钻井液用石蜡乳油的制备及应用

针对钻井液用O/W型石蜡乳液易破乳分层、析蜡结块的乳液稳定性难题,采用复配乳化剂将液体石蜡、植物油、白油组成的油脂相在一定条件下制备成有效成分含量达100%的石蜡乳油。为进一步提高石蜡乳油的润滑性,采用捏合干燥工艺对纳米二氧化硅微球表面进行预处理,并借助二氧化硅专用分散剂和稳定剂球磨分散到乳油体系中,经稳定性研究试验发现充分悬浮分散的纳米二氧化硅微球具有良好的热稳定性和机械稳定性。石蜡乳油相比于传统石蜡乳液具有更高的存储稳定性和使用便利性,可与水任意比例混溶形成O/W型石蜡乳液。性能试验表明:1%石蜡乳油加入淡水聚磺钻井液体系,API滤失量降低33.8%,润滑系数降低率28.6%,加入5%盐水聚磺钻井液体系,API滤失量降低26.7%,润滑系数降低率23.4%,石蜡乳油与聚磺钻井液体系配伍性良好,可完全替代传统石蜡乳液。该石蜡乳油在松辽盆地北8井进行了现场入井试验,试验井段井壁稳定、钻井液润滑性能提升明显,试验效果良好。

超细石蜡乳液SMN-1的评价与应用

采用酸性环境下的转相乳化法制备了一种钻井液用石蜡乳液SMN-1。借助透射电镜(TEM)表征了石蜡乳液SMN-1的微观形貌,并对其热稳定性、存放稳定性、粒度分布、流变性和润滑性进行了评价。结果表明,石蜡乳液SMN-1的液滴形状近似球状;经80℃静置6h、-30℃静置6 h或常温静置12个月后,石蜡乳液SMN-1的平均粒径分别为142,154和166 nm,外观上未出现分层或破乳现象,分散稳定性良好。120℃老化16h前后,石蜡乳液SMN-1对钻井液的流变性影响较小,且能够显著降低滤失量;当石蜡乳液SMN-1的加量为1.0%时,其润滑系数降低率为77.5%,粘附系数降低率为78.8%。在胜利油田滨425-X142井和塔河油田SHB1-4H井应用中,石蜡乳液SMN-1表现出良好的配伍性、润滑性和滤失性,保证了全井的顺利施工,具有良好的市场推广价值。

多苯基芳基硅烷偶联剂改性纳米SiO_2封堵剂

以工业纳米SiO_2为原料,四苯基苄基三乙氧基硅烷为表面改性剂,氨水为催化剂,制备了一种改性纳米SiO_2。借助激光粒度分析仪、透射电镜(TEM)、六速流变仪和滤失仪,对比了改性前后纳米SiO_2在钻井液中的粒度分布和微观形貌特征,以及对钻井液流变性能和滤失性能的影响。通过模拟地层渗透率测试实验,评价了不同纳米SiO_2对纳微米孔隙的封堵能力。实验结果表明:经140℃老化16 h后,钻井液中的工业纳米SiO_2发生了明显的团聚现象,而改性纳米SiO_2相反;2种纳米SiO_2对钻井液的流变性能影响较小,但改性纳米SiO_2可以显著降低钻井液的滤失量;与工业纳米SiO_2相比,改性纳米SiO_2可有效对纳微米裂隙进行封堵,当其在钻井液中的质量分数为3.0%时,对模拟纳微米孔隙地层的封堵率达到98.93%。

AMPS/DMAM/AA共聚物固井降滤失剂的研究

为解决固井降滤失剂普遍存在的抗温能力差、与其他外加剂配伍性欠佳以及综合性能差等问题,选用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)和丙烯酸(AA)为共聚单体,采用水溶液聚合法制得共聚物AMPS/DMAM/AA。对共聚物AMPS/DMAM/AA的微观结构进行了分析,并对其性能进行了评价,结果表明:各单体都参与了聚合,共聚物分解温度为380℃;淡水基浆中该共聚物加量超过3%时,在温度不高于120℃时,可将滤失量控制在100mL以内,且水泥浆初始稠度低,过渡时间短,稠化曲线线形良好,抗压强度适中,没有过度缓凝现象;饱和NaCl盐水基浆中该共聚物加量超过4%时,可将滤失量控制在80mL以内。这表明AMPS/DMAM/AA共聚物降滤失剂的抗温、抗盐能力强,与其他外加剂、尤其是高温缓凝剂配伍性好,以该共聚物为降滤失剂的水泥浆具有很好的综合性能。

纳米淀粉粒子的高效制备及其对钻井液性能的影响

为了高效率、低成本制备小尺寸的纳米淀粉颗粒,将超声处理与沉降法相结合,用50 g/L高浓度淀粉溶液制备纳米淀粉颗粒,研究了纳米淀粉颗粒对钻井液相关性能的影响。结果表明,通过超声处理可以降低高浓度淀粉溶液的黏度,再利用沉降法制备的纳米淀粉颗粒的粒度分布在10~100 nm,主要集中于30 nm左右。对比原淀粉的A型结构,所形成的纳米淀粉颗粒为C型结构,其溶液在常温下能抗盐至20 g/L NaCl。随着基浆中纳米淀粉颗粒加量的增大,钻井液的表观黏度、塑性黏度和动切力增加,滤失量降低。纳米淀粉颗粒可提高钻井液的耐温性,含10 g/L纳米淀粉颗粒的钻井液在150℃下老化16 h后的滤失量仅为10.0 mL。即使老化时间增至72 h,钻井液的流变性能变化也较小。超声处理与沉降法相结合的方法操作简易,形成的纳米淀粉颗粒钻井液添加剂性能优异,成本相对低廉,易于推广应用。

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。

TorkBuster在麦盖提地区提速提效技术

阐述了TorkBuster扭力冲击器的工作原理及技术参数,结合麦盖提地区复杂地层现状,尝试采用PDC+扭力冲击器来提高机械钻速,并在三开井段的YB6A、YB10、YB9、YB1-3H井分别进行实验。实验表明,TorkBuster可削减硬地层钻进的"卡—滑"现象,在一定程度上提高机械钻速;麦盖提地区断褶构造多,井下情况复杂,地层差异性大;同一工具在不同井适应性不同,需进一步优化工具选择。

钻井液用纳米乳液RHJ-1的制备与应用

钻井液用纳米乳液是在特定工艺条件下利用转相乳化法制备出的一种小粒径、高分散性的O/W型化学处理剂。在室内对纳米乳液RHJ-1的合成配方及工艺进行了优化研究,并对其稳定性、润滑性、降滤失性、抑制性进行了性能评价,结果表明,纳米乳液RHJ-1除具有较高的稳定性,亦具有良好润滑性、流变性和抑制性。该纳米乳液在胜利油田滨425区块X138井进行了现场应用,应用证明,纳米乳液RHJ-1具有良好的配伍性,加入纳米乳液的钻井液体系,流型稳定,润滑性提高,泥饼质量改善明显,泥页岩微裂隙得到有效封堵,滤失量降低,对抑制页岩水化膨胀、防止井壁造浆具有良好效果。