基于温敏聚合物/纳米复合材料的抗200℃高温无固相水基钻井液研究

针对传统无固相钻井液抗温性能较差的难题,以纳米复合材料N-AMPA为主剂,构建了具有优良抗温性能的无固相钻井液体系。评价结果表明,在25~180℃,1%N-AMPA水溶液的黏度增加率达43%,表现出优良的高温增黏性能;1%N-AMPA水溶液经200℃/16 h老化后,黏度保持率达67.6%,其抗温增黏效果明显优于增黏剂HE300。以N-AMPA为主剂构建的无固相钻井液体系,抗温能力达200℃,热滚16 h后的表观黏度保持率达67.0%、API中压滤失量为7 mL,耐温能力较强;抗氯化钠、氯化钙和劣土污染能力分别达20%、0.8%和10%,污染后于200℃热滚16 h, API中压滤失量始终低于9.5 mL,具有较好的抗污染性能;泥页岩膨胀率约3%,抑制防塌性能好;岩心渗透率恢复率达90%,储层保护效果好。

无固相/低固相聚合物钻井液低温流变特性

研究低温条件对钻井液流变性的影响,对保证在冻土地区天然气水合物钻探安全顺利的开展有着重要的意义。通过对实验室研制出的无固相聚合物钻井液与低固相聚合物钻井液流变性进行对比研究,分析两种不同类型的钻井液低温流变性的变化规律。采用赫-巴模式中的参数对无固相与低固相聚合物钻井液的流变性能进行分析比较。对无固相聚合物钻井液与低固相聚合物钻井液建立了预测黏度与温度关系的数学模型。实测数据验证表明,数学模型拟合度高,可在现场根据不同类型的钻井液采用不同的模型进行分析研究。最后采用扫描电镜对两种体系钻井液的低温流变性进行了微观机理分析。

不分散低固相钻井液在车排子地区铀矿绳索取心钻进中的应用研究

准噶尔盆地车排子地区是近年来可地浸砂岩型铀矿找矿的主要地区。但是通过最近几年车排子勘探区的钻探施工情况来看,该区域内地层较为复杂,区内广泛分布有泥页岩、松散砂砾岩等强水敏、不稳定地层。在区内钻探施工中,易发生岩层水化膨胀、孔径缩小、孔壁坍塌等复杂情况。而钻井液的性能是实现复杂地层顺利钻进的关键指标,在车排子勘探区钻探施工中使用传统细分散钻井液面临着岩心采取率低、地质效果差、回次进尺短和钻探效率低等问题。文章针对车排子勘探区的地层特点和钻探施工中存在的问题,通过相关钻井液文献调研和现场实验,研究并优选出了一套新型低固相不分散钻井液体系、配置与维护技术。该钻井液以广谱护壁剂和磺化沥青粉为核心材料,具有配置维护简单、流动性好、失水量低和所形成泥饼薄而强韧的特点。在2022年的铀矿钻探中,采用该钻井液体系,结合电动直驱钻机在车排子勘探区开展了绳索取心钻进实验,3口试验钻孔达到安全、优质和高效完孔的试验目标,为今后该地区类似钻孔的钻探施工提供借鉴与指导意义。

低固相聚合物钻井液在山西煤层气井中的应用

介绍了山西煤层气井钻探中钻井液技术难点 .通过三口典型的煤层气井 ,论述了低固相、低密度聚合物钻井液在煤层气井中的应用 .结果表明 ,这种钻井液体系 p H值较低 ,滤失量小 ,泥饼致密光滑 ,可以起到保护井壁的作用 ,从而有效地保护煤层 ,同时可降低钻井液材料的费用 ,适用于煤层气钻井 .

低固相聚合物钻井液在大邑地区的应用

大邑区块地质条件复杂,井壁稳定性差,裂缝发育导致漏失严重,可钻性差。研究表明,钻井液的固相含量与钻柱的振动密切相关,固相含量的提高增加了钻井液的粘度,同时增加了阻尼作用。在大邑区块使用低固相钻井液钻井时,钻具振动减少,钻具失效相对较少;而用无固相钻井液时,钻具失效严重。BHA横向振动衰减有限元分析表明,使用低固相钻井液,钻柱阻尼作用得到增强,钻柱横向振动衰减越快,承受交变复杂应力的时间越短,越不容易出现疲劳失效。

低固相聚合物防塌钻井液体系在川西浅井定向井施工中的应用

由《广安地区浅层低温低压油层修井液研究》科研成果经技术转型的低固相聚合物防塌钻井液体系,具有低摩阻、防塌、润滑性好、携砂、护壁能力强和低失水保护产层等特点,能满足川西浅井定向井施工的需要,能有效防止斜井粘吸卡钻。该钻井液体系经在新46井及川孝267井的应用实践,具有很好的推广应用价值。

PVM聚合物型无固相钻井液研究与应用

根据钻进地层、井深、井温、涌水、漏失等因素,通过正交实验优选出PVM聚合物型无固相钻井液主剂与交联剂组分,确定了合理的配制工艺。该钻井液性能指标优良:漏斗粘度20～35s;API失水量8～18ml/30min;属于假塑性幂律流体,具有良好的剪切稀释作用;在岩石表面吸附速度快,对松散砂及风化碎石层的胶结能力强,能起到"下套管"的固壁作用;具有良好的絮凝钻屑聚沉的能力,维持体系无固相;能显著提高破碎地层的岩矿心采取率。

煤层气钻探无固相聚合物钻井液的研制与性能评价

针对煤层气钻探过程中易出现的孔壁垮塌问题,采用理论分析与试验研究相结合的方法开展了无固相聚合物钻井液的研制与性能评价研究。首先筛选了高分子聚合物类、植物胶类、生物聚合物类三类无固相聚合物钻井液体系,确定了主要处理剂的加量,确定了三类无固相聚合物钻井液的优化配方,并采用幂律模式对钻井液流变性能进行了评价。在此基础上,制作标准岩样,通过线性膨胀试验对钻井液的防塌性能进行评价。最后,评价了处理剂的添加方法对钻井液性能的影响。结果表明,研制的无固相聚合物钻井液优化配方流变性能好,防塌性能强,配方简单,配制方便,适于煤层气钻探。

抗高温疏水缔合聚合物无固相钻井液研究及现场试验

针对现有无固相钻井液抗温能力弱、无法满足高温水平井钻井需要的问题,以两性离子型疏水缔合聚合物PL-5为主剂配制了抗高温疏水缔合聚合物无固相钻井液。对该钻井液的流变性、滤失性、悬浮稳定性、抑制性和储层保护性能进行了室内试验评价,并应用原子力显微镜(AFM)和环境扫描电镜(ESEM)对构建该钻井液液相的聚合物的微观结构进行了观测。室内试验结果表明:该钻井液在160℃下老化后,仍可保持良好的流变性、滤失性和悬浮稳定性;上部地层钻屑的一次滚动回收率达60.1%,下部地层钻屑的一次滚动回收率达87.2%,抑制泥页岩水化分散效果显著;油层岩心的渗透率恢复率可达82.0%以上。抗高温疏水缔合聚合物无固相钻井液在DF1-1气田3口井的水平段钻井中进行了现场试验,结果表明,该钻井液不仅具有良好的流变性、滤失性和悬浮稳定性,而且具有良好的储层保护效果,提速效果显著,能够满足高温水平井钻井需要。

煤层气井中低固相聚合物钻井液的应用

煤层气一旦受到污染势必对其开采价值造成影响,因此在钻井液应用中煤层段的防污染和防漏等成为了关键。本文主要分析了山西地区煤层气井的主要特征,钻井液相关技术,低固相聚合物钻井液在煤层气井中的应用。

聚合物型无固相钻井液的实验研究

通过正交实验优选出水溶性高分子聚合物无固相钻井液主剂与交联剂组分。该钻井液性能指标优良：漏斗黏度17~30s,API失水量6~24mL/30min,属于假塑性幂律流体,具有良好的剪切稀释作用。在岩石表面吸附速度快,对松散砂及风化碎石层的胶结能力强,能起到＂下金属套管＂固壁作用,具有良好絮凝钻屑聚沉的能力,维持体系无固相,能显著提高破碎地层的岩矿心采取率。

高分子聚合物无固相钻井液在煤系水敏性地层的使用效果

卡伦湖沉积岩煤系地层遇水膨胀、剥落和坍塌,使用聚丙烯腈铵盐聚合物无固相钻井液绳索取心钻进,对水敏性地层起到了有效地抑制作用,既提高钻探效率和质量,又降低孔内事故和减轻劳动强度。

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。

抗高温低固相钻井液在桩古斜411井的应用

桩古斜411井是胜利桩西潜山油藏的一口探井,该区块为高温低压油藏,前期使用的低密度低固相钻井液高温稳定性差,在钻井过程中,易出现流变性调控难、电测遇阻及储层污染严重等难题。针对该区域的地质特征和钻井要求,研发出抗高温低固相钻井液,并进行室内评价实验。实验结果表明,形成的钻井液抗温≥200℃,具有黏度低、切力高、稳定性强等优点,同时体系封堵性能强,滤失量小,能最大程度地减少钻井液固相颗粒和滤液进入储层,滤液表面张力≤26 mN/m,水锁损害小,渗透率恢复值≥90%。现场应用表明,桩古斜411井施工过程中没有出现严重的复杂情况,电测一次成功率均达到100%。平均机械钻速为9.86 m/h,钻井周期提前7.75 d,有效减少了钻井液对储层的浸泡时间,体系油气层保护效果显著,试油时产油量为34 m3/d,产气量超出9 900 m3/d,增产效果明显。

ADM9-4H井无固相聚合物钻井液技术

目前钻井现场使用的钻井液体系大多是以膨润土为基础配浆材料,再结合各种钻井液处理剂配制而成,此类钻井液虽具有各种优点,但也存在着损害储层的问题。无固相聚合物钻井液由于能实现较低的当量密度和很少的固相含量,能够明显地降低滤液和固相侵入储层的数量,从而达到保护储层的目的。DM9-4H井四开岩性主要为灰岩,为了保护储层,使用无固相聚合物钻井液体系,该体系充分发挥无固相聚合物钻井液的优点,辅以原油提高润滑性。良好的钻井液性能,再配合以合理的工程技术措施,有力保证了储层钻井施工的顺利进行,后期完井资料显示,采收率得到明显提高。

无固相KCl聚合物钻井液体系在伊拉克鲁迈拉油田的应用

伊拉克鲁迈拉油田三开地层存在大段的泥页岩,易发生剥落坍塌,储层砂岩段长,渗透性好,易发生渗漏和形成小井眼。钻井液体系从一开始单纯追求井下的稳定性,到兼顾井壁稳定、储层保护、S型和J型井的摩阻降低,最终形成了无固相KCl聚合物钻井液体系。主要从室内实验和现场应用方面详细阐述了体系的形成和现场应用效果。

地下连续墙施工中低固相不分散聚合物稳定液的应用

针对上海外滩金融中心基坑围护工程地下连续墙施工中地层及环境情况,在分析传统的膨润土-NaCMC泥浆体系存在缺点的基础上,研制了新型的低固相不分散聚合物稳定液。

无固相聚合物钻井液在柳林煤层气钻井中的应用

根据柳林试验区煤层气开发利用一体化、低成本开发战略要求,在技术要求范围之内尽可能采用新工艺、新技术,以缩短钻井周期,提高作业效率,缩短钻井液对储层浸泡时间,减轻钻井液对储层伤害。在确保安全生产、施工质量的前提下,积极探索采用水基无固相聚合物钻井液,并采取相关的防范措施,经实践证明能有效地控制井下复杂情况的发生,达到了提高钻井速度、降低钻井成本的目的。

不分散低固相钻井液体系在张掖平山湖矿区中的应用

平山湖矿区第四系、第三系地层属于遇水不稳定地层,钻探施工时,地层造浆严重、孔径扩大率高,造成钻探事故频发、施工效率低。采用以聚合物为主要添加剂的不分散低固相钻井液体系在该矿区进行了应用试验,有效地抑制了粘土造浆及泥页岩水化膨胀,取得了很好的效果。

无黏土低固相新型有机盐钻井液的室内研究

无黏土有机盐盐水钻井液能较好地解决常规无固相钻井液的3大难题（提黏、抗温和密度调节）。研制出一种新型有机盐，并根据复合成膜封堵技术优选出一套无黏土低固相有机盐钻井液配方。新型有机盐OS-100性能优良：溶解度高，其饱和溶液密度在1．505g／cm^3以上；无毒，腐蚀性低；能提高体系中处理剂的抗温能力。优选出的无黏土低固相有机盐钻井液具有良好的流变性、封堵造壁性和抑制性，抗钙可达3．0％～5．0％，钻屑容量限高，可达20％，润滑性能好，可降低钻头研磨效应，提高机械钻速，保护油气层。