阳离子聚磺钻井液体系研究与应用

从理论研究及现场实践看,进一步提高钻井液化学抑制能力受到传统技术手段的制约.受阳离子表面活性剂能够高效率稳定黏土矿物的启发,研究人员开始将研究的重点转至如何提高钻井液连续相电位这一技术问题上来.目前,将钻井液阳离子化在技术上是可行的,并收到了良好的效果,但如何进一步提高钻井液的阳离子化程度,使其在功能上逐渐接近正电钻井液体系,则有待于进一步的研究.从聚磺钻井液体系阳离子化入手,探讨了形成阳离子聚磺钻井液体系的方法,并以部分井的施工实践为依据,分析了阳离子聚磺钻井液体系的适用性,对现场钻井液技术操作具有一定的指导作用和借鉴价值.     

高密度油基钻井液在威204H37-5井的应用

威204H37-5井是四川威远地区的一口页岩气水平井,三开油基钻井液使用密度大于2.15g/cm~3。通过正交实验优选了该井油基钻井液体系配方,并分析了各处理剂对钻井液性能的影响。研究了温度、油水比和CaCl_2浓度对不同密度油基钻井液性能的影响。研究发现,高密度油基钻井液受温度、油水比和CaCl_2浓度的影响程度比低密度大。数据表明,威204H37-5井高密度油基钻井液黏度和破乳电压控制得当,抑制性和封堵性较好,具有良好的性能。     

甲酸盐钻井液完井液研究与应用

钻进高温高压地层时,常规高密度钻井液完井液因其重晶石含量高、高温稳定性不好及流变性难以控制等原因,常常不能满足现场钻井和完井的需求。为此,在分析甲酸盐的抑制性、增黏性和毒性的基础上,筛选出了以甲酸盐溶液为基液的甲酸盐钻井液完井液配方,评价了其抑制性、抗污染能力和油层保护效果。甲酸盐钻井液完井液性能评价试验及在库1井的现场应用效果表明,甲酸盐钻井液完井液具有密度可调、高温稳定性好、抑制性强、抗污染能力强、低毒且易降解、油层保护效果好等特点,能很好地满足高温高压地层钻井、完井的需要。      

孪尾疏水缔合丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-二己基丙烯酰胺共聚物制备条件的研究

采取先加碱共聚-共水解的方法合成了孪尾疏水缔合丙烯酰胺/丙烯酸钠/N,N-二己基丙烯酰胺共聚物[P(AM/NaAA/DiC6AM)],用傅里叶变换光谱、1H-核磁共振及容量分析法对其结构进行了表征.反应10 h转化率可达92%,之后增加缓慢.水解度主要受水解时间的影响,受疏水单元摩尔分数的影响较小.还研究了疏水单元摩尔分数、总单体质量浓度、DM质量浓度、(NH4)2S2O8质量浓度、温度、SMR对P(AM/NaAA/DiC6AM)水溶液的表观黏度的影响.     

SHB1-6H井长裸眼钻井液技术

SHB1-6H井是中石化西北分公司部署在顺北区块的一口超深开发井,该井因采用四级井身结构,二开裸眼段长4 460 m,其中泥岩段长1 463 m,地质构造复杂,三叠系、石炭系和志留系硬脆性泥岩发育,易发生坍塌掉块,中间的二叠系由于地层破碎易发生漏失。针对以上问题,选用了钾胺基聚磺钻井液体系,以满足地层特性对钻井液抑制性的要求,但体系中原用的磺化材料是以牺牲钻井液抑制性来达到降低高温高压滤失量的目的,因此引入了抗温抗盐聚合物降滤失剂RHPT-1和抗盐成膜剂CMJ-1,以进一步提高抑制性和封堵性,降低高温高压滤失量。经现场应用表明,优化后的钾胺基聚磺成膜钻井液流型易于控制,通过保持胺基页岩抑制剂HPA加量在5～7 kg/m3,KCl加量在30～50 kg/m3,保障了钻井液有强的抑制性;通过使用高软化点复合沥青增强钻井液封堵能力,控制高温高压滤失量小于10 mL,解决了三叠系以深地层易发生井壁失稳的难题;在易漏地层二叠系使用了竹纤维、超细碳酸钙和聚合物凝胶堵漏剂PSD等随钻堵漏材料,避免了井漏的发生,顺利完成了SHB1-6H井的施工,二开井段扩大率仅为12%,比邻井顺北1井降低了63.74%。该套钻井液技术保障了顺北区块井身结构优化的实施。      

微电解技术处理钻井污水的试验研究

采用铁屑/活性炭微电解法,对化学混凝处理后的钻井污水进行试验研究,得出最佳工艺条件：起始pH为1.0、铁/炭质量比为10、反应时间3 h,宜选择活性炭、铸铁作为微电解法的材料。多因素正交试验表明：对CODCr去除能力的影响顺序为：起始pH＞液固比＞铁/炭质量比,对两种有代表性的活性炭分别确定了最佳工艺条件。在四川普光气田普光A-2井现场试验表明,化学混凝——铁屑/活性炭微电解处理钻井污水,能够达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）一级标准要求。     

钻井液用阳离子聚合物反相乳液的研制及其应用

以白油为外相,过硫酸铵/亚硫酸钠为催化剂进行反相乳液聚合,得到了含15%KAA、5%阳离子单体的丙烯酰胺三元共聚物反相乳液,其工业品牌号为DS-301,可直接作为水基钻井液处理剂使用。搅拌下DS-301在水中的溶解时间小于2 min。在淡水基浆中加入0.4%DS-301时,钻井液常规性能可达到基本要求。含10%和20%NaCl的盐水基浆,加入1.2%DS-301时便显现良好的增黏切、降滤失效果。在相同加量下与两种商品聚合物乳液相比,淡水基浆中加入0.4%DS-301、含Ca2 Mg2 3.0 g/L的复合盐水基浆和饱和盐水基浆中加入1.5%DS-301时,钻井液滤失量较低,120℃热稳定性较好。DS-301已在中原文138断块易坦塌的沙二下、沙三段两口井钻井中成功试用,加入DS-301将聚磺-钾盐钻井液转换为乳液-钾盐钻井液,钻井顺利,井径扩大率分别为6.5%和8.8%,对比三口井分别为12.4%、18.1%、22.0%。表3参3。     

正电性钻井液体系研究与应用

钻井液技术的发展一直是围绕着如何更好地解决"地层井壁稳定"与"钻井液性能稳定"这一对矛盾而进行的。国内外现有的各种钻井液体系全部属于负电性钻井液体系,即钻井液体系的ξ电位为负值。负电性钻井液体系有利于其本身性能稳定而不利于井壁稳定,经常导致钻井事故的发生。而正电性钻井液体系可以解决井壁稳定、提高钻井速度、保护油气层等关键技术问题。为研究在正电性状态下分散的钻井液技术,实现钻井液正电性的根本转化,重点介绍了钻井液电性的转化、正电性钻井液配方及现场试验。理论和现场实践证明,正电性钻井液体系不仅有利于抑制地层黏土的水化膨胀和分散,提高钻井液的抗盐、抗钙污染能力,维持井壁稳定,而且对保护油气层有重要意义。     

水基钻井液配浆剂纳米化途径和表征方法

钻井液体系正电化、纳米化、方便化是钻井液技术的发展趋势之一。聚合物／层状粘土纳米复合材料的制备是目前国内外纳米材料研究领域中的重点之一，并已经取得了重要突破。通过研究认为，纳米水基钻井液配浆剂，怍为聚合物／层状粘土纳米复合材料，已经有原位聚合法、溶液插层法和熔体插层法比较成型的方法可供借用。结合纳米水基钻井液配浆剂的具体特点，认为以熔体插层法为基本内容的挤压成型法，简单易行，综合成本较低，可在常规的挤出机等加工设备上直接进行，是目前制备插层型聚合物／粘土纳米复合材料的主要方法，熔体插层法不需要任何溶剂、工艺简单，易于工业化应用，对环境优化。对于纳米水基钻井液配浆剂性能的表征，X射线衍射法、TEM法和Malvern激光测粒仪法是最常见的方法。