仿油基钻井液技术研究及应用

仿油基钻井液具有减少下钻摩擦阻力、降低环空压耗、增强钻井液抑制性等优点,在分支井、水平井以及斜度井中等难度较大的油气井钻进作业中应用较为广泛。本文通过对两种类型的仿油基钻井液相关性能进行研究,力求选择性能最佳的油基钻井液,以期为油气田的顺利开采提供参考。     

油基钻井液面临的技术难题与挑战

自20世纪20年代以来,为解决钻井过程中遇到的各种复杂问题,在钻井液体系优化和新材料研发的基础上,对油基钻井液技术进行不断完善和改进,目前已形成包括抗高温、低固相、无土相、可逆乳化及恒流变等多种高性能油基钻井液体系和技术,并得到广泛应用。近年来,随着陆上易开采油气资源逐渐枯竭,世界范围内油气勘探开发逐步向页岩气、超深层、超深水等非常规油气、复杂油气资源迈进,对钻井液性能要求越发严苛。在水基钻井液无法满足要求的情况下,油基钻井液因固有的抗温性、页岩抑制性、水合物抑制性、润滑性和储层保护性等优势已逐渐成为钻探高温深井、大斜度定向井、页岩气水平井、海洋深水等各种复杂地层的主体钻井液技术,不仅给油基钻井液的发展带来了机会,也使油基钻井液面临前所未有的挑战。梳理并阐述油基钻井液的发展历程和目前技术现状、难点以及未来发展趋势;提出研发适合油基钻井液的“固壁剂”、油基钻井液配套的系列防漏堵漏材料、Gemini型油溶性聚合物等具特殊分子结构的絮凝剂、油基钻井液携屑剂、抗极高温度的乳化剂等,并开展生物质合成基液和绿色油基钻井液处理剂应用研究,以及采取光催化和微生物协同降解原理的废弃油基钻井液无害化处理研...     

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。     

油水比对油基钻井液流变性的影响*

钻井过程中由于地层水侵入导致油水比的变化对钻井液流变性的影响是非常值得研究的。主要采用M3600自动流变仪分别测出不同油水比(2∶8/3∶7/4∶6/5∶5/6∶4/7∶3/8∶2)的油基钻井液在不同温度(30℃、60℃、90℃)下的各流变参数。以此判断,当发生水侵时油基钻井液油水比变化引起流变性能的变化。实验证实:当油水比大于1时,油基钻井液属于塑性流体;当油水比小于1时,油基钻井液更倾向于假塑性流体。同一温度下,随着油水比的不断降低,油基钻井液的剪切应力、黏度以及静切力都升高。同一油水比的油基钻井液温度越高,剪切应力、黏度、静切应力都越小。随着油水比的不断降低,油基钻井液的破乳电压不断降低,即稳定性不断变差。     

水包油钻井液的室内评价

在室内配制了水包油钻井液,进行了常温和高温条件下流变性、抗原油污染能力、抗水污染能力和抗膨润土污染能力的评价,结果表明,研制的水包油钻井液在常温下和高温后具有较好的流变性,同时该钻井液具有较强的抗油、水和膨润土的污染能力.     

一种用于油基钻井液的有机土激活剂

以小分子醇类化合物和酯类化合物为原料,制备了一种用于油基钻井液的有机土激活剂。在白油+有机土体系中加入1.0%有机土激活剂后,150℃热滚老化后的?3读值从0.5增加到14,动切力从2 Pa增加到7 Pa。在全油基钻井液体系中加入1.0%该激活剂后,150℃热滚老化后的?3读值从5增加到13,动切力从10.5 Pa增加到18.5 Pa。有机土激活剂的加入可实现有机土在基油中快速配浆成胶,胶体率可达100%。     

水包油钻井液抗污染性室内评价

室内配制了水包油钻井液,对其进行了膨润土侵、地层水侵、原油侵、盐侵实验。结果表明,水包油钻井液在被上述物质污染后,流变性变化不大,稳定性好,说明配制的水包油钻井液具有很好的抗污染能力。     

油基钻井液流变参数影响因素探讨

测试不同油基钻井液体系不同温度下的流变参数,并对其在不同温度下的流变模式进行拟合。实验结果表明,以5号白油为基础油配制的不同油基钻井液体系在4~65℃内都属于赫巴流变模式。采用正交设计和极差分析的方法研究了钻井液各组分对钻井液赫巴模式3参数的影响程度。结果表明,相对于其他因素,油水比对赫巴模式3参数的影响幅度最大,相同测试温度下,油水比越低,体系的动切力越大,流性指数越小,稠度指数越大。油水比对体系动切力的影响幅度随温度增加而降低,对流性指数的影响幅度随温度升高而增加,而对体系稠度系数的影响随温度升高变化不大。温度越高,钻井液体系的动切力和稠度指数越小。     

油基钻井液侵入对核磁共振测井响应影响的实验研究

油基钻井液可有效降低施工成本,缩短钻井周期,在大斜度定向井、水平井及各种复杂地层钻探施工中应用广泛。然而,油基钻井液侵入会改变井周地层的岩石物理性质,给储层流体识别、测井精细评价带来极大挑战。为明确油基钻井液侵入对核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)测井响应的影响,选取新疆准噶尔盆地南缘超深井致密砂砾岩储层岩心,围绕岩石物性、钻井液成分、油水比、流体性质、钻井液侵入时间、温度6个方面分别开展油基钻井液成分、油基钻井液驱替和油基钻井液渗吸3组岩石物理实验,并分析实验过程中核磁共振T₂谱变化特征。结果表明：油基钻井液中的基液组分既能在正向压差作用下侵入井周地层,也可通过浮力和毛管力的作用渗吸进入地层。当地层含水/油时,油基钻井液基液侵入会引起微小孔隙T₂谱(<10 ms)横向弛豫时间和谱峰值减小,谱峰逐渐左移;而中孔隙T₂谱峰(>100 ms)右移且面积增大;上述T₂谱变化速率受到地层渗透率、侵入时间和温度影响明显,钻井液类型、油水比等因素影响有限。     

江汉油田废弃油基钻井液柴油回收技术

江汉油田页岩气钻井作业中使用柴油基钻井液,为减少废弃钻井液对环境的污染,通过室内实验研制了柴油回收剂配方:1%破乳剂OPP+800 mg/L混凝剂PAC+10 mg/L絮凝剂PAM.并优化了柴油回收工艺参数:最佳的破乳温度为55～60℃,破乳时间为60 min,离心转速为3 000 r/min,离心时间为5 min,废弃油基钻井液柴油回收率可达90%以上.回收柴油的品质达到了GB252-2000规定的-10号轻柴油技术要求和GB/T19147-2003规定的-10号车用柴油技术要求.根据现场油基钻井液的配方,再以回收柴油为基液配制油基钻井液,其性能与现场使用的油基钻井液性能相当.