含有机硅固壁剂钻井液性能研究

化学胶结固壁技术有利于解决易破碎地层的井壁稳定难题。在高性能水基钻井液中引入有机硅固壁剂可有效提高龙马溪等页岩的抗压强度,且对水基钻井液流变性和滤失量基本无影响。2%~5%的有机硅固壁剂S2对烷基糖苷衍生物APD加量、老化温度和钻井液密度等敏感性较弱,与高性能水基钻井液配伍性良好,由此可以拓宽高性能水基钻井液的适用范围。

基于仿生技术的强固壁型钻井液体系

基于仿生技术,模仿海洋生物贻贝分泌的贻贝蛋白具超强黏附性能的特点,合成了仿生固壁剂GBFS-1和仿生页岩抑制剂YZFS-1,并以这2种仿生处理剂为核心,研制了可有效加固井壁并维持井壁稳定的仿生钻井液体系。2种仿生处理剂的性能评价结果表明:GBFS-1具有良好的降滤失性能,且在井壁岩石表面形成的仿生壳能胶黏岩石,胶黏能力强于常见的市售胶黏剂;YZFS-1具有良好的抑制页岩水化膨胀和分散、剥落的能力,抑制效果优于目前国内常用的页岩抑制剂,且有良好的造浆抑制能力。通过处理剂配伍性评价和加量优化,确定了仿生钻井液体系的配方,对其性能进行了评价并与现场应用的某种防塌钻井液体系进行了对比,结果表明:仿生钻井液体系各项基本性能良好,且能有效抑制页岩水化膨胀和分散剥落,总体上优于对比钻井液体系。

仿生固壁钻井液体系的研究与现场应用

通过实验剖析,得知贻贝足丝线能够于水下牢固地黏附在岩石表面的最主要原因是其含有一种特殊的官能团,通过将这种官能团接枝到一种聚合醇骨架上,合成出了仿生固壁剂GBFS-1。该处理剂能够在井壁泥页岩表面固化形成具有较强黏附性和内聚力的凝胶"仿生壳",从而起到提高井壁泥页岩强度的作用,而且实验发现其无法在运移中的钻屑表面形成"仿生壳",因而不会影响仿生钻井液的携屑效果。以GBFS-1为核心处理剂配制出了仿生固壁钻井液体系。性能评价结果表明,该体系的流变性、滤失造壁性以及润滑性等满足钻井要求,防塌抑制性强,泥页岩岩屑在该钻井液中的热滚回收率达90.6%,岩心在该钻井液中热滚后抗压强度提高10.8%。该体系在苏里格气田苏53-86-15H1、苏53-86-15H和苏53-70-22H井的现场试验情况表明,3口井在钻进过程中均没有发生泥岩段卡钻等复杂情况,并且机械钻速明显高于邻井。

油基钻井液固壁技术实验研究

针对花港组泥岩组构特征,分析井壁失稳机理,优选出油基胶结固壁剂技术,实验结果表明,油基固壁剂MOHGW对体系流变性影响较小,优化后体系HTHP滤失量滤失量小于2ml,滤膜滤失量小于1ml,有效胶结封堵微裂缝,压力传递平衡时间延长102h,有效阻缓压力传递作用,岩石浸泡强度保持率到达94%左右,显著提高油基钻井液稳定井壁能力,有助于实现花港组泥岩段钻井提效。

基于井壁稳定的大位移井水基钻井液体系研究

针对南海东部区块大位移井低承压地层易井壁失稳、安全密度窗口窄易漏失等问题,设计开发了一种提高井壁稳定性的大位移井水基钻井液体系。该体系通过高效抑制剂HIB-3实现对地层泥页岩水化分散的有效抑制;利用化学固壁剂HXGB-1与岩石反应,在井壁表面形成具有较强内聚力和黏附性的凝胶,提高低承压地层的抗压强度;使用复合封堵剂FHSEAL-4进行有效物理封堵裂缝,降低漏失风险和漏失影响程度,提高井壁稳定性。实验评价表明,该体系的流变性能、润滑性能、封堵滤失性能和造壁性能等满足钻井要求,抑制性能和封堵防塌能力强,泥页岩岩屑在该钻井液中的热滚回收率达92.6%,砂岩岩心在该钻井液中浸泡2天后,单轴抗压强度提高20.2%。

改性热固性树脂研究进展及其在钻井液领域应用前景

改性热固性树脂是通过物理共混或者化学交联的方式引入特定元素或官能团形成的具有体型网络结构的高分子材料。优异的耐热耐压性能和力学性能使得热固性树脂及其改性产品在机械、建筑以及民用生活等领域成为不可或缺的基础材料。综述环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂及不饱和聚酯树脂等4种热固性树脂的改性机制及改性后材料特点,结合钻井液相关处理剂研究现状和不同改性热固性树脂性能特点,展望改性热固性树脂在井壁稳定、钻井液降滤失及防漏堵漏领域的应用前景。改性热固性树脂在钻井液领域的研究和应用将推动钻井液处理剂向高性能低成本的方向发展。

复杂泥页岩地层井壁稳定钻井液材料研究现状

针对复杂泥页岩地层钻井过程中频繁出现的井壁失稳问题,目前国内外已形成了用于稳定井壁的钻井液技术,包括泥页岩水化抑制技术、地层孔隙封堵技术和化学固壁技术。但以上多种技术均无法抑制泥页岩的表面水化作用,高温条件下快速封堵和化学固壁剂的效果也相当有限,因此井壁失稳问题仍难以解决。系统总结了复杂泥页岩地层井壁稳定钻井液材料的研究工作,通过对井壁稳定钻井液材料研究现状进行分析,阐述了不同钻井液材料包括泥页岩水化抑制剂、封堵剂、化学固壁剂的作用机理,探讨了不同种类井壁稳定材料的优势和缺陷。据此指出开展泥页岩水化基础理论研究、开发高温高盐条件下稳定有效的新型纳米材料、建立能够模拟井下条件的化学固壁剂的评价方法将成为未来复杂泥页岩地层井壁稳定钻井液材料和技术研究的热点和难点。最后对复杂泥页岩地层井壁稳定钻井液技术和材料的发展方向进行了展望。