塔河稠油高黏特性及其侵入钻井液治理探索

为了解决塔河高黏稠油侵害钻井液的问题,研究对比了塔河稠油与典型劣质重油的关键性质及塔河稠油沥青质-甲苯溶液黏度随浓度的变化规律,发现塔河稠油的高黏特性主要原因是沥青质含量高与芳香度高,以此为基础,设计2种实验方案。一是针对钻井初期稠油侵入量少的情况,通过在钻井液中添加适宜的分散剂和芳香馏分的复配体系,将稠油进行分散,结果为5#钻井液体系效果最好,TH121155X井稠油在无固钻井液中的分散度超过99%。二是针对稠油侵入量大的情况,对稠油进行包裹,使稠油失去黏附性,降低稠油在钻具上黏附,确保地面振动筛能够顺利筛分。研究数据表明,BGJ-2-4复配的包裹剂对塔河TH12471H井稠油具有良好的包裹效果,罐黏附率仅为0.3%。

钻井废弃泥浆固化土力学特性试验分析

石油开采过程中产生大量钻井废弃泥浆,直接排放会造成环境污染,对钻井废弃泥浆进行处理势在必行。针对钻井废弃泥浆采用固化处理方法,并对固化土的力学特性进行系统试验分析。研究结果表明:固化土的应力应变曲线为应变软化型,发生脆性破坏;曲线峰值随着围压的增加和养护龄期的延长而升高;随冻融循环次数的增加而降低,6—8次后趋于稳定,冻融循环对固化土的强度影响明显。固化土发生刚度软化现象,E-ε曲线整体呈下降趋势,刚度随着围压的增加和养护龄期的延长而增加,随冻融循环次数的增加而降低,无量纲化割线模量与无量纲化主应力差的关系曲线由两部分组成,呈现倒C型。对固化土力学性能的研究有利于废弃泥浆的资源化再利用。

北部湾深层深井油基钻井液研究及现场应用

为了缩短钻井周期以及提高井壁稳定,油基钻井液的护壁防塌性能可通过加入封堵剂来优化。本文以纳米SiO_(2)、N-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷和全氟辛基三甲氧基硅烷为原料制备一种纳米封堵剂,其粒径主要分布在10~200nm之间,其粒径较为集中,应用于钻井液中可降低泥饼渗透率,显著提高油基钻井液的封堵性能,降低滤失量,对储层渗透率影响较小。纳米封堵剂与油基钻井液具有良好的配伍性,提高油基钻井液的稳定性。本文研究的高性能油基钻井液成功应用于现场钻井,钻井过程中,纳米封堵剂的加入显著提高了起钻速度,缩短了现场钻井周期,封堵性能的提高使钻井液泥饼在裂缝和孔隙中进行有效封堵,井壁未出现掉块及剥落片。

提高地层承压能力技术

地层承压能力的影响因素主要有地层岩性、地层裂缝发育程度、温差、黏土矿物水化和钻井液漏失量、钻井液侵入时间、堵漏材料的类型和粒度组成、钻井和堵漏工艺水平。用改进的DL型堵漏实验仪对一系列浓度的刚性封堵剂、核桃壳以及它们复配的堵漏浆封堵模拟裂缝后的承压能力进行了评价,得出了刚性封堵剂由于强度高、不易被压碎、不水化,在裂缝中能架桥、填充、堵死裂缝,提高裂缝填塞层的承压能力。在DN2-4井和莫深1井上的现场实验也证实了,复配使用刚性封堵剂与核桃壳的堵漏浆能很好地封堵裂缝,提高封堵层的承压能力,且封堵层不容易再次发生漏失,可增加一次成功提高地层承压能力的几率。

抑制钻屑形成泥球的钻井液研究

针对渤海QHD32 6油田钻井中钻屑形成泥球的突出问题 ,依据钻屑形成泥球的原因分析 ,采用粘结法、全角滚动法等实验方法 ,评价了自己研制的“FNJ 1”型防粘结剂的抑制钻屑粘结作用效果 ,并应用该剂于渤海QHD32 6油田上百口井的钻井试验中 ,取得抑制钻屑形成泥球的显著效果。

凝胶承压堵漏技术在普光地区的应用

普光地区承压堵漏技术存在裸眼段长、漏层及缝洞孔喉尺寸难确定、存在张开性裂缝和岩石骨架承压能力低等难点,桥塞堵漏的效果不理想。因此对桥塞堵漏剂进行改进,通过引入凝胶聚合物和胶结剂形成凝胶堵漏剂。性能评价结果表明,凝胶堵漏剂对不同漏失通道的适应性好,能与地层胶结成高强度的封堵层,对由5～20mm砂粒组成的砂床或10～30mm石子模拟漏层均具有很好的封堵能力,封堵层的承压能力大于9MPa;该剂的弹性变形能力、膨胀堵塞和化学胶结作用能有效提高材料进入和驻留漏层的能力。凝胶堵漏技术在普光地区4口井中进行了试验,成功率为100%,取得了很好的承压堵漏效果,证实了该技术具有现场适应性好和堵漏强度高的特性。

抗高温油基钻井液封堵剂PF-MOSHIELD的研制与应用

针对层理和微裂缝发育的高温高压复杂井,从提高多尺度封堵效果和高温稳定性出发,研制了一种由独特的化学改性剂和磺化沥青、油溶性碳酸钙、纳米二氧化硅以及苯乙烯丙烯酸酯共聚物等组成的抗高温油基钻井液封堵剂PF-MOSHIELD。该封堵剂粒径分布在1～189.02μm之间,热稳定性好,分解温度高达378℃,软化点为260℃,且能在油相中稳定分散。与传统的油基封堵剂相比,该封堵剂在压差的作用下挤入微裂缝,同时参与了"内滤饼"和"外滤饼"的形成,在高温下能对不同孔隙度的裂缝进行封堵,有效降低渗透滤失量和滤失速率。在南海海域WZ6-9、WZ12-1等区块井的应用表明,添加PF-MOSHIELD的钻井液体系流变稳定,电稳定性提高,减少页岩中孔隙压力传递效应,能够满足层理和微裂缝发育的硬脆性和破碎性地层井壁稳定要求。

加盐超浓反相乳液的合成、表征及性能研究

采用超浓反相乳液聚合法对AA/AM/AMPS三元单体共聚合,合成出了钻井液用降滤失剂,研究了加盐对产物降滤失性能和稳定性的影响,并通过热重分析法和差示扫描量热法对合成聚合物进行了表征。结果表明,盐的存在一定程度上提高了聚合物乳液的降滤失性能及稳定性,但对聚合物的耐热性能没有显著的影响。

钻井液降黏剂SMT-T的研制

根据塔拉单宁的化学结构与特性，参照五倍子磺化单宁的加工工艺，用铁盐代替铬盐，研制出了无铬塔拉磺化单宁。结果表明：塔拉磺化单宁的加工工艺可行，质量达到或超过行业标准；添加量为0．5％或2．0％时的降黏率无明显差异；在180℃下，淡水浆降黏率为78．4％～93．2％，平均为88．70％，盐水浆降黏率最高达91.0％，平均为84．54％；在200～220℃下，淡水和盐水基浆平均降黏率分别为95．10％和84．90％。

几种泥浆加重剂的减磨性能研究

在钻超深井、大斜度井、大位移井及水平井的过程中,套管和钻柱的磨损是必须考虑的问题。对套管磨损过程进行应力分析知,最大剪应力是造成套管磨损的主要原因;套管的磨损主要是接触疲劳磨损和磨粒磨损共同作用的结果。针对现有的减磨措施,文章利用改进的 ML 100 型试验机,分析对比几种泥浆加重剂的减磨性能,在钻井液中加入活性减磨加重剂,以改善钻井液的润滑性能,可方便有效地降低套管与钻柱的磨损。

生物法修复废弃钻井泥浆和含油污泥的研究进展

废弃钻井泥浆和含油污泥是石油工业产生最多的含油固体废弃物。它们是一种含有多种复杂成分的悬浊液,包括石油烃(PHCs)、水、重金属、化学处理剂和固体泥沙颗粒。由于其具有环境危害性,且产量逐渐增加,对其有效地处理和处置引起世界各国的广泛关注。综述了废弃钻井泥浆和含油污泥的性质、对环境的影响和生物修复方法,并介绍了生物修复PHCs的影响因素,同时初步探讨了两者中除PHCs之外其他污染物的处理方法。目前的生物修复方法都有不同的优势和局限性,未来应该进一步关注对现有处理技术的改进和不同技术的结合,使废弃钻井泥浆和含油污泥的处理既能达到无害化、资源化,又能节省处理成本。

DF-1型泡沫剂的研制和应用

从提高钻井效率、保护孔壁、提高岩矿芯采取率的技术要求出发，研制了专门用于多工艺空气钻进配制泡沫液和泡沫泥浆的新型泡沫剂——ＤＦ－１型泡沫剂。用该泡沫剂配制的低密度钻井液体系适用于低压漏失、孔壁失稳、干旱缺水等复杂条件的钻进，取得了令人满意的成效。应用结果还表明，ＤＦ－１型泡沫剂在地热钻井、水文水井钻探、地质灾害治理工程中也有良好的应用效果。

四氧化三锰水基钻井液润滑性能评价与研究

采用Zeta电位分析仪、激光粒度仪、扫描电镜测定了四氧化三锰、重晶石、铁矿粉的表面电荷、粒度分布和微观形状,对比考察了3种加重剂加重的水基钻井液的极压润滑系数和泥饼黏滞系数。实验结果表明,3种加重剂中,四氧化三锰颗粒的表面电荷最高,在钻井液中的表面亲水性最强,其颗粒呈球形,粒度分布窄、粒径小、比表面积大,颗粒的稳定性最强;因此四氧化三锰加重钻井液的极压润滑系数和泥饼黏滞系数最小;四氧化三锰、重晶石、铁矿粉加重钻井液泥饼润滑性改善的临界密度分别为1.3、1.5和1.5 g/cm3;重晶石、铁矿粉与四氧化三锰复配能改善他们加重钻井液的极压润滑性能及泥饼的润滑性能。分析其机理为四氧化三锰高的表面电荷使得颗粒分散均匀,降低了钻井液流动的内摩擦力,合理的粒度分布能增加起轴承效应的粒子数量,球形颗粒能显著降低钻井液固相颗粒之间的摩擦力。

胜利油田废弃钻井泥浆复合固化剂研究

针对胜利油田废弃钻井泥浆浸出液COD值高的特点,以水泥、粉煤灰、添加剂A、添加剂B组成的复合固化剂,对废弃泥浆进行固化处理研究。通过正交试验,得到几种固化剂在处理废弃钻井泥浆中的最佳配比,其组分质量分数分别为:水泥10%、粉煤灰20%、添加剂A 3%、添加剂B 0.5%。实验结果表明,复合固化剂使用后可将泥浆浸出液的COD值从896.84 mg/L降低至72.35 mg/L。

钙铁石榴石物性及泥浆特性

钙铁石榴石在矽卡岩及其矿床中含量很高、储量很大，目前尚未被开发利用。经过一系列研究发现：钙铁石榴石具有很好的物理性能和化学性能，较高的密度及良好的化学稳定性，在作钻井泥浆加重剂时，可以与钻井泥浆中常用加重剂重晶石相媲美。

新型井壁承压增强剂的制备及评价

海上钻井过程中经常会钻遇易漏层,从而影响钻进速度,严重损害储层。研制了一种由刚性粒子、软性粒子及可变形粒子组成的新型井壁承压增强剂ENPRES-Seal,通过可视砂床实验确定刚性粒子、软性粒子、可变形粒子的配比为2∶1∶2。评价结果表明,ENPRES-Seal在钻井液中建议加量为2%-3%,其对钻井液流变性影响小,抗温可达200℃,用于钻井液时不糊筛,对孔径为0.180 mm筛的通过率大于85%,能够改善钻井液润滑性能,较好地封堵各孔径砂床,使地层承压能力达17 MPa,且泥饼质量较好。该剂在上海平湖区块一口高温高压井的应用表明,ENPRES-Seal有效地提高了地层承压能力,该井井底温度超过180℃,完钻密度为1.90 g/cm^3。

一种消除裂缝性储层钻井液滤饼的新方法

介绍了强氧化剂二氧化氯的基本性质、制备方法及其与有机聚合物的作用机理 ,利用组合裂缝储层保护评价实验新技术 ,对不同类型的解堵剂进行了解堵效果评价。试验结果表明 ,酸化和氧化相结合的二元复合滤饼消除法的解堵效果较好 。

废弃钻井泥浆固化处理技术的研究和进展

钻井勘探的过程中会产生大量的废弃钻井泥浆,成分十分复杂。如果不进行无害化处理,就会造成周边环境的污染。文章针对钻井泥浆的特点,对适合泥浆的固化处理剂进行了分析研究,阐述国内外普遍使用的固化处理技术,并对当前固化处理技术存在的问题进行了分析。

国内超高温钻井液研究与应用进展

20世纪80年代以来,世界各国钻深井、超深井、复杂井的数量增加,对钻井液高温下的稳定性、滤失量和润滑性提出了更高要求,为满足超深井钻井技术发展需要,世界各国都在努力研制超高温钻井液处理剂和钻井液体系。国内超高温钻井液体系主要集中在水基钻井液方面,在油基钻井液和合成基钻井液方面开展的工作相对较少。油基钻井液和合成基钻井液是国外公认的解决高温问题的有效途径,可以有效解决深井高温井段钻井液稳定性问题,但油基钻井液和合成基钻井液成本高,并存在环境污染等突出问题,因此其推广受到限制。相对于油基钻井液,水基钻井液成本低,易于维护处理,通过采用抗高温处理剂,可满足井底温度超过220℃以上高温钻井的需要,从而得到广泛重视。从需求考虑,在重视水基钻井液研究的同时,也要重视油基钻井液和合成基钻井液。介绍了近期国内在超高温钻井液处理剂及钻井液体系研究与应用方面取得的进展。

酸溶性暂堵剂PCC的研究和应用

酸溶性暂堵剂PCC由酸溶主体材料、悬浮拉筋剂和助滤剂三部分组成,可用于封堵各种地层特别是产层发生的漏失。本文介绍了PCC的性能、使用工艺要领和应用效果,讨论了影响PCC性能的因素。