高性能抗高温聚合物钻井液研究与应用

为满足环境敏感性海域高温深井钻井作业和环境保护要求,研究了抗温200℃,生物毒性值LC50大于10×10~4mg/L的高性能抗高温聚合物钻井液,其以合成聚合物为主要处理剂,辅以优选出的纳米封堵剂、页岩抑制剂和极压润滑剂,该体系具有了油基钻井液抑制泥页岩水化的分散性能和润滑性能,对环境友好,可直接排海。实验表明,分别以重晶石和甲酸盐为加重剂,该抗高温聚合物海水基钻井液体系在200℃高温热稳定时间长达48 h以上,高温高压滤失量为12~25mL,抗20%氯化钠和0.5%氯化钙污染,生物毒性卤虫96 h半致死浓度LC_(50)大于10×10~4 mg/L,发光细菌半数有效浓度EC_(50)大于30×10~4 mg/L,符合一级海区生物毒性排放要求。在环渤海油田进行了现场应用,取得了良好的试验效果,试验最深井深6 066 m,最高井底温度204℃。

松科2井抗超高温钻井液技术

松科2井是1口部署在松辽盆地的高温科学钻探深井,目的为钻穿白垩纪地层,获取基底陆相沉积记录,预测井底温度超过220℃;四、五开钻沙河子组的泥岩、砂岩混层,火石岭组破碎的凝灰岩、泥岩、煤线的混层,容易发生坍塌现象,防塌措施尤其重要。四、五开属于连续提钻取心钻进,多次起下钻及长时间的裸眼对井壁稳定提出较大挑战;不同钻进工艺具有不同的特点,对钻井液也提出挑战。针对以上难点,研制出了抗高温聚合物钻井液:1.0%钠膨润土+2%凹凸棒土+0.2%KOH+(0.5%~1%)高分子量降滤失剂+1%中分子量降滤失剂+2.5%成膜剂+(2%~4%)SMC+2%FT+3%KCl+2%NaCOOH+3%白油。四开初期对三开的井浆进行评价,结合大量的室内小型转换实验,以原井浆为基础逐步进行转换,以满足钻进要求;五开因处理事故对井浆性能调整较大,事故结束后简化钻井液处理剂种类,逐渐将性能调至稳定状态。在松科2井现场应用时,根据实际情况及时调整,该阶段钻井液高温下流变性好、高温稳定性强,室内评价其抗温能力达到240℃,热滚72 h后性能良好,为顺利完成该阶段钻探工作提供了技术支撑,对提高钻探质量、降低勘探成本起到指导作用。

渤海油田超高温深井钻井液配套技术

随着钻井深度的增加,地层温度成为制约钻井液体系选择的主要因素。高温条件下对钻井液性能稳定、井壁完整性和润滑剂配伍性要求相对严苛,低生物毒性、易降解的抗高温聚合物、抗盐聚合物PF-DFL180、PF-DFL200可以满足条件,配合抗高温润滑剂PF-LUBE220可有效降低钻进扭矩。通过对抗高温钻井液THERM DRILL、无固相HTFLOW钻井液体系的现场应用总结,结合室内评价进行钻井液体系优化升级,形成渤海油田配套超高温深井钻井液技术。

甲酸铯盐水与钻井液处理剂配伍性研究

甲酸盐钻井液体系早已在国内外广泛使用,目前我国主要使用甲酸钾和甲酸钠钻井液体系,而对甲酸盐的另一种稀有金属盐——甲酸铯体系则尚未见到进行现场应用以及与钻井液中增黏剂、降虑失剂等处理剂配伍性研究的报道。为研制甲酸铯钻井液体系,并为优选合适的甲酸铯钻井液处理剂提供依据,进行了一系列甲酸铯盐水与钻井液的增黏剂、降滤失剂配伍性实验研究;考察了甲酸铯盐水与增黏剂、降滤失剂的配伍效果并对配伍后的性能进行了实验评价。结果表明:黄原胶、Antisol FL-10、Dristemp及ExStar HT与甲酸铯盐水具有较好的配伍性,可用于甲酸铯钻井液体系;而Driscal-D在甲酸铯盐水中发生交联成片状,配伍性较差。

Study on low temperature performance of Gussasphalt on steel decks with hard bitumen

Using a Hamburg wheel-track test device, the resistance to rutting of Gussasphalt is tested and compared. Gussasphalt with hard bitumen has good resistance to rutting. The related resistance abilities to cracking at low temperature of Gussasphalt are tested and compared through flexural experiments and the composite structure fatigue test with temperature dropping. Gussasphalt with high performance polymer modified bitumen has a longer fatigue life and a lower breaking temperature; they can be used in the future surfaces for steel bridge decks in Germany.