环保型可回收钻井液体系研究

随着新环保法的实施以及人们对环境的日益重视,钻井液不落地在环境脆弱区块已成为钻井的必要条件,钻井液与岩屑需要分开处理, 钻井液进行性能维护后直接回用, 或处理成清水后回用;这对钻井液体系提出了更高的要求。为了解决固液分离率低、难于降解等问题,对钻井液处理剂及加量进行优选,最终形成了环保型可回收钻井液体系。室内试验结果表明,120℃/3.5MPa条件下的高温高压滤失量是11ml, 24h沉降后上下层密度差仅为0.0113 g/cm₃,岩屑回收率为96.87%,润滑系数为0.15。环保型可回收钻井液的环保性能较好, BOD、COD值较低,易生物降解,EC₅₀≥36000mg/L,满足排放限制标准。研究结果表明,环保型可回收钻井液体系的流变性、稳定性、抗污染性、润滑性、抑制性和环保性能良好,可满足钻进需求及环保要求。     

页岩气水平井防塌水基钻井液体系研究

为解决油基钻井液在页岩气水平井中应用时带来的环保问题和钻井液处理成本较高的问题,通过室内实验优选出了性能优良的封堵剂、抑制剂和润滑剂,并结合其他处理剂,研究出一套适合页岩气水平井的防塌水基钻井液体系,室内对其综合性能进行了评价.结果表明:钻井液体系经过130℃老化后,其流变性能稳定、滤失量较小,具有良好的耐温性能;钻井液体系低渗砂盘封堵实验的瞬时滤失量和静态滤失速率分别为0.6 mL和0.33 mL/min,具有良好的封堵性能;钻井液体系的抑制性能和润滑性能与现场油基钻井液体系基本相当,能够很好的起到抑制页岩水化分散和降低摩擦阻力的作用;另外,钻井液体系中加入20％NaCl、2％CaCl2和20％岩屑后,体系老化前后的流变性能和滤失量变化均不大,说明体系具有较强的抗污染能力.现场应用结果表明,使用防塌水基钻井液施工的X-101井钻井过程顺利,各项施工参数均达到设计要求,并且与前期已钻井X-3HM井相比,钻井周期、井下复杂时间以及平均井径扩大率均明显降低,水平段钻速明显提高,达到了良好的钻井效果.     

渤海油田水基钻井液体系优化研究

通过对渤海油田水基钻井液体系进行优化,并对钻井液固液分离技术进行研究,配套固控处理措施,建立渤海湾NaCl+KCl/PF-COK抑制剂的一套环保型水基钻井液体系,对现场所用钻井液进行回收压滤,最大限度实现钻井液的可循环再利用,减少废弃物总量和降低废弃物处理难度,使钻井液体系达到减量化处理和可回收再利用效果,降低海上废弃钻井液的运输成本和处理成本,实现海上钻井液减排的同时实现降本。目前通过压滤装置可以实现每100 m3废弃钻井液压滤80 m3滤液继续配制钻井液回用,20 m3滤饼再处理,实现减排80%。     

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.     

一种生物合成基钻井液在长宁气田的应用

针对页岩气水平井用油基钻井液环境污染性强、废弃物处理难度大等缺点,开展了一种新型的页岩气井用环保型钻井液体系研究。通过生物合成基础油制备和系统配方性能实验评价,研发了一种以改性植物油为连续相,盐水为分散相的油包水乳化钻井液体系;该体系不含芳香烃等组分,易生物降解,废弃物满足环保标准。将生物合成基钻井液在长宁气田HA平台3口井中进行了应用,应用效果表明,该体系抑制性、封堵性和润滑性好,能保障钻井、电测和下套管等作业顺利施工,环保风险和废弃物处理成本低。     

国产油基钻井液CQ-WOM与哈里伯顿油基钻井液INNOVERT应用分析

为了满足国内对非常规能源页岩气进行开采,研制出一套适合在页岩层钻进的油基钻井液体系CQ-WOM。对比哈里伯顿油基钻井液INNOVERT体系,在一定温度范围内,具有更好的热稳定性。通过室内研究和四川威远-长宁区块现场应用情况表明,国产油基钻井液CQ-WOM具有较好的抑制泥页岩水化分散的能力;封堵性与滤失造壁性能优异,高温高压滤失量小于3.5 m L(测试温度120℃),能够降低滤液对储层的伤害;具有较好的乳化稳定性,ES值大于1 000 V;抗岩屑污染能力强;维护和处理工艺简单,可操作性强。     

基于赫巴模式的页岩气水平井岩屑床清除工具安放间距

岩屑床清除工具可有效地解决页岩气水平井岩屑沉积的问题,安放间距是岩屑床清除工具的重要设计参数,与钻井液性能相关。建立了基于赫巴模式的页岩气水平井岩屑床清除工具安放间距计算模型;对影响安放间距的参数（岩屑颗粒直径、稠度系数、流型指数、屈服值、钻井液密度、钻井液排量）进行了敏感性分析。结论表明：在满足井眼清洁的条件下应尽量增大安放间距;岩屑颗粒直径减小,钻井液稠度系数、流性指数、屈服值、密度和排量增加,有助于增大岩屑床清除工具安放间距。     

利用复合固化技术处理油田废弃钻井液

在石油勘探和开采过程中，井场上会留下大量的废弃钻井液和钻屑。这些废弃物存留于井场岩屑池，随着岩屑池的渗漏、溢出、淹没等，会对地下水和地表水产生不良影响，并危害周围生态环境，甚至可能造成污染事故。另外，大面积的废弃钻井液存留在井场，占用了大量的耕地，影响农作物的生长。因此，可以说废弃钻井液处理是长期困扰油田的环保难题。     

气侵期间岩屑运移规律研究

基于井筒多相流、传热学原理,综合考虑高温高压下天然气和钻井液物性参数变化,建立了环空气液固多相流数学模型,并采用多相流流动和井筒-地层传热耦合方法进行数值求解,着重进行气侵期间岩屑运移规律和敏感性参数分析。计算结果表明:相比泡状流,段塞流携岩能力较差,不利于维持井眼清洁;随着井口回压/循环排量的增加,气相体积分数逐渐减小,岩屑体积分数逐渐增加,而当流型发展为段塞流时,岩屑体积分数随井口回压/循环排量的增加而减小,而气侵量对其的影响正好相反;钻井液塑性黏度、机械钻速、岩屑粒径以及岩屑颗粒球形系数对气相体积分数基本没有影响,而对岩屑体积分数影响较大。     

南堡2、3号构造带保护储层的钻井液体系

现有钻井液对南堡2、3号构造第三系储层损害主要为液相损害并且其封堵效果不佳,为了降低损害程度提高封堵效果,对研究区块的储层岩性、物性、敏感性和潜在损害因素等进行分析。利用FDY—Ⅱ型储层综合损害实验评价系统和钻井液高温高压封堵评价等方法进行钻井液优化设计。结果表明,优选后的钻井液体系表面张力由30. 61 m N·m-1降至27. 51 m N·m-1,防水锁能力提高;高温高压滤失量由22. 7 m L降至14. 2 m L,滤失量低且封堵效果明显;岩心渗透率恢复值由70%以下提高到85%以上。研究成果为南堡2、3号构造带致密油气藏勘探开发提供保护储层的钻井液体系备选方案。     

基于臭氧/紫外线法的石化污水深度处理

石化行业中的炼油污水经过常规处理工艺后各种有害物质含量虽已达到排放标准,但含量仍较高,长期直接排放必然会导致环境问题,最好的解决办法是对污水进行深度处理后循环利用.针对这种要求,以福建炼油厂的生化池出水为目标水,利用臭氧/紫外线法进行深度处理实验研究,使其满足回用标准,补充到生产用水管线中,参加下一轮的生产循环.实验中对臭氧浓度(分别采用10、20、30、40 g/h的臭氧加入量)及紫外线对水质处理的影响(有或无紫外线)进行了实验分析.试验所用的臭氧发生器为青岛国林生产的CF-G-3-040G型臭氧发生器,其功率为500 W;紫外线灯为广东雪莱特生产的单端紫外线灯,其功率为40 W,峰值波长为253.7 nm;反应器则为自行设计、容积170 L的普通玻璃容器.文中还给出了处理污水达到回用标准所用时间与所加臭氧/紫外线的关系,对该厂下一步的污水深度处理回用技术具有实际的指导意义.     

新型环保镁合金微弧氧化复合电解液体系的优化

用正交实验法对新型环保硅酸盐-钨酸盐复合体系镁合金微弧氧化电解液进行优化处理,研究了电解液中各个组分对膜层外观形貌和周腐蚀率的影响,得到了最佳的溶液配方,并对最佳配方得到的微弧氧化陶瓷层的表面和截面形貌以及电化学腐蚀性能进行了分析。结果表明:最佳的硅酸盐-钨酸盐复合体系溶液配方为硅酸钠(Na2SiO3)15g/L、钨酸钠(Na2WO4)2g/L、氢氧化钠(NaOH)3g/L、甘油8mL/L,此时膜层具有最优的综合性能。     

絮凝-ClO2消毒氧化法处理洗浴废水

利用絮凝-ClO2消毒氧化法对洗浴废水进行了以回用为目的的实验研究.结果表明,对于浊度为20 度、CODCr 320 mg/L、细菌总数3 600个/mL、大肠杆菌350个/mL的每吨废水,当絮凝剂(本文所用为一复合絮凝剂)用量为250 g、ClO2用量20 g,在适当的反应条件下,可使处理后水的浊度达到1.7 度、CODCr 17.5 mg/L、细菌总数<100个/mL、大肠杆菌<3个/L,能够达到回用的要求.同时对此工艺进行了经济效益分析.     

微波技术在生活污水深度处理中的应用

应用微波能污水处理技术对兰州石化公司污水处理厂的生活污水进行深度处理,处理后的污水返厂回用。通过研究影响生活污水深度处理装置稳定高效运行的因素,即微波发生器的开启台数、药剂投加量及沉降过滤一体机的排泥频次。结果表明,根据来水量调节微波发生器开启台数;控制混凝池1^#pH在10.5-11.5,混凝池3^#pH在7.0-7.5;沉降过滤一体机每4h排泥一次,能够有效提高装置的运行效果,处理后的生活污水COD平均含量为18.5mg/L,平均去除率为58.7%,SS平均含量为10.2mg/L,平均去除率为63.3%,水质完全满足回用要求,为兰州石化公司的节能减排工作的顺利开展提供了可靠保障。     

Fenton氧化深度处理石化废水的试验研究

采用Fenton法对某石化企业污水处理厂二级处理后出水进行深度处理。实验结果表明:Fenton反应迅速,可快速降低CODCr,水样CODCr为(40～60)mg/L,pH值3—4,H2O2/Fe2+摩尔比为5∶1,H2O2(质量分数30%)投加量为0.6mL/L时,反应时间为30min,出水CODCr可降低至20 mg/L以下,可达到工业水回用标准的要求。     

MBR+UF+RO工艺深度处理煤液化废水

文章简要介绍了我国煤液化行业发展现状,对煤直接液化过程中的产排污节点以及产生的四股主要废水高浓度废水、低浓度废水、含盐废水、催化剂制备废水的水质状况进行了详细分析,通过比选采用膜生物反应器(MBR)+超滤(UF)+反渗透(RO)组合工艺对A/O生化处理后的煤液化高浓度废水进行深度处理回用,结果表明,该工艺的使用解决了煤液化高浓度污水难生物降解和回用的难题,原水经MBR系统处理后出水COD平均值为21mg/L,氨氮仅为1.1mg/L,MBR系统出水进一步利用UF+RO工艺进行深度处理,处理后出水COD平均值1.68mg/L,TOC平均浓度为0.25mg/L,电导率为34.1μs/cm。系统出水达到了《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类标准和回用作循环冷却系统补充水的水质标准,极大的提高了煤液化污水的回用率,使得平均污水回用率达到96%以上。     

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.     

石墨基复合材料SMD-1及其应用

为解决特低渗油藏细小空隙的封堵难题,减轻惰性封堵材料对钻井液润滑性造成的伤害,选用钻井液用纳米乳液作为外相,复合石墨微粉作为内相,在基材润湿剂、增溶剂的协同作用下,通过球磨分散工艺制备了一种石墨基复合材料SMD-1。研究表明,SMD-1的主要颗粒尺寸在3~15μm,加量3%时,钻井液API滤失量从38.5 m L减少到9.4 m L,高温高压滤失量从97.2 m L减少到30.0 m L,80目以细砂床侵入深度从20.0 cm减少到5.1 cm,同时钻井液润滑系数降低82.8%,高温高压粘附系数降低85.7%,封堵、润滑性能良好。在胜利油田滨425区块X138井进行了现场应用,应用井段井壁稳定,钻井液滤失量降低78.6%,润滑系数降低80.0%,封堵性和润滑性能突出,有效解决了井壁失稳及裂缝漏失问题。     

可循环微泡沫钻井液研究

可循环微泡沫钻井液是近年来国内外推出的一种新型低密度钻井液体系,它克服了普通泡沫钻井液因气量大而导致泵上水不好,不能连续重复使用,造成工艺上附加设备多,使用上处理剂浪费大和因排放而可能严重污染环境等一系列问题。从微泡沫体系的形成与稳定性理论分析出发,提出了可循环微泡沫的物理化学模型,对该模型的形成条件、稳定条件、应用条件等进行了实验研究,获得了满足以上各种条件的可循环微泡沫钻井液体系。该体系具有稳定性高,密度可调(0. 5～0. 9 g/ cm3) ,滤失量小,抗盐、抗钙、抗温性能较好等优点。     

抗高温高密度水基钻井液体系的室内实验研究

为了满足当前深井、超深井逐步向深层次开发的需要,在分析评价各种抗高温水基钻井液处理剂的基础上,优化研制出一种以OCL-JB为主要降滤失剂的抗210℃高温的高密度水基钻井液体系,并对体系的性能进行评价。实验结果表明,新型抗高温、抗盐降滤失剂OCL-JB抗温性好,能与多种处理剂配伍;OCL-JB主要是通过吸附作用,增大粘土颗粒的zeta电位和水化膜来提高泥浆中粘土微粒的聚结稳定性,控制钻井液高温高压滤失量。所研制的抗高温高密度(2.3 g/cm3)钻井液经过210℃高温后性能稳定,具有良好的高温高压流变性能和滤失造壁性能,抑制能力和抗污染能力强,润滑性好。