钻井液用新型可酸溶加重剂的制备与应用

以羟基磷灰石为原料,六偏磷酸钠为改性剂,制备了一种可酸溶加重剂。采用FTIR对其化学结构进行表征,对改性后加重剂的酸溶性、Zeta电位以及润湿性进行了评价,并对其配制的钻井液的流变性、滤失性以及储层保护效果进行了评价。实验结果表明,10%盐酸作用下改性加重剂的溶解率可达88.27%;采用该改性加重剂的钻井液具有良好的流变性和降滤失性;采用该改性加重剂的钻井液污染的岩心经10%盐酸浸泡2h后,渗透率恢复值>90%,表明改性加重剂参与形成的泥饼可被酸性工作液有效溶解和清除,从而保护储层。

加重剂对水基钻井液润滑性能的影响研究

为了定量研究加重剂影响水基钻井液润滑性能的一般规律,采用激光粒度仪测定了重晶石、钛铁矿、保护储层加重剂的粒度分布,考察了3种加重剂将水基钻井液加重到相同密度以及加重到不同密度时滤饼的摩擦系数。研究表明高密度条件下,3种加重剂均有改善钻井液润滑性能的作用,保护储层加重剂的润滑效果最好;水基钻井液润滑性改善时,重晶石、钛铁矿、保护储层加重剂加重钻井液的临界加重密度分别为1.4、1.6和1.6g/cm3;钻井液未加润滑剂时,超过此临界密度的一定范围内,钻井液体系的润滑性能均增强。

超高密度水泥浆加重剂粒径和加量优化模型

针对超高密度水泥浆由于体系中惰性颗粒较多,水泥浆流变性能与水泥石力学特性之间存在矛盾的问题,以颗粒级配和紧密堆积原理为理论依据,通过计算水泥石单位面积上加重剂所占面积比,建立了加重剂不同粒径匹配模型和不同粒径加重剂加量的数学模型。调整体系加重剂的颗粒粒径匹配,并对加量进行优化计算,使抗压强度满足设计要求。模型计算出添加三级颗粒时,粒径的最佳匹配关系为r1:r2:r3=1.00:0.40:0.07,三级颗粒的体积加量为V1:V2:V3≈354:45:1。大量实验表明,密度为2.6g/cm3的超高密度水泥浆经过合理粒度级配、加量控制的水泥石抗压强度可达到12MPa(24h,50℃常压养护)以上,且流动性能良好,在现场能够一次完成配浆。

不同加重剂对超高密度钻井液性能的影响

针对超高密度钻井液中加重剂用量大、货源稀少、价格昂贵,或硬度较大、磨损钻具、具有毒性等问题,选择目前应用最广泛的重晶石粉和国外开发的微锰粉MicroMAX为加重剂,研究了其对钻井液性能的影响。分别用扫描电镜和激光粒度仪分析了重晶石粉和微锰粉的微观形态和粒度分布,并将其按一定比例复配为加重剂,配制出2.85～2.90kg/L的超高密度钻井液,高温老化后进行流变性、滤失性和沉降稳定性的评价试验。试验结果表明:纯度较高的重晶石粉能够配制出具有良好流变性、悬浮稳定性的超高密度钻井液,且高温高压滤失量小;用重晶石粉和密度更高、粒径较小的微锰粉复配加重,高温老化后钻井液的黏度和动切力下降,流变性有一定改善,但高温高压滤失量增大。综合考虑钻井液性能、经济性和实用性,建议用性价比相对较高的重晶石粉为加重剂。用重晶石粉加重的2.75～2.89kg/L的超高密度钻井液在官深1井三开井段进行了现场试验,安全钻进约745m。

高密度钻井液加重剂回收技术

随着深井、超深井钻井技术的发展,高密度钻井液加重剂的回收再利用日益受到重视。为此,通过研究有害固相与加重剂的粒度分布,建立了数学模型,确定出回收加重剂的最佳分离点,得到相应回收设备的工作参数。结合油气田现有固控系统的配置,设计出回收加重剂的系统配置方案:采用细目振动筛+可调速离心机+高速离心机的组合方式,通过控制阀门、流量计及变频器合理结合,达到把加重剂分离出来,同时将其有害固相加以清除的目的。通过在塔里木油田神木一井的现场实验,验证了回收加重剂理论模型的有效性。该技术能回收大量的加重剂、节约加重剂的费用、减少矿产资源损耗,更有效地解决了环境污染问题,具有显著的社会经济效益。

新型高密度钻井液加重剂Mn_3O_4的研究及性能评价

分别用激光粒度仪、ζ电位仪、扫描电镜以及红外扫描动态稳定测试仪分析了四氧化三锰、重晶石、铁矿粉的粒度分布、表面电性、微观形状以及动力稳定性,对这3种加重材料单独加重及复配加重形成的高密度钻井液的性能进行了评价。结果表明:四氧化三锰颗粒小、呈球形、表面活性高、沉降速率小,加重形成的高密度钻井液表现出良好的流变性、沉降稳定性和润滑性;但高温高压滤失量增大,可以通过优选架桥粒子及降滤失剂得到一定程度的控制;与传统加重剂复配,在一定程度上可以弥补传统高密度加重材料的缺陷。综合考虑高密度钻井液性能,四氧化三锰是高密度钻井液理想的加重材料。

不同粒径的加重剂对水基钻井液黏度效应的影响

研究了不同级配活化重晶石对高密度水基钻井液黏度效应的影响。得出,粒径范围为0.050～0.065 mm重晶石对钻井液表观黏度效应和塑性黏度效应的影响最大,因此应尽量控制这个级配范围内的重晶石颗粒含量;重晶石粒径范围为0.040～0.065mm时其对钻井液表观黏度效应的影响最小,粒径范围为0.040～0.061mm时其对钻井液塑性黏度效应的影响最小,应该相应增加其在重晶石颗植体系中的含量,尽量减小重晶石加入钻井液后产生的黏度效应。

国外高密度微粉加重剂研究进展

综述了国外高密度微粉加重材料的室内研究与现场应用现状,分析了用微米重晶石、四氧化三锰微粉加重的高密度钻井液的优点以及存在的问题,并进一步探讨了微粉加重材料的发展趋势。国外研究应用表明,高密度微粉加重剂钻井液体系较好地解决了高密度钻井液的流变性与沉降性之间的矛盾,且还具有低摩阻、低扭矩、低循环当量密度等优点,高密度微粉加重剂已成为国外水平井、大位移井、大斜度井等复杂钻井作业的首选加重材料。

加重剂指标对水泥浆性能的影响研究

为更好地掌握加重剂对高密度水泥浆性能的影响情况,考察了加重剂的密度、水分、杂质、粒度分布等理化性能对水泥浆性能的影响。结果表明:(1)加重剂水分1.0%时,水分含量递增,水泥浆的密度递减,水泥石的抗压强度也呈递减趋势;(2)加重剂泥质杂质3.0%时,杂质含量递增,水泥石的抗压强度呈递减趋势;(3)加重剂的粒度分布对水泥浆性能影响较大,粒径集中在45～106μm是较理想的粒度分布。通过研究,得到了加重剂的颗粒级配、粒度分布、组分加量、水灰比等因素对高密度水泥浆工程性能的影响规律。

加重剂对水基钻井液润滑性能影响的实验研究

通过粒度分布、扫描电镜、ZETA电位分析,考察了重晶石、活化重晶石、活化铁矿粉3种加重剂及其复配对钻井液加重到不同密度时对滤饼黏滞系数的影响。实验结果表明:高密度条件下,3种加重剂均有改善钻井液润滑性的作用,活化铁矿粉、活化重晶石、重晶石加重钻井液改善润滑性的临界密度分别为1.2、1.4和1.6 g/cm3;超过此密度的一定范围内,钻井液的润滑性均增强。复配加重比单独加重的润滑性效果更好。

高密度钻井液加重剂回收工艺及装置设计

现有的工艺流程中,一般都没有把钻井液中的加重剂进行回收利用,而是直接排入废渣池,这就造成了大量的经济损失和资源浪费。在现有固控系统的基础上,设计了一种高密度钻井液加重剂的回收工艺,采用双离心机分离回收系统。通过改进高密度钻井液加重剂回收工艺,使现有的固控系统能够更好地处理钻井液。该工艺可回收大部分的加重剂,并将其循环利用,而且还可以清除进入循环系统中的有害固相。为达到最佳分离效果,所有新增装置能快捷地与原有系统的装置配合,通过变频器对离心机进行变频调速,使离心机在处理不同密度的钻井液时,能够适时调整到合适的转速,从而使该工艺得到更大范围的应用。

加重剂磁性对摩阻的影响及其机理探讨

在钻井施工中,用钛铁矿粉、氧化铁粉加重钻井液时,活动钻具的阻力比重晶石加重液高出许多,会出现连续阻卡现象,任何润滑措施都不理想。因此,用改进的试验方法研究了加重剂磁性对钻具摩阻的影响。结果表明,磁性是钛铁矿粉和氧化铁粉加重钻井液摩阻增加的主要原因,润滑剂不能从根本上解决这一问题。提出需要高密度钻井液的斜井和水平井应尽可能不使用具有磁性的加重剂。

水泥浆加重剂Micromax在缅甸Pyay油田的应用

为优选出一种既便于现场使用又有利于提高固井质量的高密度水泥浆加重剂,对常用的几种水泥浆加重剂性能进行了分析,选择了挪威E lkem公司生产的M icrom ax作为水泥浆密度加重剂,介绍了其物理性能和优点,与钛铁矿粉进行了性能对比试验,基于室内水泥浆性能数据,用现场水泥浆、现场水进行了配伍性试验以及加量对流变性、稳定性和强度的影响试验研究。研究表明:M icrom ax配制的高密度水泥浆综合性能明显优于重晶石和铁矿粉;M icrom ax自身稳定性好,水泥浆密度易于调节,具有直角稠化效果,水泥石强度高,与其他外掺料和外加剂有良好的配伍性,在不具备干混装置的情况下可以加入水中使用。在缅甸PSC-101、PSC-2井两口井中采用该加重剂进行打塞和固井作业5次,应用效果良好,具有很好的推广应用前景。

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。

钻井液加重剂离心分离和回收参数优化设计

在现代钻井作业中,加重剂的分离和回收显得越来越重要。通过理论计算和实验分析,并借助于Matlab的图形处理及优化算法,直观地得到了固相回收率和粒度分布的关系。固相粒度分布和回收率关系的确定,有利于进一步研究离心机固液相分离机理,对于充分发挥离心机的分离回收功用,更好地回收加重剂,节约矿产资源提供了可靠的依据。

红柱石重介质分选加重剂特性研究

介绍了粉末冶金还原铁粉废粉作为红柱石重介质分选加重剂的相关特性的研究情况 ,确定了还原铁粉废粉加重剂及其悬浮液适宜的特性参数 。

钻井液加重剂回收试验研究

废弃钻井液中微细颗粒含量高,泥化现象严重,导致在回收钻井液中的加重剂时普遍存在回收效率低、成本高、易造成环境污染等难题。利用固相间的密度差异,采用旋流器对加重水基钻井液中的重晶石进行分选回收。采用Φ25 mm旋流器对重晶石进行了分选试验,结果表明,在0.5 MPa进料压力下,重晶石回收率达到83.15%,使泥浆加重材料得到有效的回收利用。

高密度钻井液加重剂再利用的几点思考

随着深井、超深井钻井技术的发展,高密度钻井液加重剂的回收再利用日益受到重视。介绍了废钻井液组成、国内外对废钻井液的处理方法及存在的缺陷。提出了处理钻井液中加重剂的新方法及相应工作模型。结合现场试验数据,指出合理使用好新方法需解决的关键问题:①确定出不同地层、不同岩性、不同机械钻速下回收加重剂的动态粒度点;②确定出在"实时"模式下回收加重剂和钻井液粘度的上限值。指出解决关键问题的方法及现实意义。

钻井液用可酸化加重剂碳酸钡研究与应用

在中、高压油气层钻井中,使用加重剂对泥浆加重是防喷、防涌、保证井下安全的重要手段,但加重剂性能的不同对油气层的损害程度则不同,轻则使油气产能下降,重则因可能试不出油气而影响地质认识并延误油气勘探速度。由于目前大量使用的重晶石粉存在不易酸化和堵塞油气层问题。国内开发的石灰石粉、白云石粉、菱铁矿粉、钛铁矿粉,不是密度低就是研磨性强,都不是理想的酸溶性加重材料。寻找密度大、研磨性小又易于解堵的新型酸溶性加重材料是钻井工作中急需解决的问题。天然的碳酸钡是一种具有与重晶石密度相当、研磨性小、易酸溶的加重材料,研究开发的酸溶性加重材料碳酸钡对于保护油气层、提高油气采收率具有十分重要的意义。

钻井液加重剂细颗粒含量测定的误差分析

钻井液加重剂细颗粒含量测定的误差分析梅宏，周慧，韩新芳（新疆石油学院石油工程系乌鲁木齐８３００００）１概述钻井液的固相含量、颗粒的粒度分布对钻井液的流变性有很大的影响，因此，应对钻井液固相组成之一的加重材料中细颗粒的含量及粒度分布有一定限定和分析方法...