大直径顶管穿越沙漠深部护壁浆液体系研究与应用

大直径顶管穿越沙漠深部顶进阻力大、地层稳定性差、易垮塌、冒顶、护壁困难,砂层多夹有最大直径达4 cm的圆砾,管道最大埋深达50 m,国内外尚无顶管护壁浆液能有效稳定深部砂层降低顶进阻力。本文提出粘土-CMC聚合物浆液用作沙漠深部大直径顶管护壁,探讨浆液护壁及渗透机理,研究浆液性能随材料加量变化的关系,重点分析流变性、失水造壁性、润滑性的变化规律,得出浆液最优化配比。工程应用表明,该护壁浆液能有效稳定砂层,保护隧洞,降低顶进阻力,大直径顶管成功穿越沙漠深部,最大轴线偏差未超过50 mm,顶力未出现急速增长。

pH值和稀释剂对固井前甲酸盐钻井液性能的影响

固井前甲酸盐钻井液的流变性和失水造壁性差是导致固井质量不理想的关键问题之一。为提高环空钻井液顶替效率和井壁泥饼冲洗效率,研究了pH值和稀释剂磺化丹宁对油田现场某井区甲酸盐钻井液流变性和失水造壁性的影响,通过比较甲酸盐钻井液调节前后形成泥饼的微观结构,分析了钻井液性能改变的机理。结果表明,pH值和稀释剂对甲酸盐钻井液的流变性和失水造壁性的影响较大。随pH值和稀释剂加量的增大,甲酸盐钻井液的塑性黏度、动切力、高温高压滤失量和泥饼厚度先降低后增加,泥饼冲洗效率和界面胶结强度先增加后降低。在90℃下,现场甲酸盐钻井液适宜的pH值为11.5、稀释剂最佳加量为0.3%。甲酸盐钻井液经NaOH溶液和稀释剂调节后,改善了黏土颗粒的分散性,优化了钻井液性能,并提高了形成泥饼的致密性,有利于环空钻井液的顶替和井壁泥饼的冲洗清除,改善固井胶结质量。

两性离子聚合物泥浆的应用实践

分析了两性离子聚合物泥浆优良的性能 :抑制性 ,失水造壁性和润滑防塌性 ,并介绍了该泥浆在HK -

微粉加重剂与普通重晶石复配加重油基钻井液性能

针对超高密度油基钻井液固相含量高给钻井液性能调控与维护带来不便的问题。用激光粒度分析仪和扫描电镜分析了微粉重晶石、微锰矿粉、普通重晶石的粒度分布和微观形态,研究了微粉加重材料与普通重晶石按不同比例复配加重得到的超高密度油基钻井液的性能变化,同时通过改变处理剂加量对超高密度油基钻井液加重配方进行了调控。研究结果表明,微粉加重材料与普通重晶石按不同比例复配后加重的超高密度油基钻井液具有良好的流变性、电稳定性和失水造壁性,微粉重晶石与普通重晶石的最优复配比例5∶5～6∶4,微锰矿粉与普通重晶石复配时,微锰矿粉所占复配比例越大,其体系性能越好。考虑到加重材料的成本,室内采用微粉重晶石与普通重晶石3∶7、微锰矿粉与普通重晶石2∶8的复配比例加重超高密度油基钻井液,在此基础上通过调节有机土和乳化剂的加量、改变内相来优化加重配方,形成了性能良好的超高密度油基钻井液体系。

抗高温高密度饱和盐水钻井液研究

通过实验研究了高效抗高温降滤失剂PAADS和结合磺化处理剂在饱和盐水钻井液体系中的协同增效作用,并分别对低密度和高密度钻井液体系的流变性、失水造壁性等性能进行了研究,最终确定了以PAADS为主要降滤失剂,复配磺化处理剂的聚磺抗高温高密度饱和盐水钻井液的基本配方体系。该钻井液体系的抗温能力大于200℃,将该体系用重晶石加重至2.3g/cm3,200℃高温老化后AV为160mPa.s,API失水为7.5mL,高温高压失水为11.5mL,具有良好的流变性、失水造壁性和页岩抑制性。最终分析表明:两性离子聚合物降滤失剂PAADS在高密度饱和盐水钻井液体系中,能与无机盐、磺化处理剂等协同增效,能提高体系的抗高温能力(≥200℃),在对体系流变性影响不大的情况下,能有效地控制失水,提高体系失水造壁性、保持井壁稳定。

延安东部气田成膜防塌钻井液体系优选和应用

延安东部气田石千峰组、石盒子组和山西组具有强硬脆性、地层裂缝发育、泥岩泥质含量高,在钻进过程中常发生井塌、井漏现象,使得钻井成本大大增加。通过对延安东部气田上古生界地层特性、井壁失稳机理和储层特性等因素分析,开展了具有强抑制、强封堵的成膜钻井液体系研究。通过筛选降滤失剂RHPT-1及成膜剂CMJ-2,确定成膜钻井液配方并完成了体系的性能评价。结果表明,该体系润滑系数0.0659、岩屑滚动回收率95.94%、16 h线性膨胀率8.18%,表现出了较好的润滑性和抑制性。抗粘土污染3%、抗盐7%、抗钙2%,100℃热滚钻井液性能保持稳定,具有很好的抗污染和热稳定性能。现场3口水平井的应用中,有效地解决了延安东部气田上古生界地层井壁易失稳的技术难题。

超高密度水基泥浆的研究及应用

超高密度水基泥浆固相含量高,流变性难以控制,流变性与失水造壁性之间矛盾较大,尤其是在使用常规加重剂重晶石的情况下,泥浆密度达到2.50g/cm3以后,固相含量超过50%,流变性与失水造壁性之间的矛盾显得尤其难以调和。根据泥浆中引入高浓度复合电解质提高体系的固相容量限的机理,通过大量的室内试验研究形成了1套成熟的采用常规重晶石作为唯一加重材料的超高密度水基泥浆成果配方(密度达到2.55～2.74g/cm3,抗温能力达到150℃),其固相含量大于50%,各项性能参数优良,并成功应用于LG62井的钻井施工,该成果配方的成功研究为川渝地区超高压井的钻探开发工程提供了一定的指导意义。