不同渗透率储层应力敏感性试验对比

针对低渗油气田开发中存在的应力敏感性损害,选取天然储层岩心,开展不同渗透率储层应力敏感性试验对比研究,建立渗透率与有效应力之间的数学关系。对应力敏感性损害机制进行分析。基于平面径向流渗流理论,计算应力敏感性损害对低渗油田产能的影响。结果表明:随有效应力增加,中、高渗储层属于"缓慢下降"型应力敏感性损害模式,储层损害程度较弱;低渗、超低渗储层则属于"先快后慢"型应力敏感性损害模式,储层损害程度较强;储层孔喉结构特征及其尺寸分布是储层应力敏感性损害的主要控制因素;在油井井壁附近存在"渗透率漏斗",一定程度上影响了油井产能。     

页岩气储层损害机制及保护水基钻完井液技术

针对页岩气藏特征及开采方式,通过X射线衍射、扫描电镜分析、气体膨胀置换法、脉冲衰减法和敏感性评价等手段,分析胜利油田沙河街组页岩气储层潜在损害因素及敏感性损害程度。提出页岩气储层保护水基钻完井液对策,研选出微乳型页岩气储层保护剂YYBH-1和聚胺类表面水化抑制剂BMYZ-1,研制出页岩气储层水基钻井液体系。结果表明:该页岩气储层黏土矿物以伊利石为主,孔隙度分布在0.45%~2.50%,平均孔隙直径主要在4.54~6.17 nm,渗透率小于0.026×10-3μm2,为低孔超低渗储层;页岩气储层存在中等偏弱水敏性和碱敏性损害以及中等程度应力敏感性损害;页岩气储层水基钻井液体系能有效防止水敏性,增强水的返排能力,降低页岩渗透率损害率和对甲烷气体的吸附能力,具有优良的页岩气储层综合保护作用。     

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。     

改性多元醇防塌剂的研制及其作用机理研究

通过降解和阳离子化反应,研制出了抑制性好而增粘负效应较低的改性多元醇防塌剂SD-306;通过红外光谱分析了改性多元醇防塌剂的分子结构,证明阳离子化反应引入了正氮基团;通过滚动分散、电动电位测量、粒度分布测量、吸附以及压力传递等实验手段,探讨了改性多元醇防塌剂的作用机理.结果表明,改性多元醇的防塌机理主要为通过吸附包被防止泥页岩颗粒水化分散;多元醇吸附在泥页岩颗粒表面,改变其表面电荷,压缩扩散双电层,抑制泥页岩颗粒水化;吸附于地层岩石表面成膜,覆盖裂缝和孔隙表面,从而阻缓压力和钻井液滤液传递.     

气侵条件下裂缝性地层漏失模拟实验

顺北区块裂缝性储层发育,气侵和漏失复杂同存,严重制约了该地区的油气田开采.总结了顺北区块裂缝性储层气侵和漏失现状,并指出"先漏失后气侵"与"先气侵后漏失"两种漏溢同层模式.基于自制的钻井液动滤失与长裂缝封堵模拟实验装置,利用不同宽度楔形长裂缝模型,通过改变裂缝倾角、钻井液正压差和裂缝缝宽等不同裂缝性地层模拟情况,分析了气侵条件下裂缝性地层钻井液漏失规律.结果表明,垂直裂缝形成的封堵层最致密,气侵条件下承压能力较高,钻井液漏失深度为37.8 cm,但反向承压可达0.35 MPa,超出水平缝25％;钻井液正压差越大,漏失深度越大,3 MPa正压差漏失深度高达100 cm,比1 MPa条件下超出1倍;缝宽越大,漏失深度越大,形成的封堵层越多且致密,承压能力有一定提升,3 mm缝宽反向承压能力达1.12 MPa,超出1 mm缝宽65％,但气侵速度高达1.69 L/min.     

聚胺高性能水基钻井液特性评价及应用

根据泥页岩水化特点和多元协同抑制思路,构建了聚胺高性能水基钻井液。介绍了该体系的关键处理剂聚胺页岩抑制剂、包被抑制剂、铝盐封堵防塌剂和清洁润滑剂。通过屈曲硬度实验和粘结实验对比评价了聚胺高性能水基钻井液与几种典型防塌钻井液的性能。结果表明,聚胺页岩抑制剂能在低浓度下最大限度降低黏土水化层间距,有效抑制黏土水化膨胀。聚胺页岩抑制剂与铝盐封堵防塌剂复配后能显著阻缓孔隙压力传递。聚胺高性能水基钻井液抑制性和清洁润滑性突出,与油基钻井液接近。聚胺高性能水基钻井液在胜利油田田305区块进行了成功应用,解决了该区块泥页岩井壁失稳问题。     

酰胺基流变性调控剂研制及其作用机制

基于分子结构优化设计,研制两种酰胺基流变性调控剂Amide-1和Amide-2,与普通流变性调控剂对比考察其提切效果,并通过乳液液滴粒径和流变性测试,探讨其与乳化剂作用机制。结果表明:Amide-1和Amide-2对有机土/白油分散体系的塑性黏度影响较小,提高切力效果明显,随温度升高切力降低程度小;该流变性调控剂对乳液液滴粒径影响小,有利于乳液稳定,优化乳化剂复配可使粒径变化率由52.2%降低至14%,并能将乳化剂/有机土分散体系低剪切速率下的黏度降低率由50%减至14.1%,高剪切速率下黏度维持在5 mPa·s,从而有效提高体系结构强度;与乳化剂协同作用使乳液液滴平均粒径变化小,对体系黏度影响小。     

改性多元醇防塌剂的研制及其作用机理研究

通过降解和阳离子化反应，研制出了抑制性好而增粘负效应较低的改性多元醇防塌剂SD-306；通过红外光谱分析了改性多元醇防塌剂的分子结构，证明阳离子化反应引入了正氮基团；通过滚动分散、电动电位测量、粒度分布测量、吸附以及压力传递等实验手段，探讨了改性多元醇防塌剂的作用机理。结果表明，改性多元醇的防塌机理主要为：通过吸附包被防止泥页岩颗粒水化分散；多元醇吸附在泥页岩颗粒表面，改变其表面电荷，压缩扩散双电层，抑制泥页岩颗粒水化；吸附于地层岩石表面成膜，覆盖裂缝和孔隙表面，从而阻缓压力和钻井液滤液传递。     

钻井废弃物高强度固化处理新技术

为消除钻井废弃物的环境影响并赋予其较高资源化利用潜力,采用改性氯氧镁水泥,对钻井废弃物进行高强度固化处理,优化固化体系各组成比例,用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析固化产物组成及微观结构,并评价其浸出毒性.结果表明:固化钻井废弃物原料组成对其抗压强度有较大影响,最优比例的固化体系,经过压实成型,环境温度下养护,其14 d抗压强度最高可达38 Mpa;胶结材料水化产物中大量的5Mg(OH)2·MgCI2·8H2 O使固化试样产生较大的抗压强度,粉煤灰活性组分反应产物提高了固化物的性能这是晶体共生产生的机械嵌合作用和独特的空间网状结构的结果;固化物浸出毒性符合国家环境标准要求;处理后的钻井废弃物具有较高的抗压强度和环境相容性,处理工业废弃物量高达65.7%.     

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。