水基钻井液储层保护技术研究进展

钻井液储层保护性能对后续油气资源产能的影响至关重要。文章综述了储层伤害的主要类型以及储层保护钻井液的关键功能,钻井液对储层的主要伤害分为固相污染、聚合物的吸附堵塞、储层黏土易发生水化膨胀,并可能因钻井液中的成分而分散或运移,以及钻井液滤液与地层水配伍性伤害。储层保护钻井液大致分为强封堵低滤失钻井液、强抑制低伤害水基钻井液、低固相/无固相聚合物钻井液体系以及在无固相聚合物钻井液体系上发展的可生物降解的无固相钻井液,在现场应用中取得了较好的储层保护效果,为现场储层保护提供了技术支持。

钻井液用稠油降黏剂的研制与性能评价

稠油中含有胶质、沥青质等物质,使稠油与钻井液滤液形成W/O型乳状液,增大了稠油的开采难点。针对上述技术难题,以苯二酚、环氧乙烷、环氧丙烷、氯磺酸为原料制备一种水基钻井液用稠油降黏剂JN-A,应用于水基钻井液中,评价稠油降黏剂JN-A对稠油黏度的影响。结果表明:水基钻井液的滤液与稠油形成乳状液,使稠油的黏度上升至983.4 mPa·s,而3%稠油降黏剂JN-A使稠油黏度降低至75.1 mPa·s,其降黏率高达91.97%,表现出优异的降黏效果。稠油降黏剂JN-A使滤液-稠油界面张力降低至0.51mN·m^(-1),并降低储层岩心孔喉对稠油的黏附性和稠油在储层孔喉中的流动阻力,有利于稠油油藏的开采。

深水恒流变无固相储层钻井液的制备与性能评价

在深水油气田钻井过程中,由于海底泥线附近的温度较低,易导致钻井液出现增稠、糊塞和跑浆等问题。针对该问题,以丙烯酰胺、N-乙烯基己内酰胺、二乙烯苯、烯丙基磺酸钠等为原料制备温敏增稠共聚物(ASSN),再与香豆胶复配制得具有低温恒流变特性的流型调节剂。将流型调节剂与其他处理剂混合制得深水恒流变无固相储层钻井液。评价了ASSN、流型调节剂和钻井液的性能。结果表明,ASSN溶液的临界缔合温度为27℃。以0.5%ASSN和0.3%香豆胶作为流型调节剂,其水溶液的黏度在4~60℃较为稳定。流型调节剂对钻井液在低温下的流变性起到了良好的调控作用。加重剂对钻井液低温调控能力的影响较小。流型调节剂与钻井液其他处理剂的配伍性良好。钻井液具有良好的抗侵污性能、抑制性能、润滑性能和储层保护性能,满足现场钻井需求。

非磺化绿色抗温水基降滤失剂研究进展

随着我国油气勘探开发逐渐向海洋及更深部地层不断扩展,以及磺化类材料被提议列入我国“危险废弃物名录”,开发水基钻井液用非磺化抗高温降滤失剂已成为当前的紧迫任务。通过梳理国内外水基抗高温绿色非磺化降滤失剂的相关研究,概述了高温水基钻井液非磺化降滤失剂的研究进展。将非磺化降滤失剂主要分为3类:改性天然高分子类、人工合成高分子类和有机/无机复合纳米类。涵盖改性淀粉、改性腐殖酸、改性低聚糖、合成聚合物、改性树脂、石墨烯、其他纳米类材料等类型。重点综述了非磺化原材料的选择、制备方法、产品性能及作用机理。通过分析各类抗高温非磺化类降滤失剂的优缺点和适应性,预测了未来的发展趋势。改性天然高分子类在夯实醚化、酯化、交联、接枝等方法的基础上,将朝着复合改性方向发展,以平衡其无毒可降解性能和抗温性能;人工合成高分子类和有机/无机复合纳米类具有明显的抗温优势,重点在于成本与性能间的平衡,非磺化单体的选择及生产工艺的简化是关键。

完井液用缓蚀剂的合成及性能评价

为了解决油气资源开发过程中出现金属设备的腐蚀难题,基于曼尼希反应和季铵化反应制备一种新型的缓蚀剂ZF-1,并采用静态失重法、电化学以及分子动力学模拟对其性能进行评价。实验数据表明:随着ZF-1含量的增加,N80钢的腐蚀电流密度(Icorr)逐渐减小,对N80钢的阳极反应和阴极反应均表现出抑制效果,且属于阴极控制型缓蚀剂。2.0%(质量分数,下同)缓蚀剂在5%盐酸溶液中对N80钢的缓蚀率大于98%,表现出良好的抗温抗酸性能。分子模拟分析可知ZF-1分子自发地从初始三维构型转变为平面构型,提高了ZF-1分子覆盖金属表面的能力,从而起到保护金属的作用。另外,含有缓蚀剂ZF-1的完井液的浊度值小于2.0 NTU,且无沉淀,表明缓蚀剂ZF-1与完井液具有良好的配伍性能。

一种环保型封堵剂的制备及其性能评价

钻井过程中,常通过添加沥青类封堵剂来提高井壁稳定性,但其环保性能差,应用受到限制。针对上述问题,以C5石油树脂、马来酸酐和单乙醇胺为原料制备的仿沥青封堵剂FD-HX,采用高温高压滤失仪和渗透性封堵仪评价其封堵性能,通过卤虫法以及测试其生化需氧量(BOD5)和化学需氧量(CODcr)分析其环境友好性。实验表明:封堵剂FD-HX能吸附在黏土颗粒表面,填充泥饼的孔隙,使钠基膨润土基浆滤失量显著降低,使滤失量降低率超过70%;封堵剂FD-HX加入水基钻井液中,对水基钻井液的流变性能影响较小,使水基钻井液的高温高压滤失量仅为4.2 mL;封堵剂FD-HX的LC50为1.1×10^(5)mg/L,BOD5与CODcr的比值为15.8%,表明封堵剂FD-HX具有良好的环境好友性。

一种无固相储层保护钻井液体系研究

针对裂缝、低孔低渗储层钻进过程中,钻井液胶体堵塞裂缝和孔隙,导致胶体无法有效返排,影响后期油气田的产能恢复。采用接枝共聚法,以玉米淀粉为原料、苯乙烯磺酸钠(SS)、二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为接枝单体制备了一种抗温低黏度降滤失剂JL-HT,通过红外光谱、表面形貌对其结构进行分析,并与关键处理剂复配配制出无固相储层保护钻井液体系。结果表明,抗温基团、刚性基团可有效提高降滤失剂的热稳定性。通过降滤失剂的加量、抗氧化剂来控制无固相钻井液热稳定性,满足钻井需求。钻井液胶体在岩心中长时间静置,可有效热分解,解决了常规无固相钻井液漏失到裂缝性储层或堵塞孔隙而造成胶体返排困难的问题。

一种高密度无黏土低固相钻井液体系研究

为了满足高温高压钻井以及降低钻井液对储层岩心的伤害,研究了一种高密度无黏土低固相钻井液体系,通过以丙烯酸和乙酸乙烯酯为原料制备一种分散剂FX-1来提高高密度无黏土低固相钻井液体系的稳定性。结果表明:分散剂FX-1使碳酸钙表面的Zeta电位的绝对值增大,其分子吸附在碳酸钙表面,羧酸基团使Zeta电位绝对值升高,提高了碳酸钙颗粒(加重剂)的沉降稳定性和水化能力。含有2%分散剂FX-1的高密度无黏土低固相钻井液体系在150℃下静置3天后未出现沉降现象,表明该体系在高温条件下具有优异的稳定性。另外,高密度无黏土低固相钻井液污染岩心后采用直接返排的方式测试岩心渗透率恢复率为83.65%,表明该体系具有良好的储层保护效果。

食用香料二糠基二硫醚的缓蚀性能研究

为了解决海上石油开采过程中出现的金属腐蚀问题以及现场处理剂材料对海洋生态环境的破环,通过静态失重法、电化学法、生物毒性以及生物降解实验评价食用香料二糠基二硫醚的缓蚀性能以及环境友好性。结果表明:二糠基二硫醚缓蚀剂的加入使N80钢在腐蚀介质中的腐蚀速率显著下降,该分子在N80钢表面形成单分子层吸附,显著地提高了N80钢腐蚀反应的活化能,使得金属发生腐蚀反应要克服更高的能量障碍,从而减缓了金属的腐蚀;二糠基二硫醚分子含有多个硫原子以及糠基,以配位键的形式与金属形成稳定的化学吸附,在金属表面形成致密吸附膜,抑制电化学腐蚀的发生,达到保护金属的目的。从生物毒性、生物降解性分析,二糠基二硫醚具有优异的环境相容性。

ZS曼尼希碱缓蚀剂的制备与性能

为了解决在油气田酸化过程中酸液对地面管路及井筒管壁造成严重腐蚀的问题,合成了一种新型的噻唑类曼尼希碱缓蚀剂来保护金属。通过静态失重法、电化学方法和分子动力学模拟方法研究了该缓蚀剂在15%盐酸腐蚀介质中对N80钢的缓蚀性能。静态失重法表明:在加入1.0%(质量分数)优选配方合成的缓蚀剂ZS的腐蚀介质中N80钢的腐蚀速率为0.412 9 g/(m^2·h),远优于SY 5405-1996中的一级标准。电化学测试表明:该缓蚀剂是以抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂,其在N80钢表面上的吸附行为服从Langmuir吸附等温式,说明缓蚀剂ZS在N80钢上形成了单分子层吸附。分子动力学模拟结果表明:在介质中缓蚀剂分子可以稳定地吸附在金属表面,并有效地将金属表面和腐蚀介质隔开,从而起到缓蚀作用。

一种油基钻井液用降滤失剂室内研究

以甲基苯乙烯(MS)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸丁酯(BA)为主要单体,以SR10为乳化剂,以过硫酸钾(KPS)为引发剂,用乳液聚合法通过三元共聚合成了苯丙类乳液,再将乳液通过喷雾干燥的方式制备成固态的具有一定刚性和弹塑性的油基钻井液用降滤失剂;通过红外光谱和扫描电镜对其结构和微观形态进行了表征,并对其在油基钻井液中的性能进行了评价。研究结果表明,该产品具有良好的降滤失能力和抗高温性能:加量为2%时可以将油基钻井液在150℃时的高温高压滤失量控制在3 mL以下;在200℃时高温高压滤失量小于4 mL;适用于柴油基和白油基钻井液中,而且对钻井液流变性能影响较小。

国内抗高温油基钻井液研究进展与应用

深部油气藏逐步开发,钻井过程中,要求钻井液具有优异的抗高温性能,使钻井液在井壁内具有良好的携岩、护壁能力。油基钻井液抗高温性能受乳化剂、有机土、降滤失剂的影响甚大,本文综述了高温对油基钻井液性能的影响,并介绍了油基钻井液重要的抗高温处理剂(乳化剂,有机土,降滤失剂)以及抗高温油基钻井液的应用。

一种缓蚀杀菌剂ZE-1的制备及性能评价

注水过程中,由于注入水组分复杂(存在SRB、矿化度高),易加剧金属腐蚀,减少金属设备的使用寿命。为了解决这一腐蚀问题,以己二醛、苯乙酮、有机胺为原料合成曼尼希碱,再通过氯化苄改性制备缓蚀杀菌剂ZE-1来抑制腐蚀反应。失重法分析结果表明:随着ZE-1质量浓度的增大,L80-1管线钢的腐蚀速率越小,ZE-1对L80-1的缓蚀效率大于80%,ZE-1具有良好的抗盐、抗温性能。电化学方法分析结果表明:ZE-1加入能有效抑制腐蚀反应,属于混合控制型缓蚀剂,ZE-1分子能有效吸附在L80-1表面,使其表面光滑,降低腐蚀速率。随着实验时间增长,ZE-1的杀菌率逐渐增高,可达100%,这表明缓蚀杀菌剂杀菌效率良好。

国内抗高温乳化剂研究进展与应用

为了保障油气能源供给,深部油气藏逐步钻采。高温下,油基钻井液乳化剂分子运动活跃性提高,乳化剂分子断裂几率增大,降低了分子间的互相作用力以及破环了其氢键作用,使乳化剂失去乳化能力,从而破坏油基钻井液的流变性以及护壁能力。综述了常见的3种类型抗高温乳化剂研究进展以及抗高温乳化剂配制的油基钻井液现场应用,为抗高温油基钻井液的发展提供思路。

LocaSpace Viewer和Surfer制作校园等高线地形图

本文利用LocaSpace Viewer(LSV)软件获取小区域地形数据,结合Surfer软件制作校园等高线地形图,选用学生身边的区域,丰富地理课堂教学。

高温低密度油基钻井液体系室内研究

在高温深井中,为了保护低压油气层,合成一种新型有机土MZ,用以配制高温低密度油基钻井液体系。室内研究结果表明:有机土MZ的胶体率优于有机土A828、B500A和B38,MZ在柴油中胶体率可高达97.4%,高温热滚前后主要性能变化小,表明高温并没有破坏其聚结胶联的空间网状结构,具有较好的胶体稳定性和抗温性;MZ晶层间距为2.05 nm,季铵盐离子取代金属离子进入膨润土层间,使其晶层间距增大;MZ配制的高温低密度油基钻井液体系,热滚前后黏度变化不大,热滚后具有较高的切力,高温高压滤失量小于3 mL;MZ配制的钻井液能抗温220℃,抗50%盐水或15%泥岩钻屑的侵入污染,满足深井复杂地层钻井液技术需求。

噻唑类缓蚀润滑剂研制及其对氯化钾聚合物钻井液性能的影响

钻井过程中,腐蚀和磨损造成钻具金属材料的失效,合成了一种噻唑类缓蚀润滑剂来延长金属设备的使用。采用失重法、电化学方法等研究了噻唑类缓蚀润滑剂在氯化钾聚合物钻井液中对N80钢的缓蚀性能,采用润滑仪评价噻唑类缓蚀润滑剂对氯化钾聚合物钻井液润滑性能的影响。静态失重法表明,噻唑类缓蚀润滑剂的加入使得N80钢在氯化钾聚合物钻井液的腐蚀速率明显降低,当噻唑类缓蚀润滑剂加量为2.0%(质量分数)时,N80腐蚀速率仅为0.010 7 mm/a。电化学表明,噻唑类缓蚀润滑剂属于阴极抑制型缓蚀剂,噻唑类缓蚀润滑剂分子可自发吸附在N80钢表面并形成致密吸附膜,使N80表面粗糙度下降,阻止金属腐蚀反应。当加入2%噻唑类缓蚀润滑剂能使氯化钾聚合物钻井液的润滑系数降低率超过50%,降低金属之间的接触面积,起到极压润滑作用,且对氯化钾聚合物钻井液的塑性黏度、动切力和滤失量影响较小,表明噻唑类缓蚀润滑剂与氯化钾聚合物钻井液有良好的配伍性。该缓蚀润滑剂在南海珠江口盆地大位移井成功进行了现场应用。

无固相钻完井液降解技术研究进展

钻完井过程中,为了降低钻完井液侵入地层带来的储层伤害,使无固相钻完井液技术得到快速发展。无固相钻完井液含有大量的聚合物增粘剂、降滤失剂,仍会污染储层。为了提高储层渗透率,减低聚合物对储层的伤害,本文综述了无固相钻井液完井工艺、无固相钻完井液破胶技术(包括氧化剂破胶、生物酶破胶)、无固相钻完井液酸解技术以及无固相钻完井液自降解技术,并展望了无固相钻完井液降解技术发展趋势。

拓展性阅读在小学语文阅读教学中的应用

小学语文阅读教学的方法有很多种,拓展性阅读就是其中最有效的方法之一,本文主要分析了拓展性阅读在小学语文阅读教学中的应用效果。

课堂中的地理实践

本文记叙了一次课堂中的地理实践活动,学生用小台灯模拟演示太阳方位和物体影子位置之间的关系,本文以图文的形式展现了学生合作探究的整个过程。