改性淀粉作为降滤失剂的研究进展

综述了改性淀粉作为钻井液降滤失剂的应用及研究发展状况.改性淀粉降滤失剂绿色环保、价格便宜且抗盐能力强,在油田化学中得到了广泛的应用.目前应用的预胶化淀粉和醚化淀粉因耐温性差,使其应用范围受到了一定限制.接枝共聚淀粉既具备淀粉类降滤失剂的抗盐能力,又有共聚物的抗温性,因此成为淀粉类降滤失剂的研究热点.对接枝共聚淀粉的研究现状进行了较详细的综述,并对各类接枝共聚淀粉的特点进行了评述.     

淀粉丙烯酰胺接枝共聚物降滤失剂的合成及性能

以淀粉和丙烯酰胺为原料,以硝酸铈胺为引发剂,通过正交实验较详细地考察了引发剂用量、淀粉与丙烯酰胺配比及反应介质ｐＨ值对聚合反应和聚合产物降滤失性能的影响,得到了淀粉与丙烯酰胺聚合反应合成淀粉－丙烯酰胺接枝共聚物用作降滤失剂的最优化条件。室内配浆实验表明：在优化条件合成的淀粉－丙烯酰胺接枝共聚物在淡水泥浆中有较好的降滤失作用及增稠作用。在４％盐水泥浆及饱和盐水泥浆体系中有良好的降滤失效果和抗温性能。     

淀粉丙烯酰胺接枝共聚物降滤失剂的合成及性能

以淀粉和丙烯酰胺为原料,以硝酸铈胺为引发剂,通过正交实验较详细地考察了引发剂用量、淀粉与丙烯酰胺配比及反应介质ｐＨ 值对聚合反应和聚合产物降滤失性能的影响,得到了淀粉与丙烯酰胺聚合反应合成淀粉－ 丙烯酰胺接枝共聚物用作降滤失剂的最优化条件．室内配浆实验表明：在优化条件合成的淀粉－ 丙烯酰胺接枝共聚物在淡水泥浆中有较好的降滤失作用及增稠作用．在４％ 盐水泥浆及饱和盐水泥浆体系中有良好的降滤失效果和抗温性能．     

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。     

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...     

SPNH(改进型)抗高温降失水稳定剂的实验研究

着重介绍了一种新型抗高温降滤失稳定剂SPNH(改进型)及其室内实验情况。结果表明,SPNH(改进型)具有降失水、降粘作用,抗温能力强,抗盐性好,热稳定性好,成本低,其效果明显优于同类磺化系列处理剂。     

AM／AN／AA／淀粉四元接枝共聚物的合成与钻井液性能

采用丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸为单体,在一定温度和引发剂作用下,与淀粉接枝共聚制得AM／AN／AM淀粉四元接枝共聚物,初步评价了其钻井液性能。结果表明,AM／AN／AM淀粉四元接枝共聚物在淡水钻井液、饱和盐水钻井液和复合盐水钻井液中均具有优良的降滤失作用和较好的耐温（抗温≥150℃）、抗盐（抗NaCl至饱和）和抗钙（≥20％）离子污染的能力,并对泥页岩具有较强的抑制包被性。     

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。     

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.     

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.     

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。     

多功能钻井液处理剂HD的实验研究

本文就HD的各种钻井液性能进行了较系统的研究。实验发现,该处理剂具有良好的降失水、悬浮、抑制、润滑、抗温、抗盐、抗钙等性能,是一种新型的聚合物替代产品,对钻井液体系的开发具有重要的参考价值。     

钻井液降黏剂MAA的合成与性能评价

以马来酸酐(MA)和丙烯酸(AA)为原料,采用活泼单体滴加方式,通过水溶液自由基共聚合反应制备二元共聚物(MAA),评价MAA对钻井液黏度的影响.结果表明:MAA的最佳合成条件是引发剂用量0.6、丙烯酸与马来酸酐单体摩尔比1.5∶1、滴加时间90 min、聚合温度80℃,聚合时间120 min; MAA可以显著降低钻井...     

PEM钻井液体系性能评价与应用

北黄海海域LHIV地区油藏为低孔、低渗砂岩储层,油层易受到钻井液伤害.为保护油气层,优选了适用于该油层的低伤害PEM钻井液体系,室内试验表明PEM钻井液体系具有滤失量低、流变性、热稳定性好、具有一定抗污染能力,抑制性好等特点.PEM钻井液体系成功地应用于LHIV18-3-1井钻进,未出现明显井塌、井漏事故,取得了良好的效果.     

高温老化对粘土降滤失剂体系滤失作用研究

考察了高温老化对降滤失剂SMPFL与钠蒙脱土Na-MMT复配体系的滤失性能及影响规律,通过体系黏度、红外光谱、SEM及Zeta电位等考察了体系的高温失稳机理。老化前SMPFL在Na-MMT表面的吸附造成颗粒Zeta电势、水化膜厚度以及颗粒间斥力增加,而且使颗粒在泥饼中松散堆积增大了泥饼渗透率,滤失量的降低主要原因是体系黏度的增高;虽然高温造成Na-MMT/SMPFL体系滤失量增大,但老化后SMPFL仍具有良好的控滤失性能。高温老化造成Na-MMT与SMPFL间氢键作用力减弱,加速聚合物从颗粒表面的脱附、减小颗粒水化膜厚度,而且导致SMPFL的水解。与老化前相比,老化后体系滤失量的降低主要原因是泥饼渗透率的降低。     

低温抗盐降失水剂LTF-1的室内合成及性能研究

针对低温浅层、盐层油气井固井水泥浆存在低温强度发展缓慢、受盐层影响较大的问题,依据自由基水溶液聚合原理,制备出一种低温抗盐降失水剂LTF-1.LTF-1是利用AMPS、AM和一种单体X通过共聚反应制备而成,采用正交实验法,确定单体配比、优化分子结构、调整相对分子质量大小及其分布,优选出LTF-1的最佳合成工艺条件.室内研究表明,以LTF-1为主剂的低温水泥浆体系具有强度发展迅速、失水量低、抗盐能力强、流变性优异、缓凝性弱及稠化时间易调等特点,解决了常规降失水剂固井水泥浆存在低温强度发展缓慢、受盐层影响较大的问题;其综合性能能够满足低温浅层及盐层油气井的固井要求.     

深井盐膏及盐水地层固井隔离液体系研究

目前国内深井多钻遇盐膏和盐水地层,常用隔离液体系抗温和抗盐能力较差,温度超过100℃时,在低浓度盐作用下体系失稳沉降严重,易造成固井施工复杂,注替安全隐患极大。选用一种多糖聚合物作为高温抗盐悬浮稳定剂,辅以耐盐的降失水剂及流型调节剂,研制了一套高温抗盐隔离液体系。该体系在钠盐、钙盐和镁盐溶液中均能保持稳定的性能;使用温度可达140℃;具有较好的密度调控能力,在1.3～2.4g/cm3可调;且与常规钻井液、水泥浆具有较好的相容性。该套体系有望应用在深井超深井及盐膏地层、复合盐岩层和盐水地层固井注水泥作业中。     

淤泥质粘土层非开挖定向钻进高分子植物胶冲洗液研究

针对淤泥质粘土层非开挖定向钻进过程中孔壁稳定问题,采用微观分析和实验研究相结合的方法开展了高分子植物胶冲洗液体系的研制。首先,通过室内实验分析了添加剂对基浆流变性能及失水性能的影响,并采用扫描电镜对添加剂进行微观形貌分析。最后,通过标准岩心浸泡实验对添加剂的防塌性能进行了评价。在此基础上,研制出了适用于淤泥质黏土层的高分子植物胶冲洗液。研究成果对于保障淤泥质黏土层快速非开挖定向钻进具有重要意义,同时,在解决其它类似地层的快速非开挖钻进方面也具有一定参考价值。