高分子聚合物凝胶的性能研究与应用

传统的修井作业井筒内流体容易进入地层,造成储层的污染。针对储层的污染问题,以天然大分子纤维素为骨架分子,接枝共聚水溶性丙烯酰胺单体,研制出一种高分子聚合物凝胶,并对该聚合物凝胶进行机理分析和性能评价。结果表明,该聚合物凝胶的成胶时间在30～600 min可控,破胶时间在1～30 d;在160℃下表观黏度仅为100 mPaws,便于现场施工注入。通过加入交联剂和催化剂控制合理的成胶时间,成胶后的聚合物凝胶完全失去流动性,能够形成高强度的凝胶塞,具有较高的承压强度。聚合物凝胶具有较好的抗污性能,对强酸、强碱、高矿化度盐水以及原油污染能保持较强的稳定性。聚合物凝胶在施工结束后能够破胶为低黏度的流体,通过连续油管或者泥浆泵循环出井筒。该聚合物凝胶在威远区块204H7-3页岩气井的修井作业中进行了应用,在120℃、45 MPa下,80 m聚合物胶塞,最高承压达72.82 MPa。聚合物凝胶较传统机械封堵,及水泥塞封堵有比较明显的优势,在修井作业、恶性漏失、封堵出水层等方面具有较好的应用前景。      

阳离子化改性腈纶废丝在正电钻井液中的应用研究

以腈纶废丝为原料,水解合成出部分水解聚丙烯腈钠,再以其为接枝底物,以2,3-环氧丙基三甲基氯化铵为阳离子化剂进行改性,合成出了阳离子化度为0.09~1.03 mmol／g的改性腈纶废丝产品。钻井液性能评价结果表明,所合成出的阳离子化度为0.2-0.5 mmol／g的改性腈纶废丝样品,在正电性钻井液中具有较好的抑制性和降滤失作用效果,能较好地保持正电性钻井液体系的电性和流变性特征。     

响应面法优化中高温低浓度香豆胶压裂液体系

为减小压裂液对储层的伤害,降低压裂液体系中香豆胶的浓度,避免传统方法(多因素排列组合实验方法)工作强度大,精确度低的问题,采用中心复合设计(CCD),以香豆胶浓度、有机硼交联剂浓度、温度为考察指标,对实验获得的数据进行多元线性回归,同时用建立的回归模型优化压裂液配方,选取较低浓度的香豆胶压裂液体系并通过高温下的黏度测试进行验证。结果表明,通过构建的拟合方程可以预测给定香豆胶压裂液体系低浓度配方下的冻胶黏度;拟合方程中3种因素对冻胶黏度的影响显著性顺序为:香豆胶浓度温度交联剂浓度;基于CCD方法得出80~120℃下的优化配方,香豆胶加量为0.175%~0.35%、交联剂加量为0.37%~0.73%时,经1000 s~(-1)高速剪切2 min和170 s~(-1)剪切95 min后的冻胶黏度约为52~154 mPa·s。该方法预测性良好,优化出的低浓度香豆胶体系具有良好的耐温耐剪切性能。     

聚合物增韧脲醛树脂封堵剂的研究与应用

所报道的封堵剂用于封堵高渗透出水孔道，层间窜槽，套管漏失，射孔是底水，可用于60－110℃的油水井，固化时间在1－16h之间可调。该封堵剂为脲素，甲醛，固化组化A和B（二者反应生成路易斯酸）及聚合的（通常为HAPM，增韧剂)水溶液。实验考察了固化组分A和B加量，聚合物加量及温度（80℃，90℃）对固化时间的影响，A和B加量对固化物抗压强度 岩心突破压力的影响。适当配方的固化物强韧，在抗压强度测定中发生变形，外力撤除后可恢复。该封堵剂在中原油田已应用20多井次，效果良好。详细介绍了用该封堵剂封堵1口油井的套管漏失，1口水井的这外窜槽和套管漏失的情况和效果。     

阳离子聚合物钻井液体系流变模式优选

采用相关系数法优选了阳离子聚合物钻井液体系的流变模式,并分析了所选模式的流变参数计算方法。结果表明,适用于阳离子聚合物钻井液的最优流变模式应为Robertson-Stiff模式,其次为Casson模式,但用Casson模式替代Robertson-Stiff模式,其误差值仍符合工程计算的要求;以线性回归法计算阳离子聚合物钻井液流变参数值,可提高其计算精确度,但两点取值计算在现场仍具有实用性。     

高密度钻井液加重材料沉降问题研究进展

钻井液的密度对于地层的压力控制至关重要,而流变性和沉降稳定性控制是高密度钻井液技术存在的主要技术难点之一。传统的加重材料,例如API重晶石在高密度钻井液中存在严重的沉降问题,对钻完井作业造成严重影响。不同粒径、形貌和比重的加重材料对改善高密度钻井液的流变性和沉降稳定性有不同的作用。综述了对API重晶石沉降问题的研究现状以及作为替代API重晶石的微粉加重材料的研究进展。国内外的室内研究与现场应用表明,高密度的微粉加重材料可有效解决高密度钻井液的沉降稳定性问题,并且具有降低摩阻、当量循环密度等优点。但是,微粉加重材料也存在固相控制、泥饼清除困难,微粉颗粒团聚的缺点,研究学者针对这些问题已展开大量研究,并提出相应解决办法。      

抗高温化学凝胶堵漏技术在顺北52X井的应用

顺北52X井是位于塔里木盆地顺托果勒低隆北缘构造的一口勘探井，该井志留系火成岩裂缝发育，地层胶结差、易破碎，承压能力弱，在5600～6200 m井段发生反复的井漏和地层盐水溢流问题，150℃高温地层是阻止化学凝胶堵漏施工的最主要限制因素。为解决上述问题同时拓展化学凝胶的适用温度范围，利用有机凝胶的热塑性、凝胶的复合作用以及改性甲基硅油的缓凝作用，研制出一种新型抗高温化学凝胶。室内实验表明，抗高温化学凝胶的稠化时间能控制在4 h以上，10 h养护抗压强度达3.2 MPa。抗高温化学凝胶在顺北52X井进行的现场试验显示，新凝胶提高了顺北52X井的承压能力，现场试压4.8 MPa，志留系当量密度达到1.40 g/cm3，解决了顺北52X的井漏、出水等地层复杂问题。      

无荧光防塌降滤失剂KH-931在深井钻井液中的应用

在深井钻井工程施工中,常常遇到易塌井段,要求所使用的钻井液处理剂具有良好的抑制性和较高的抗温性能。通过对无荧光防塌降滤失剂KH-931性能分析,并结合现场应用情况,论述了该产品的性能特点,提出这种产品特别适用于深井、探井和易塌井段钻井工程中。     

低粘切高密度油基钻井液体系

目前国内对深层页岩气的开发力度越来越大,对高密度、超高密度的钻井液需求愈发明显,由于油基钻井液具有抑制性强、抗高温、润滑性好等优势,在页岩气钻探中占有重要的地位。本文通过研制的主乳化剂EMUL-2及辅乳化剂COAT-2构建低切力高密度、超高密度柴油基钻井液,来满足深井超深井的钻井使用。实验数据表明,在高密度2.20 g/cm³、2.40 g/cm³的情况下,通过实验优选,所构建体系性能良好,粘切低、破乳电压>400 V、高温高压滤失量<5 mL;且抗老浆污染能力强,在混入50%的老浆后,粘度及切 力提升、破乳电压增长至800 V以上、高温高压滤失量<5 mL,具备现场使用前景。加重到超高密度后,2.60 g/cm³、2.65 g/cm³时,通过调整配方加量,依旧可以得到低粘切、破乳电压>700 V、高温高压滤失量<5 mL的油基钻井液体系,但是已无法混合老浆使用;且通过实验数据对比,该种类乳化剂性能远优于其他种类乳化剂;加重到2.70 g/cm³时,体系粘度过大。     

托普台区块高渗透地层随钻堵漏剂配方优化

托普台区块上部地层以砂泥岩层、砾质砂岩为主,容易发生漏点不明确、漏失段长的高渗透性漏失。通过对堵漏材料的配伍性评价及合理级配,优选出了一种适合高渗透性漏失地层的随钻堵漏剂。该堵漏剂对钻井液流变性影响小,可降低钻井液API滤失量,对沙床封堵后承压能力10 MPa,在TP328X井的应用表明,高强度弹性石墨颗粒复合凝胶堵漏对于高压差、高渗透漏失的工况,可以有效封堵漏层,特别适用于对于漏层不明、漏涌同层、裸眼等复杂井况。