抗渗性高、抗裂性强、粘结性高的特性,从根本解决了渗漏问题。     

新型轻质速凝堵漏注浆材料的试验研究

采用正交试验设计方法，研究了由膨胀珍珠岩、粉煤灰、锰矿渣、水泥等组成的混合浆液在掺入外加剂后的流动性和早强性，并与普通浆液作了比较，探讨了该材料在实际工程中应用的可行性。     

库车山前堵漏材料关键性能参数及评价方法研究

塔里木库车坳陷山前构造地质情况非常复杂,钻井施工时常遇到不同程度的井漏,针对不同的漏失原因选择合适的堵漏材料是解决井漏复杂的关键。通过对库车山前地区各类堵漏材料进行统计分析,明确了堵漏材料关键性能参数。针对库车山前盐膏层和目的层钻井液漏失成因机理,确定出各类堵漏材料关键性能参数的重要级别,建立了堵漏材料几何、力学和化学关键性能参数系统评价方法体系,优选出适用于库车山前盐膏层和目的层治漏的架桥材料、填充材料和变形拉筋等材料,为该构造带的防漏堵漏工作提供了重要的指导作用。     

吸水膨胀树脂堵漏材料的研制及其室内性能评价

针对石油开采过程中遇到的井漏问题,为了增强堵漏材料在漏失通道的滞留能力,设计并制备了2种新型结构的吸水膨胀树脂堵漏材料。一种以丙烯酰胺、阳离子单体、交联剂及植物纤维类桥堵剂为原料,另一种以丙烯酰胺、丙烯酸、阳离子单体、交联剂为原料,采用氧化还原引发体系,室温共聚制备出吸水树脂与纤维复合材料及吸水膨胀树脂材料,其粒径可根据堵漏作业需要进行调整。采用红外光谱对吸水膨胀树脂的结构进行了分析表征,并测定了2种类型堵漏材料在清水中的吸水倍数。结果表明:吸水树脂与纤维复合材料及吸水膨胀树脂材料4 h吸水倍数分别在14.99~39.09倍和41.41~92.06倍;可以通过改变单体比例、交联剂和引发剂加量的方式调整材料的吸水倍数。     

一种钻井液滤失剂的合成与室内评价

摘要：以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）、丙烯基吡咯烷酮（NVP）为单体,亚硫酸钠-过硫酸铵（质量比为1:2）为引发剂,制备了一种性能优异的钻井液降滤失剂PAADN。通过不同反应条件对聚合物降滤失剂性能的影响研究,得到最优合成条件：单体比为m（AM）：m（AMPS）：m（DMDAAC）：m（NVP）=51:40:6:3,单体总浓度为20%,反应温度为55℃,pH为7,引发剂用量为单体质量的0.5%,反应时间为5h。对该聚合物进行表征和性能评价得出：红外光谱图中未显示双键特征峰,并且含有各个单体特征官能团峰,证明单体全部参与反应;热重热差分析结果显示,该聚合物热稳定性好,可达326.5℃;该降滤失剂对淡水、盐水、人工模拟海水基浆均表现出良好的降失水效果。     

高渗透储层压裂液滤失模型

对于高渗透储层而言,由于压裂液滤失速度较快,滤失量较大,难以形成严格意义上的滤饼区,这时压裂液的滤失主要是受裂缝与油藏之间压力差的作用,而传统的滤失模型将裂缝到油气藏的区域分为滤饼区、侵入区和油气藏区,考虑压裂液的滤失受到压裂液黏度、地层流体压缩性和压裂液造壁性等3个因素的共同作用,但不能描述压裂液向地层作动态渗流的情况,因此,就无法用于高渗透地层压裂液的滤失计算。本文根据压裂液的渗流原理,建立了高渗储层的压裂液滤失模型,并根据所建模型做了参数敏感性分析。     

压裂液降滤失技术研究

油层水力压裂是油气井增产、注水井增注的一项重要工艺措施。压裂施工的成功与否主要取决于所用的压裂液。而压裂液的滤失是影响压裂施工效果的重要因素之一。所以本文首先对压裂液滤失的危害进行了分析,综述了压裂液的滤失机理、影响因素。同时对降滤失技术进行了研究:目前常用的降滤失技术有提高压裂液粘度,添加压裂液降滤失剂和液氮降滤失技术等。最后对降滤失技术的发展进行了展望。     

Shape Memory Polyurethane as a Drilling Fluid Lost Circulation Material

Drilling fluid loss is a major problem with serious economic and environmental consequences. The use of traditional lost circulation materials (LCMs) to seal wide fractures increases the risk of bit nozzle plugging. In this work, smart LCMs based on shape memory polyurethane (SMPU) are proposed for the first time. SMPU can be programmed to recover at temperatures suited to a given well. As such, SMPU smoothly passes through the bit nozzles, while effectively seal wide fractures once activated. The SMPU is prepared by two step pre-polymerization and characterized by Fourier transform infrared spectra, X-ray diffraction, and differential scanning calorimeter. The SMPU is programmed by changing and fixing the original shape to a temporary shape through a thermo-mechanical process. The shape memory behavior of SMPU is analyzed by tensile apparatus. Compatibility of SMPU with WBMs is determined from mud rheology and filtration tests. Fracture sealing efficiency and shape recovery of SMPU are evaluated by a modified particle permeability apparatus fitted with a model fracture. The results confirm high sealing and shape recovery attributes of SMPU. The plug formed at 114 kg m^–3 SMPU and 80 °C experiences a sealing pressure of 100 bar with 71.5 cm³ cumulative fluid loss.     

抗盐抗高温强抑制性降滤失剂SN-K的合成与评价

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)和二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)为聚合单体,过硫酸铵-亚硫酸氢钠为氧化还原引发体系,通过水溶液聚合得到一种新型抗盐、抗高温、强抑制钻井液降滤失剂SN-K。通过单因素实验确定了最佳单体配比n(AM)∶n(AMPS)∶n(AA)∶n(DMDAAC)=1∶2∶2∶1,反应温度65℃,反应时间4 h,w(单体)=20%(以水溶液的总质量计,下同),w(引发剂)=0.5%(以单体总质量为基准,下同)。采用KOH调节聚合体系pH,引入强抑制性离子K+,并对SN-K进行性能评价。结果表明:在盐水钻井液中,w(SN-K)=3.0%(以钻井液总质量为基准,下同)时,经180℃高温老化16 h后,SN-K仍具有良好的降滤失效果,FLAPI=8.4 m L,没有添加SN-K的钻井液基浆的FLAPI=82.0 m L;泥页岩滚动回收实验表明:当w(SN-K)=1.0%时,岩屑相对岩心回收率(R*)为94.4%,远远超过KCl体系中w(KCl)=3.0%时的77.3%;利用SEM对添加SN-K的钻井液高温高压滤饼进行了微观表征,结果显示其具有致密的网架结构。     

钻井液高温抗盐降滤失剂的合成与性能评价

文章针对高温抗盐降滤失剂的性能要求进行了分子结构设计,优选多种带有磺酸基、酰胺基和阳离子基团聚合单体合成出JAA降滤失剂。在对降滤失剂产品的分子结构及抗温性能进行表征的基础上,评价了降滤失剂的高温抗盐性能。试验结果表明:在150℃条件下,降滤失剂能够明显降低基浆的高温高压滤失量,其高温抗盐性能接近或达到国内外同类产品的先进水平。     

油田堵漏用高吸水树脂的合成与吸水性能

用水溶液聚合法制备了丙烯酰胺(AM)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)/高岭土三元复合型高吸水树脂,最佳制备条件为:w(AM)=20%,w(N,N′-亚甲基双丙烯酰胺)=0.08%,w(过硫酸铵)=0.6%,反应温度40℃。优选样在105℃烘干6h后,在室温下的吸蒸馏水倍数和吸w(NaCl)=0.9%水溶液倍数分别达到1634g/g及138g/g。考察了温度、电解质浓度、树脂粒径、不同种类的矿物、高岭土质量分数以及溶液pH对吸水树脂吸水性能的影响,测试了不同温度下树脂的吸水率和保水率。通过添加有机羧酸CA和调整树脂的粒径大小,制备了一种吸水速率可控的油田堵漏用高吸水树脂。红外光谱分析表明,有机羧酸CA能有效地与树脂复合,形成共聚物。     

SDJ2油井水泥降失水剂的室内研究

选用合适平均分子量的水溶性天然高分子改性产物羟乙基纤维素(HEC)合成一种油井水泥降失水剂SDJ2,并对添加SDJ2的水泥浆的性能进行了室内评价。这些性能包括水泥浆的流变性能、稳定性、稠化时间、失水量和水泥石的抗压强度等,并且将SDJ2与自制缓凝剂SDH-2进行了配方试验。结果表明,SDJ2对水泥浆有显著的降失水作用,流变性能和稳定性良好,与缓凝剂SDH-2有很好的相容性,稠化时间可调,水泥石抗压强度符合要求。     

利用高铝硅质原料替代优质硅质原料的研究

通过试验研究,调整玻璃的组成,可以利用当地的高铝硅砂部分替代外购的优质高价硅砂,为企业降低玻璃的制造成本,还可以利用当地的资源,从而提高企业的产品竞争力。     

羟丙基淀粉的合成及其降滤失性能研究

摘要：探讨半干法、溶剂法制备羟丙基淀粉（HPS）的工艺条件,并分析比较了其降滤失性能。实验发现,半干法制备工艺是一种理想的工艺,适宜的反应条件是：反应温度55 ℃,反应时间8 h,m(NaOH)/m(淀粉)为0.014,m(环氧丙烷)/m(淀粉)为0.30,体系水含量31%,该条件下得到摩尔取代度（MS）为0.33的产品。半干法产品用量为1%在4%（均为质量分数）盐水泥浆中可抗温至150 ℃,而溶剂法产品仅抗温至140 ℃。在抗盐抗钙镁能力方面,半干法产品也表现出较大的优势,在140℃下抗盐至饱和,比溶剂法产品提高20%,抗钙至930 mg/L、抗镁至360 mg/L。进一步探讨了HPS的摩尔取代度与其降滤失性能的关系,当产品的摩尔取代度高于0.2时,产品具有较好的降滤失性能,产品的降滤失性能与其摩尔取代度以及合成工艺有关。     

钻井废弃泥浆固化研究

通过对废弃泥浆固化室内实验 ,研究了影响固化效果的湿度、温度、pH值等影响因素 ,分析研究固化体微观结构 ,探讨了固化剂的作用机理。     

一种具有优良抑制性能降滤失剂的合成与评价

采用水溶液聚合的方法,合成一种两性离子三元共聚物,用于钻井泥浆。所用单体分别为丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)。通过单因素变量考察确定反应的最佳条件为:单体质量分数为25%,引发剂〔过硫酸铵(APS)和亚硫酸氢钠(SS)〕的用量为0.5%(以单体质量计),反应温度60℃,单体n(AM)∶n(DMDAAC)∶n(SSS)=8∶1∶1,反应时间为6 h。对产物进行了红外光谱分析,与设计的一致,并进行了性能评价。结果表明,该产物具有良好的降滤失效果,常温中压下API为7 mL,抑制效果很明显,具有一定推广价值。     

钻井液用阳离子型磺化酚醛树脂降滤失剂的研制

将阳离子结构单体在催化剂作用下引入酚醛树脂结构,再通过多步磺化反应制得阳离子型磺化酚醛树脂。简要描述了合成方法,检测了部分表征性能及作为水基钻井液降滤失剂的性能。在红外谱图中能清楚地看到阳离子结构。该结构样品在黏土颗粒上的饱和吸附量高达33.51 mg/g土,浊点盐度(以Cl-计)≥160g/L,参考石油天然气行业标准SY/T5094-2008将阳离子型磺化酚醛树脂200℃热滚16 h后在180℃,3.5 MPa条件下测试其滤失量,评价结果显示阳离子型磺化酚醛树脂的抗高温高压降滤失性优于现用SMP系列产品。