纳米膨润土复合体的制备及性能

介绍了膨润土利于插层的结构特征。膨润土纳米改性的机理是插层剂阳离子与膨润土层问阳离子的离子交换作用，离子交换的动力学过程主要由插层剂溶液向层间扩散的速度控制。纳米土的改性效果与插层剂的种类、用量及阳离子的交换条件如交换温度和时间等密切相关。选择有机阳离子盐作为插层剂对钠型膨润土进行直接插层改性，制得了纳米膨润土，探讨了纳米复合体在钻井液中的应用，分别测试了纳米复合体的降滤失及增粘性能。结果表明，纳米膨润土在降滤失、增粘等方面已显示出优异性能，且其在钻井液体系中具有良好的配伍性能。     

FA367/膨润土纳米复合增黏剂的微波制备与结构表征

采用微波技术制备了高黏度插层型FA367／膨润土纳米复合增黏剂，研究了制备方法、微波辐射时间和微波辐射功率对FA367／膨润土纳米复合增黏剂水溶液黏度的影响。结果其最佳微波制备条件：微波辐射时间为1min、辐射功率为195W。在此条件制备的纳米复合增黏剂黏度最大，与物理混合法制备的复合增黏剂相比，其在1min时测得的旋转黏度提高了50％。同时用XRD表征了该纳米复合增黏剂的插层结构，用TGA测试了该纳米复合增黏剂的热稳定性，结果表明，FA367／膨润土纳米插层结构的存在明显提高了FA367的耐热性能。     

钻井液技术的现状、挑战、需求与发展趋势

介绍了国外钻井液技术的新进展,包括井壁稳定、防漏堵漏、抗高温钻井液、提高机械钻速的钻井液、低密度钻井流体、大位移井钻井液、储层保护、绿色钻井液等技术,以及“十一五”期间中国钻井液技术的主要成果,分析了当前钻井液技术面临的主要挑战及“十二五”发展需求,并讨论了钻井液技术的发展趋势.     

高性能水基钻井液在洪69井的应用

为了解决洪浩尔舒特凹陷达林西构造钻井过程中存在的机械钻速慢、井壁失稳和储层损害等问题,研发出了一套含有胺基聚合物的低固相高性能水基钻井液,它具有良好的抑制性和封堵性,能在岩心端面形成良好的封堵层,渗透率恢复值大干85%.洪69井在使用该体系钻井的过程中,起下钻畅通,未发现井壁掉块现象,井径扩大率小于5%,电测一次成功,与邻井洪21井相比,洪69井的钻井液密度降低了0.1 g/cm3,机械钻速提高了1.6倍,钻井周期减少了18.4d,井径扩大率降低了58.14%.     

亲水性氨基酸抑制四氢呋喃水合物形成的动力学机理

亲水性氨基酸作为新型天然气水合物(以下简称水合物)抑制剂是国内外相关研究的热点,但其对水合物形成影响的内在机制目前尚不明确,并且对于其与其他水合物动力学抑制剂(KHIs)复配的协同抑制机理的认识仍存在着较大的争议。为此,基于四氢呋喃(THF)水合物的形成模拟实验,厘清了甘氨酸、L-精氨酸及其与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复配对水合物形成的影响规律,并结合多种实验方法揭示了其内在机理。研究结果表明:①甘氨酸对水分子具有较强的扰动作用,使其对水合物的形成具有较强的抑制性,添加量为1.0%时抑制效果为最佳;②L-精氨酸对水分子具有较强的束缚作用,使其对水合物的形成具有较强的抑制性,在较低添加量的范围内,其对水合物形成的抑制性随添加量的增大而逐渐增强;③亲水性氨基酸与PVP复配对水合物的形成具有协同抑制作用,当抑制剂添加总量为1.0%时,甘氨酸与PVP K90复配的协同抑制能力更强。结论认为,该研究成果为新型水合物抑制剂的研发提供了实验数据和理论基础。     

杂化硅防塌剂的合成与性能评价

为了既保持硅酸盐优良的防塌性能,又减轻或消除硅酸盐对钻井液体系流变性的影响,通过同步修饰法用C₂H₃OSiCl₃对二氧化硅进行表面修饰后,再与山梨醇进行杂化反应合成了杂化硅防塌剂,研究了杂化硅防塌剂与常用处理剂配制的钻井液体系的流变性和防塌性能。结果表明,二氧化硅表面修饰的适宜反应条件为：室温、pH=8、2 mol/L 正硅酸乙酯、25% C₂H₃OSiCl₃、胶凝时间为2 h;杂化硅防塌剂具有有机/无机杂化结构。杂化硅防塌钻井液体系的流变性良好,抗温达150℃,阻缓压力传递的效果明显,防塌效果优于两性离子聚合物钻井液和聚丙烯酸钾钻井液体系。图6 表3 参21     

一种新型外柔内刚型封堵剂的研制

刚性封堵剂强度大,难以有效适应地层孔隙的尺寸及形状;柔性封堵剂自适应能力强,但承压强度低,两者均都难以形成有效封堵。结合刚性封堵剂强度大和柔性封堵剂自适应能力强的优点,采用碳酸钙作为刚性内核,以丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为主要聚合单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,以过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原体系为引发剂,采用溶液聚合法制备了一种外柔内刚型封堵剂。该封堵剂吸水膨胀倍数较小,抗压强度高,抗温性好,对钻井液流变性影响小,并具有较柔性封堵剂更好的降滤失和砂床封堵性能。      

钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术研究进展

概述了近年来钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术的研究进展。主要介绍了桥接、高滤失、柔弹性、聚合物凝胶、水泥浆、膨胀性典型钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术的特点、作用机理和部分应用实例,并分析了钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术研究的发展方向。     

国内外黏土水化抑制剂研究现状与发展趋势

黏土水化抑制剂在钻井液中的添加可有效降低钻井事故发生,但存在效果不明显、抗温性能尚待提高等缺点。本文简述了国内外黏土水化抑制剂研究现状并分析了其发展趋势。从研究历程来看,黏土水化抑制剂大体上经过了从无机离子型向有机铵（胺）型过渡并逐步成熟于聚合物型的过程。从最新研究结果来看,聚醚胺型抑制剂为主流研究对象,由此形成的高性能水基钻井液在国内外广泛应用;超支化聚合物型抑制剂因具有体型结构而具有较好抗温、抗盐性能而颇具发展优势;传统共聚物型抑制剂分子量大,在高温高密度钻井液中难以适用,仍有改进空间。指出了今后发展趋势是充分利用生物质资源,开发绿色、环保高效的黏土水化抑制剂;研究低聚物抑制剂,提高抑制剂的抗温性、普适性和一剂多效性;摆脱传统钻井液处理剂之间化学作用力观念束缚,探索超支化抑制剂的开发,积极有效结合纳米技术与钻井流体之互补点,以促进钻井液及相关技术发展。     

成膜(隔离膜)水基钻井液体系实验研究

介绍了成膜(隔离膜)降滤失剂CMJ-2-XNJ-1的膜结构特征及其作用效能、机理,和与高效高分子包被絮凝剂JH-1、降粘剂JN-1等复配组成的水基钻井液体系性能.结果表明,CMJ-2-XNJ-1能形成很好的膜结构,由此组配的水基钻井液体系具有良好的流变性和失水造壁性,抑制性强,润滑性好,抗盐性好,抗温及抗污染能力强和良好的保护储层特性.该体系无荧光、无毒性,满足环保要求.