硅酸盐钻井液的组成与流变性的关系

配制了一系列钻井液,并对其流变性进行了测试,研究了硅酸盐钻井液的组成对其流变性的影响。试验结果表明,未水化粘土和岩屑的积累使硅酸盐钻井液粘度和切力迅速升高,这是硅酸盐钻井液流变性变差的首要因素。较高模数的硅酸盐对各种浓度的膨润土基浆均有解絮凝和降粘作用,而对含有许多劣土和处理剂的钻井液有显著的增粘作用。硅酸盐阳离子中钾／钠值越高,对基浆的降粘作用就越小,对钻井液的增粘作用则越大。简单盐对硅酸盐钻井液具有一般的常规作用;对组成基本相同、而ｐＨ值不同的钻井液,加入硅酸盐能减小其粘度差别。     

硅酸盐钻井液室内评价与研究

着重对硅酸盐钻井液的性能进行研究。通过分析硅酸盐钻井液体系稳定井壁的机理,优选了基浆和与硅酸盐配伍性好的有机处理剂。结合硅酸盐钻井液在辽河油田的岩样中的应用进行室内评价研究,得出一套完整的硅酸盐钻井液体系配方,并对该配方进行综合性能的评价。     

硅酸盐钻井液的室内研究

为了提高大位移井钻井液携砂能力并增强钻井液的抑制性,对新开发的硅酸盐钻井液的流变性和抑制性进行室内研究,抑制性研究采用滚动回收率法和高温高压膨胀法,实验结果表明：硅酸盐钻井液的抑制性好,切力较高：但滤失性能较难控制;硅酸盐加量在1.5%-3%较为合适,有机处理剂和粘土含量影响钻井液的流变性能,KCl加量过多会破坏钻井液性能,开发的硅酸盐钻井液携砂性能好,具有较强的抑制性,可应用于大位移井非油层段钻进。     

硅酸盐钻井液的室内研究

为了提高大位移井钻井液携砂能力并增强钻井液的抑制性 ,对新开发的硅酸盐钻井液的流变性和抑制性进行室内研究 .抑制性研究采用滚动回收率法和高温高压膨胀法 .实验结果表明 :硅酸盐钻井液的抑制性好 ,切力较高 ,但滤失性能较难控制 ;硅酸盐加量在 1 .5 %～ 3 %较为合适 ,有机处理剂和粘土含量影响钻井液的流变性能 ,KCl加量过多会破坏钻井液性能 .开发的硅酸盐钻井液携砂性能好 ,具有较强的抑制性 ,可应用于大位移井非油层段钻进     

硅酸盐钻井液防塌机理研究与应用

利用Zetasizer3000电位-粒度仪、Turbiscan红外分散稳定仪、Novasina活度仪以及SHM泥页岩水化-力学耦合模拟实验装置等先进的实验仪器和研究手段，对硅酸盐钻井液防塌作用机理进行了深入研究，并开发了一套硅酸盐钻井液配方。研究结果表明，5%硅酸盐水溶液的粒度分布较窄，协同使用的无机盐最佳加量为3%，且受硅酸盐模数和pH值影响较大;硅酸盐胶体溶液zeta电位为-41.0～-31.0 mV时，对泥岩钻屑分散体系具有很强的稳定作用;硅酸盐与泥页岩作用可以形成致密的“隔膜”，具有较理想的阻缓滤液侵入和压力传递作用。现场试验表明，该配方流变性合理、抑制性强，达到了稳定井壁的预期目的。     

硅酸盐钻井液防塌机理研究与应用

利用Zetasizer3000电位-粒度仪、Turbiscan红外分散稳定仪、Novasina活度仪以及SHM泥页岩水化-力学耦合模拟实验装置等先进的实验仪器和研究手段,对硅酸盐钻井液防塌作用机理进行了深入研究,并开发了一套硅酸盐钻井液配方.研究结果表明,5%硅酸盐水溶液的粒度分布较窄,协同使用的无机盐最佳加量为3%,且受硅酸盐模数和pH值影响较大;硅酸盐胶体溶液zeta电位为-41.0～-31.0 mV时,对泥岩钻屑分散体系具有很强的稳定作用;硅酸盐与泥页岩作用可以形成致密的"隔膜",具有较理想的阻缓滤液侵入和压力传递作用.现场试验表明,该配方流变性合理、抑制性强,达到了稳定井壁的预期目的.     

一种硅酸盐钻井液的研究及在靖边气田的应用

针对长庆地区靖边气田水平井钻井中遇到的地层造浆、垮塌、钻头泥包等问题,分析钻井液的技术难点,选用一定模数的硅酸盐与有机抑制剂复配,研制出强抑制无土相防塌硅酸盐钻井液体系.确定了体系基本配方并对体系的性能进行了评价.在靖平33-01井和靖平34-11井等多口井进行了现场应用,取得了良好的效果.室内外实验结果表明,体系抑制性、防塌性、润滑性良好.     

环保型钻井液技术研究与发展方向

介绍了近年来几种环保型钻井液体系的研究及应用进展情况，其中包括聚合醇钻井液体系、多元醇钻井液体系、合成基钻井液体系、烷基葡萄糖钻井液体系、甲酸盐钻井液体系和硅酸盐钻井液体系，且对这6个钻井液体系的作用机理和适用性进行了详细的分析，并总结了近两年来新研制开发的环保型钻井液处理剂，最后指出了目前环保型钻井液技术存在的问题，对环保型钻井液技术的发展方向进行了展望。     

磁化钻井液应用性试验研究

在较大的场强范围内．对钻井液应用性磁化参数进行了试验研究．结果表明，磁处理技术在降粘、降切和抑制粘土造浆方面，具有其它处理工艺不可替代的良性作用．文中介绍了关于磁记忆时间、磁化级数和次序、钻井液密度及磁化强度等方面的试验与结论，认为选用磁场强度为５００ｍＴ的磁化器，效果较好；如同时考虑使用效果和价格性能比，则以设置２００ｍＴ和５００ｍＴ的磁化器各一台为宜     

油田钻井液增粘剂聚丙烯酸钠的合成研究

介绍了钻井液增黏剂的作用和一些常用的钻井液增黏剂,然后在实验的基础上研究了以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和氢氧化钠(NaOH)为原料合成聚丙烯酸钠(PAAS)的方法。在通过初步探索性实验后,拟定了4水平3因素的正交实验方案,合成了九个实验样品。通过比较同样加量的样品对淡水基浆所产生的增黏率的大小,筛选出最佳的实验配方。增黏性能评价实验结果表明:当丙烯酸,丙烯酰胺,引发剂占总单体的质量百分比分别为54%,25%和1%时,聚合反应的温度为70℃时,所合成的聚丙烯酸钠在加量为1%的时候对基浆的增黏率就可达到243.1%,对基浆具有很好增黏效果。     

环保型钻井液技术研究与发展方向

介绍了近年来几种环保型钻井液体系的研究及应用进展情况 ,其中包括聚合醇钻井液体系、多元醇钻井液体系、合成基钻井液体系、烷基葡萄糖苷钻井液体系、甲酸盐钻井液体系和硅酸盐钻井液体系 ,且对这 6个钻井液体系的作用机理和适用性进行了详细的分析 ,并总结了近两年来新研制开发的环保型钻井液处理剂 .最后指出了目前环保型钻井液技术存在的问题 ,对环保型钻井液技术的发展方向进行了展望     

莺琼盆地高温高密度水基钻井液流变性调控方法

南海莺琼盆地高温高压地层钻井安全密度窗口窄,对钻井液流变性要求苛刻,而高密度钻井液因固相含量高其流变性调控难度大,因此研究高密度钻井液流变性的影响因素和调控方法对确保该地区高温高压钻井安全至关重要。本文提出通过控制钻井液处理剂液相粘度来调节水基高温高密度钻井液流变性新方法,并通过毛细管黏度法评价了莺琼盆地两套高温高压水基钻井液体系的流变性能以及液相黏度,对高密度水基钻井液流变性影响因素进行了评价和分析。结果表明,钻井液的液相黏度和固相含量是影响高密度钻井液的关键因素,钻井液体系的液相黏度由处理剂液相黏度决定,而固相含量主要由加重材料的品质决定。进一步评价结果表明,磺化类降失水剂液相黏度最低,其次为改性天然高分子降失水剂,合成类的聚合物型降失水剂液相黏度最高;钻井液在相同组成和密度条件下,重晶石品质越高,即密度越高,粒径越小,所配制的高密度钻井液流变性越优。由研究结果可得出,选择低液相黏度处理剂、低剂量膨润土和优质重晶石是高密度水基钻井液流变性调控的主要技术手段。     

深井抗高温高密度盐水钻井液实验研究

常用的高密度盐水钻井液在使用过程中存在钻井液增稠、流变性难以控制等现象,为了保证正常钻井,减少储层伤害,确定合适的钻井液体系是很有必要的.根据常用的钻井液配方,通过大量室内试验对影响高密度盐水钻井液流变性的因素进行了分析,并确定了该钻井液体系的最佳配方.分析结果表明影响高密度盐水钻井液流变性的主要因素是烧碱含量和膨润土含量,其次是密度与加重材料的种类,加重材料的复配是控制高密度盐水钻井液流变性、滤失性的有效方法之一.优选配方的钻井液配方性能能够满足迪那区块高温条件下对钻井液的要求.     

一种高效环保润滑剂ZYA的制备及其在硅酸盐体系中的适用性评价

由于硅酸盐体系的高碱性,实验室常用酯类、植物油类等环保润滑剂与其配伍性较差,导致硅酸盐体系润滑性能差、易起泡,现场使用时易造成托压等问题。实验室以脂肪酸酯、用两性表面活性剂改性的纳米石墨和磷酸酯为原料,通过独特的合成工艺,得到含羟基(—OH)、醚键(—O—)、磷酸基团(—H_2PO_4)和酯基(—COOR)的耐高温和抗磨性能良好的环保润滑剂ZYA,并评价了其在基浆和硅酸盐体系中的性能以及对环境的影响。结果表明, ZYA适用性较为广泛、抗温可达160℃,且硅酸盐体系与其具有良好的配伍性。在淡水基浆和海水基浆中分别加入1.5%的ZYA润滑剂,其可以使基浆的润滑系数降低80%～90%,抗磨砝码都达到10块; ZYA润滑剂能明显优化硅酸盐体系润滑性,并有效改善在高速剪切下硅酸盐体系起泡情况;与硅酸盐体系配伍性较好,且易降解,使得硅酸盐体系保持较好的环保性,对环境无不良反应,优化了硅酸盐体系性能,对于硅酸盐体系的推广应用起到积极作用。     

两性离子降粘剂AMTA性能研究

通过对已合成的新型、高效两性离子降粘剂ＡＭＴＡ（ａｍｐｈｉｏｎｔｈｉｎｎｉｎｇａｇｅｎｔ）在粘土表面的吸附量、Ｚｅｔａ电位、以及对不同类型钻井液降粘率的测定并与ＳＳＭＡ所得到的结果进行比较。发现ＡＭＴＡ很容易被吸附在粘土表面,饱和吸附量达５０ｍｇ／ｇ,并且对粘土的（ζ）影响不大,对粘土的水化分散有一定的抑制作用,在粘土浆和聚合物浆中,均有很高的降粘率。这是由于ＡＭＴＡ分子结构中有季胺阳离子存在,因此在粘土浆中很容易吸附在粘土片带负电荷的平表面上,拆散粘土颗粒间形成的卡片房子结构加上抑制粘土水化分散而降粘;加入ＡＭＴＡｗ为０１％时,降粘率达９０％以上。在聚合物浆中ＡＭＴＡ通过季胺阳离子对粘片带负电荷的平表面上的强吸附而将聚合物从粘土上顶替下来,拆散粘土与聚合物间的空间网状结构而降粘。加入ＡＭＴＡｗ为０１％时降粘率达６０％以上。     

超高温抗盐聚合物降滤失剂的研制及应用

针对当前国内外超高温水基钻井液高温稳定性及滤失性调控技术难题,研制出超高温抗盐聚合物降滤失剂HTP-1,对其作用机制进行分析,并在胜科1超深井和泌深1超深井进行应用试验。HTP-1的作用机制主要有两方面,一是在黏土颗粒上的吸附量大并且吸附牢固,在化学环境和温度改变情况下吸附量变化小,二是改善钻井液体系中的颗粒粒径级配、降低滤饼的渗透率和改善其可压缩性;HTP-1抗温达240℃,抗盐超过20%,在各种基浆中的降滤失效果优于国内外同类处理剂,可以满足超深井超高温钻井需要。     

硅酸盐钻井液稳定井壁机理分析

以硅酸钾或硅酸钠为主要处理剂的硅酸盐钻井液体系近年来应用较多,该类体系具有很强的稳定井壁能力和环境相容性,其稳定井壁机理不同于其它常用水基泥浆体系。文中在介绍该类泥浆体系及应用情况基础上详细分析了其稳定井壁机理,认为有四个方面:①快速在近井壁堵塞孔隙和微缝,阻止滤液进入地层,减少压力穿透;②抑制页岩中粘土矿物水化;③硅酸盐和粘土矿物发生反应;④其它无机盐的协同稳定作用。     

环保型改性纳米碳酸钙降滤失剂的合成与性能评价

纳米碳酸钙在钻井液中具有降滤失及封堵作用、且环保,但分散性差、易团聚,导致效果不理想。使用硅烷偶联剂对纳米碳酸钙进行表面改性,再通过自由基共聚法将抗温、抗盐单体接枝到改性纳米碳酸钙表面,得到改性纳米碳酸钙降滤失剂SDNPJ-2,采用红外光谱(FTIR)、热重分析进行表征,同时对比评价其综合性能,通过对膨润土基浆粒径、zeta电位分析,滤饼扫描电镜(SEM)分析,考察SDNPJ-2在黏土颗粒上的吸附特征,研究改性纳米碳酸钙降滤失剂在水基钻井液中的降滤失机制。结果表明：SDNPJ-2可抗230℃高温;1%SDNPJ-2可分别使4%膨润土基浆、25%盐水基浆、10%CaCl₂基浆150℃/(16 h)老化后的API滤失量降低70%、89%和85%,可抗氯化钠250 000 mg/L、抗氯化钙100 000 mg/L,降滤失效果优于国外同类目前最优产品Driscal D;生化需氧量(BOD₅)为558 mg/L、BOD₅/COD(化学需氧量)达22.6%,可生物降解;SDNPJ-2通过酰胺基团吸附于黏土表面、改善其分散性,优化体...     

抗温抗盐聚合物降滤失剂的研制及其作用机制

针对当前国内外超高温水基钻井液滤失性及高温稳定性调控难点,新研制出抗240℃高温、抗盐聚合物降滤失剂HTP–1。热重分析表明,HTP–1分子链热解温度达320℃以上,热稳定性强;在各种钻井液基浆中的降滤失作用评价结果表明,HTP–1在钻井液中具有优异的抗高温(240℃)抗盐(饱和)、抗钙(0.5%)降滤失作用,优于国内外同类产品。通过吸附实验、粒度分布测量、胶体稳定性测试和泥饼压缩性测试等手段,探讨了HTP–1的降滤失作用机理:(1)在粘土颗粒上的吸附量大且吸附牢固,受矿化度、pH值和温度的影响小;(2)老化(240℃/16 h)前后均能明显改善泥饼可压缩性,降低其渗透率;(3)增强钻井液体系的胶体稳定性,改善其中的颗粒粒径级配。     

抗高温低聚物KGDP的研制及在深井钻井中的应用

基于分子结构优化设计和单体优选,合成了抗高温抗盐低分子量聚合物KGDP,评价了其分子链热稳定性和在水基钻井液基浆中的抗温抗盐降黏效果,并将其应用于我国目前井底温度最高的2口深井——胜科1(236℃)和泌深1井(241℃)中。结果表明:新研制的低分子量聚合物KGDP分子链热稳定性强,热解温度在330℃以上;在水基钻井液基浆中的抗温能力达240℃以上,降黏效果优于国内外同类降黏剂;在胜科1井的超高温、高矿化度、高固相含量的苛刻条件下以及泌深1井241℃的极高温度下发挥了流型调节作用,有效控制了钻井液的黏度、切力,确保了这两口超高温深井的顺利施工。