高内相逆乳化钻井液体系的室内研究

为了有效降低油基钻井液的油相比例,研制了高内相逆乳化钻井液体系。该体系具有低油、低毒、低固相、较低成本的优异特性。该体系的配方为5#白油+30%CaCl2盐水+HFGEL-120型有机土(w=1%)+石灰(w=0.5%)+脂肪胺类乳化剂(w=3.6%)+自制酰胺类稳定剂(w=1%),油水体积比为50∶50,钻井液的密度为1.20~1.85g/cm3。室内性能评价结果表明:该高内相逆乳化钻井液体系性能良好,破乳电压为400~900V,抗温性达160℃,120~150℃高温高压滤失量≤10mL,流变性与传统逆乳化钻井液相当。进一步评价表明,该体系还具有良好的抗污染性、抑制性、储层保护性能。     

RAFT聚合制备嵌段聚合物结构对降滤失剂性能的影响

为了探究聚合物结构对降滤失剂性能的影响,选用AMPS作为阴离子组分、离子液体1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐（VeiBr）作为阳离子组分及AM作为中性组分,采用可逆加成断裂链转移自由基（RAFT）聚合法合成了一系列组成相同而结构不同的两性离子降滤失剂。通过调节单体加入顺序合成了3种结构精确、键接顺序不同、分子量分布窄且可控的聚合物结构,即无规共聚物、部分嵌段共聚物和完全嵌段共聚物,并评价了其流变性能、降滤失性能。结果显示在其他条件相同的条件下,无规分布聚合物的降滤失效果最好,而嵌段聚合物可用于制备高动塑比的流型调节剂。通过改变链转移剂加量,精确调节聚合物分子量,进一步分析了同一聚合物结构下不同分子量对其性能的影响。结果表明分子量越大,聚合物整体呈现黏度增大、降滤失性能得到改善的趋势。因此,无规序列结构的嵌段聚合物在钻井液降滤失剂中性能较好,同时分子量越大的聚合物更加具有优势,该研究为从结构出发研发高效降滤失剂提供了理论基础。     

天然气水合物储层仿生井壁稳定剂研制及其作用机理

针对南海天然气水合物弱胶结泥质疏松砂岩储层井壁坍塌、失稳难题,本文从模仿贻贝邻苯二酚基团水下粘附机理的思路出发,利用具有成膜性能的聚乙烯醇(PVA)和富含邻苯二酚和邻苯三酚基团的单宁酸(TA)复配,研制了一种能够在水下环境提高井壁稳定性的钻井液固壁剂—仿生强化井壁稳定剂(JBWDJ)。从主动提高粘土矿物颗粒间胶结强度、抑制粘土水化分散、膨胀和稳定水合物构型3个方面强化储层稳定。实验结果表明：JBWDJ浸泡16 h后的岩心土块保持形状完整且具有一定抗压强度,而被清水、聚丙烯酰胺、聚胺抑制剂等溶液处理后的岩心土块均呈散砂状;与未处理岩心相比,JBWDJ可将人造岩心抗压强度提高2.01倍;SiO2微球修饰的原子力探针与5%JBWDJ的粘附力达2314 nN;3%JBWDJ的水溶液处理后的页岩岩屑滚动回收率为80.85%,与清水(48.4%)、聚合物固壁剂(52.35%)和氯化钾(26.3%)溶液处理后的岩屑相比,可显著提高岩屑回收率;含3%JBWDJ的钻井液体系岩心膨胀高度仅为0.9 mm,与不含JBWDJ钻井液体系浸泡处理后岩心土块膨胀高度相比,可将膨胀高度降低50%。流变测试和储层保护实...     

大港油田重点区块保护油层钻井完井液体系设计与应用

大港油田部分重点产能区块属于中孔低渗油藏,非常容易发生油层损害。通过对这些区块油层基本特征、油层损害机理系统研究,优化设计了保护油层的理想充填型和广谱“油膜”暂堵型钻井完井液体系,并对2 种体系的油层保护效果进行了室内评价和现场应用效果对比。结果表明,广谱“油膜”暂堵型钻井完井液体系对油层的保护效果更佳,渗透率封堵率达到91.4%以上,渗透率恢复值高达99.3%,矿场测试的纯损害表皮系数接近0,阻止了钻井完井液中固相颗粒和滤液对油层的损害,实现了对油层的更好保护。     

新型降滤失剂CBF的制备与性能评价

羧甲基淀粉(CMS)作为钻井液降滤失剂使用时,存在不耐高温,抗剪切能力差等不足。本文以羧甲基淀粉为骨架,通过接枝单体丙烯酰胺AM和2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸AMPS合成得到了改性羧甲基淀粉。采用Design-Expert软件BBD模块相应面法对合成条件进行了优化,得到最佳合成条件为:羧甲基淀粉与混合单体(AM与AMPS的摩尔比为3:1)质量比为4.59:1、引发剂(硝酸铈铵/过硫酸钾)加量为6.2×10-3mol/L、反应温度为61℃、反应时间为2.3h。并以改性羧甲基淀粉为主剂,与成膜剂以2:1(质量比)的比例复配得到新型降滤失剂CBF。室内评价表明,CBF在淡水、盐水钻井液中均具有良好的降滤失效果,在盐水钻井液中加量为2%时,钻井液的API滤失量降为6.6mL;抗盐、抗钙能力强,抗NaCl至饱和,可抗8%CaCl2污染;具有较好的抗温性,在盐水钻井液中可耐150℃高温。     

大港油田聚/表二元复合驱注入参数的优选

针对大港油田港西三区注聚过程中出现的产油能力和吸水能力降低,聚驱效果变差的现状,开展了聚/表二元复合驱的室内实验研究,优选最佳的段塞注入参数。结果表明:使用的聚/表二元体系在0.2%≤Cs≤0.4%,1000 mg/L≤Cp≤2 000 mg/L时,体系黏度大于46.4 mPa·s,界面张力低于2.6×10-2 mN/m,二元复合体系符合现场驱油所需性能。通过室内填砂管实验,确定了分段段塞注入方案,最终采收率比水驱采收率提高了25.1%,具有良好的三次采油效果。     

一种酸化用无氟缓速酸的性能评价

针对辽河油田欢喜岭采油厂地区注水压力高、地层堵塞严重,常规土酸体系解堵效果差且有效期短等问题,用三氯化磷、有机酸和丙酮合成了一种酸化用无氟缓速酸。此缓速酸属有机磷酸类,单独使用不需复配其他HF酸或氟盐即可达到良好的降压增注效果。室内研究表明,60℃下反应48 h时,20%缓速酸溶液的溶蚀率为23.25%,缓速效果好于土酸和氟硼酸。酸液产生沉淀时的pH值为7～8,络合能力为500～600 g/L,可有效防止Fe（OH）₃、Al（OH）₃等二次沉淀的产生。天然岩心经20%缓速酸处理后的渗透率恢复值为173%,抗压强度损失为22.7%,是土酸处理的0.56倍。将缓速酸体系（20%缓速酸+3%黏土稳定剂BSA-101+0.1%缓蚀剂BSA-602+0.5%助排剂EL-11+0.1%破乳剂YBP-1）在辽河欢喜岭采油厂欢北区块现场应用两口井,注水压力降低5MPa以上,日注水量增加10m³以上。     

鄂尔多斯盆地延长组页岩气井壁稳定钻井液

针对鄂尔多斯盆地延长组页岩气水平井钻井过程中存在的裸眼井壁失稳问题,对该组地层进行理化性能分析,明确了导致页岩井壁失稳的主要因素,即钻井液滤液沿地层微裂缝进入地层引起伊蒙混层膨胀,岩石强度降低,为此提出了采用油包水乳化钻井液的技术对策。在此基础上,通过室内实验优选了一套页岩水平井油包水乳化钻井液。室内性能评价实验表明：该体系可加重至1.60 g/cm3,破乳电压高于800 V,抗温120℃,封堵突破压力为7.28 MPa,浸泡后对页岩强度影响较小,能够有效抑制页岩膨胀和封堵裂缝性地层,对于解决该区页岩气钻井过程中的井壁失稳问题具有指导意义。     

表面活性剂降压增注机理及其在镇北油田的应用

镇北油田低渗储层物性较差,受传统开发方式的影响,部分井存在注水压力高、上升速度快、能量消耗快、长期欠注等现象,常规的酸化解堵等措施有效期短、费用较高。为此,研制合成了新型氟碳表面活性剂FCS一08,能有效降低表面张力及界面张力,改变岩石表面润湿性。该项新技术在现场试验3口井,均取得了较好的降压增注效果,其中的镇298-307井注水压力降低32．3％,视吸水指数升高了87．04％。     

抗高温油基钻井液主乳化剂的合成与评价

以妥尔油脂肪酸和马来酸酐为主要原料合成了一种油基钻井液抗高温主乳化剂HT-MUL,并确定了妥尔油脂肪酸单体的最佳酸值及马来酸酐单体的最优加量。对HT-MUL进行了单剂评价,结果表明HT-MUL的乳化能力良好,配制的油水比为60:40的油包水乳液的破乳电压最高可达490 V,90:10的乳液破乳电压最高可达1000 V。从抗温性、滤失性、乳化率方面对HT-MUL和国内外同类产品进行了对比,结果表明HT-MUL配制的乳液破乳电压更大、滤失量更小、乳化率更高,整体性能优于国内外同类产品。应用主乳化剂HT-MUL配制了高密度的油基钻井液,其性能评价表明体系的基本性能良好,在220℃高温热滚后、破乳电压高达800 V,滤失量低于5 mL。HT-MUL配制的油基钻井液具有良好的抗高温性和乳化稳定性。