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。     

深井高密度盐水钻井液流变性控制技术

肯基亚克盐下油田属高压油气藏,石炭系灰岩油层孔隙压力系数高达1. 90~1. 94,裂缝发育,漏喷同层,钻井液安全密度窗口窄,极易出现先漏后喷的复杂局面,钻井液流变性成为影响井下压力平衡的重要因素。高密度盐水钻井液因固相含量高、固相容量限低,流变参数总体上偏高,调整和控制较为困难。在分析各种影响因素的基础上,建立了一套以控制劣质固相、维持化学抑制性和等浓度维护为核心的高密度盐水钻井液流变性控制技术。经肯基亚克盐下油田20多口井的现场应用,取得了流变参数大幅度下降,流变性显著优化的效果。     

适于塔里木油田克拉区块高密度钻井液的配制

克拉区块生储盖层钻遇第三系吉迪克组和下第三系膏盐层,含大段泥页岩和盐膏层,平均地层压力系数高.针对这一特点,优选出一种适合该区块的高密度钻井液体系,然后对塔里木油田常用加重剂、高分子聚合物增黏剂、降滤失剂进行筛选,并对处理剂的加量进行室内试验,确定出该区块的钻井液配方.该配方抑制性好,抗温性高,具有良好的流变性,高温高压滤失量低,能够满足克拉区块钻井工程及储层保护工作需要.     

新型高密度钻井液加重剂Mn_3O_4的研究及性能评价

分别用激光粒度仪、ζ电位仪、扫描电镜以及红外扫描动态稳定测试仪分析了四氧化三锰、重晶石、铁矿粉的粒度分布、表面电性、微观形状以及动力稳定性,对这3种加重材料单独加重及复配加重形成的高密度钻井液的性能进行了评价。结果表明:四氧化三锰颗粒小、呈球形、表面活性高、沉降速率小,加重形成的高密度钻井液表现出良好的流变性、沉降稳定性和润滑性;但高温高压滤失量增大,可以通过优选架桥粒子及降滤失剂得到一定程度的控制;与传统加重剂复配,在一定程度上可以弥补传统高密度加重材料的缺陷。综合考虑高密度钻井液性能,四氧化三锰是高密度钻井液理想的加重材料。     

抗220℃高温钻井液体系的室内研究

以抗高温钻井液体系高温流变稳定性和滤失量控制为重点,进一步确定体系配方并对抗高温钻井液体系配方进行优化.最终研制出一种能抗220℃高温,性能优良的有机硅钻井液抗高温体系;并对该体系性能进行了评价.该有机硅抗高温钻井液具有好的页岩抑制性、润滑性和井眼稳定性;滤失量小,滤饼薄且致密,可有效防止钻头泥包;携砂能力强,流变性容易控制;在高矿化度下,钻井液性能稳定,能抗6%NaCl和0.5%CaC12的污染,而且体系所用材料无毒、无荧光,适用于深井钻探.     

腐殖酸接枝共聚物超高温钻井液降滤失剂合成

基于抗高温处理剂分子设计,采用腐殖酸与丙烯酰氧丁基磺酸(AOBS)、丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）接枝共聚,通过正交实验,在综合考虑产物的水溶液黏度、产物对钻井液黏度和降滤失效果影响的基础上,进一步考察了腐殖酸用量,最终确定了合成配方：非离子单体与离子单体比1.5:1.0、离子单体中和度100%,反应混合物质量分数50%、腐殖酸用量34%,合成了相对分子质量低的AOBS AM AA/腐殖酸接枝共聚物。对钻井液性能进行了评价,并借助红外光谱和热分析对产物进行结构表征和热稳定性分析。实验结果表明,接枝共聚物热稳定性好,抗温达到240℃,在淡水、盐水和饱和盐水钻井液中均具有较好的降滤失作用,对钻井液黏度影响较小,在膨润土含量高的钻井液中具有一定的降黏作用,可以有效地控制钻井液的高温稠化,与SMC、SMP等具有良好的配伍性,用于密度2.57g/cm³的KCl钻井液中,可以有效地控制钻井液的高温高压滤失量和流变性。     

准噶尔盆地南缘高温高密度有机盐钻井液技术

有机盐钻井液具有抑制性强、抗高温等优良性能,目前主要在二开井段使用.三开及更深井段的地层温度高,抗高温磺化钻井液和油基钻井液体系面临严苛的环保压力,而当前有机盐钻井液在高温高密度条件下面临流变性恶化和滤失量大的问题.准噶尔盆地南缘复杂地层钻井困难,在二开用有机盐体系的基础上引入封堵剂改性纳米SiO2和聚合物降失水剂HF-1,并优化重晶石粒度级配,研制了可满足高温高压地层的高密度有机盐钻井液体系.结果 表明,影响有机盐钻井液性能的主要因素是降滤失剂和加重剂,室内评价表明该体系性能较之前明显改善,在密度为2.4 g/cm3、180℃条件下流变良好,且高温高压失水量为13.5 mL,滚动回收率高达97％,8h膨胀率仅4.7％,可抗盐至12％,抗钙污染为2％,抗岩屑污染10％.研究可为准噶尔盆地南缘复杂深井地层钻井提供高温高密度有机盐钻井液体系.     

甲基葡萄糖苷钻井液研究

以廉价的淀粉代替葡萄糖作为主要原料 ,直接与甲醇反应合成了甲基葡萄糖苷 (MEG) ,并对合成样品的部分理化性能、在粘土上的吸附规律、生物降解特性以及对岩心半透膜效率的影响规律等进行了测定。用合成的甲基葡萄糖苷配制了淡水、盐水和饱和盐水 3种钻井液配方 ,并对 3种配方的常规性能、高温性能、抗污染性能和活度进行了室内评价。结果表明 ,用淀粉合成的甲基葡萄糖苷 ,在理化性能上与用葡萄糖制备的试剂样品接近 ,用其配制成的钻井液具有活度低、高温稳定性好、流变性易调整和抗污染能力强等特点 ,且具有改善页岩膜效率的作用 ,无毒 ,易生物降解 ,是理想的环保型钻井液体系。     

甲基葡萄糖苷钻井液研究

以廉价的淀粉代替葡萄糖作为主要原料,直接与甲醇反应合成了甲基葡萄糖苷（MEG）,并对合成样品的部分理化性能、在粘土上的吸附规律、生物降解特性以及对岩心半透膜效率的影响规律等进行了测定。用合成的甲基葡萄糖苷配制了淡水、盐水和饱和盐水3种钻井液配方,并对3种配方的常规性能、高温性能、抗污染性能和活度进行了室内评价。结果表明,用淀粉合成的甲基葡萄糖苷,在理化性能上与用葡萄糖帛备的试剂样品接近,用其配制成的钻井液具有活度低、高温稳定性好,流变性易调整和抗污染能力强等特点,且具有改善页岩膜效率的作用,无毒,易生物降解,是理想的环保型钻井液体系。     

硅酸钾钻井液体系的实验研究

考察了氯化钾和硅酸钾对钻井液流变性和失水造壁性的影响规律。建立起硅酸钾钻井液体系配方,即:4%土浆+3%硅酸钾+0.5%JT888-Ⅲ+3%FDJ-1+2%QS-2+2TY540+3%SMP-Ⅱ。综合实验结果表明,该配方配制的硅酸钾钻井液体系具有优良的流变性、失水造壁性和抑制性,优于相同加量下的氯化钾钻井液体系。同时,该体系还具有良好的热稳定性和抗污染能力(5% NaCl、0.7% CaSO4),抗温能力强(达120℃)。     

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     

无固相/低固相聚合物钻井液低温流变特性

研究低温条件对钻井液流变性的影响,对保证在冻土地区天然气水合物钻探安全顺利的开展有着重要的意义。通过对实验室研制出的无固相聚合物钻井液与低固相聚合物钻井液流变性进行对比研究,分析两种不同类型的钻井液低温流变性的变化规律。采用赫-巴模式中的参数对无固相与低固相聚合物钻井液的流变性能进行分析比较。对无固相聚合物钻井液与低固相聚合物钻井液建立了预测黏度与温度关系的数学模型。实测数据验证表明,数学模型拟合度高,可在现场根据不同类型的钻井液采用不同的模型进行分析研究。最后采用扫描电镜对两种体系钻井液的低温流变性进行了微观机理分析。     

高密度钻井液条件下的顶替效率

顶替效率是固井施工过程中最难控制的因素,提高注水泥的顶替效率能有效驱替钻井液、清除钻井液虚泥饼,从而提高水泥胶结质量和水泥环密封性能。是防止油、气、水窜的前提。随着开采工艺的发展,对固井顶替效率提出了更高的要求：影响顶替效率的因素复杂多变,本文针对影响顶替效率几大重点因素展开深入研究,结合大庆油田近几年来使用越来越多的高密度钻井液引起的固井顶替效率低的实际,通过对现场的实测数据进行综合分析,为大庆油田高密度钻井液井的固井施工设计及提高顶替效率措施提供依据。     

KL植物胶钻井液特性及其减振机理

结合某地区的地质特征,对KL(苦苈)植物胶及其添加剂(NaOH与水解聚丙烯酰胺)进行室内试验,配制KL植物胶钻井液,并对KL植物胶钻井液的具备的流变性,粘弹性的变化规律进行探讨,最后对其减振机理进行论述。研究结果表明NaOH与水解聚丙烯酰胺(PHP)对KL植物胶流变特性有较大影响,主要表现在对其动切力及表观粘度的提升都有很好的促进作用;同时实验现象表明KL植物胶钻井液是粘弹性流体,添加剂NaOH与PHP可提高KL植物胶的粘弹性;KL植物胶钻井液的减振与其拥有良好的流变性与粘弹性关系密切,主要表现为粘弹减振,成膜效应与流变循环特性。     

羟乙基甲壳素水溶液的流变性能研究

质量分数为1.0 %～2.8%的羟乙基甲壳素水溶液为剪切变稀的假塑性流体,流动曲线符合幂律定律,利用多元线性回归方法对实验数据进行处理,获得恒定温度下稠度因数和非牛顿指数的经验关系式。在 25℃～45℃温度范围,求出不同质量分数的溶液的流动活化能为4～16kJ/mol,得出黏流活化能与质量分数的经验关系式。用“剪切静置法”研究了pH值和加入不同价态的电解质对溶液的触变性的影响,均表现出正触变性。     

EPDM与PP流变性能及其体系形态影响因素分析

EPDM／PP体系各组分材料的流变性能测试表明,两者均为假塑性流体且黏度比大,要比一般聚合物共混物难加工．通过EPDM／PP体系能耗速率数学模型的建立,分析了流场强度、振动强度、相态尺寸、流变参数对体系形态的影响．随着振动强度的增加,共混体系的稳定裕度增大,EPDM为分散相时其粒径必须足够小才能获得高性能制品,改变流场强度和流变参数亦可实现对EPDM／PP体系形态的控制．     

冀中坳陷潜山内幕油气藏钻井井壁稳定分析

冀中坳陷潜山内幕油气藏钻井过程常面临恶性井漏、井塌和卡钻等复杂情况。通过对华北油田冀中坳陷20余口井的地质工程等资料进行分析,总结了潜山内幕油气藏影响井壁稳定因素:下第三系地层稳定性差(硬脆性泥页岩易垮塌,微米级微裂缝极为发育,岩性复杂多变和地层存在多套压力系统),潜山内幕碳酸盐岩储层孔洞裂缝极为发育,断层和潜山风化壳形成破碎带以及深层井底高温影响。针对井壁稳定影响因素提出相应技术措施:增强钻井液对下第三系硬脆性泥页岩的抑制和封堵性,其中对微裂缝的封堵是关键,异常压力和复杂岩性段要合理设计井身结构,优化钻具组合;碳酸盐地层重点是强化裂缝封堵,且密度是防漏控制因素,与地层压力近平衡的低密度水包油乳化钻井液防漏效果好;利用软化点适当及粒度分布合适的可变形封堵材料对破碎地层形成快速封堵并适当提高钻井液密度有利于井壁稳定;对井底高温情况要选用合适的抗高温钻井液体系,关键要维护好高温高压条件下钻井液的性能,提高其抗温能力,维持高温高压下胶体稳定,稳定流变性能和滤失量。     

含水超稠油管输流动特性实验研究

针对辽河油田超稠油的管道输送问题,基于流体力学理论,建立了合理的含水超稠油流变特性物理评价模型。在模拟实际生产条件下,利用所建物理模型对辽河油田杜229生产区块含水超稠油的流动特性进行了实验研究,分析了温度、含水率、流量对超稠油流变性的影响,确定了不同温度和含水率条件下含水超稠油的流变特征。结果表明,含水超稠油的流变模式呈假塑性流体特征。温度和含水率对含水超稠油的流动特性均有明显的影响,温度升高,视粘度下降。含水超稠油的表观粘度随含水率的变化存在一个使粘度发生反转的临界值,临界含水率在50%左右。随流量增加,含水超稠油的表观粘度呈降低趋势,同时流量影响管径选择和输送距离等管输参数。该研究结果为实现超稠油集输和管网合理设计提供了可靠的依据。