纳米钻井液材料GY-2室内研究

室内评价了自制纳米钻井液材料GY-2的流变性、滤失造壁性、抑制性和润滑性,分析了该处理剂的作用机理。实验结果表明:GY-2具有用量少、效果好的特点。4%膨润土和0.15%GY-2复配后的表观黏度为46mPa·s,塑性黏度为30mPa·s,动切力为16.4Pa,动塑比为0.56,滤失量为13.8mL。将GY-2加入钻井液中,表观黏度、塑性黏度和动切力均随GY-2加量的增加而增大,0.2%GY-2可使滤失量降低66.4%。GY-2可有效抑制泥页岩分散,含0.15%GY-2钻井液的一次岩屑回收率为91.8%,二次岩屑回收率为70.7%。GY-2可明显抑制黏土水化膨胀,起到稳定井壁的作用,保护油气层效果好。0.2%GY-2可使4%膨润土浆的润滑系数从0.502降至0.061,降低88%。

国内外纳米钻井液的研究与应用

纳米技术是21世纪的新兴科学,纳米材料的特殊性能引起了很多行业的关注,逐渐被引入到各个技术领域中。本文针对国内外的纳米钻井液研究和应用状况展开分析,探讨了纳米钻井液的特性和开发现状以及存在的问题。

纳米材料增强页岩气水基钻井液的性能

针对页岩气钻探中常规水基钻井液易发生渗漏、易造成井壁不稳定等问题,从强化页岩气井水基钻井液流变封堵性能出发,研究了纳米材料对水基钻井液流变性、滤失性和抗温性的影响。优选4种纳米材料,通过实验研究对纳米材料种类、膨润土加入量以及纳米材料加入量进行了优选,确定钻井液加效材料为Al2O3,质量浓度为0.8%,在室内评价了纳米材料改性钻井液和常规水基钻井液的流变性、抗温性能以及滤失性的差异。结果表明:添加纳米材料后,钻井液的表观黏度提升了8.8%,塑性黏度提升了18.2%;在120℃、3.5 MPa高温高压条件下,其失水量远小于水基钻井液,抗温性能和滤失性能有了显著提升。

一种高性能纳米水基钻井液的室内研究与评价

主要针对页岩气水基钻井液难点设计了一种纳米材料钻井液体系。我们主要通过添加混合好的纳米材料复合剂和少量高效润滑剂来达到钻井液封堵性和润滑性优良的目的。同时评价了该体系流变性能和热稳定性等基本性能,对比了该钻井液体系封堵抑制性能、润滑性能和抗侵污性能,其综合性能接近油基钻井液,具备了页岩气开发水基钻井液所需的各种重要性能,同时也达到了降本增效的目的。

纳米植物胶钻井液低温流变特性

钻井液的低温流变特性是冻土天然气水合物钻探研究中的关键问题之一。将纳米材料应用于植物胶无固相钻井液体系;并对其低温流变特性进行专门研究具有重要意义。以KL植物胶与瓜尔胶为研究对象,采用理论分析与试验研究相结合的方法,开展了纳米植物胶钻井液低温流变特性研究。首先,通过试验分别获得了两种纳米植物胶钻井液的优化配方。然后,试验绘制其剪切应力-剪切速率变化曲线;并应用回归分析法和最小二乘法,分别采用宾汉模式、冥律模式、卡森模式以及赫-巴模式对植物胶钻井液在不同温度条件下的试验结果进行回归拟合,对其流变模式进行探讨。分析结果表明,冥律模式是描述纳米植物胶钻井液低温流变性能的最佳模式。最后应用该模式对所研究的钻井液进行了低温流变性能表征。

国外页岩气钻井液技术新进展

为了降低成本、满足环境保护要求,寻找能够替代油基钻井液的高性能水基钻井液成为当务之急。介绍了国外近3年页岩气钻井液技术的新进展,包括防漏堵漏纳米钻井液、用于页岩储层的水基钻井完井液体系、维持井眼稳定的纳米钻井液、纳米添加剂等技术,旨在为中国页岩气钻井液技术的发展提供参考。

沾18-支平1井钻井液完井液技术

针对大井眼分支水平井钻井液要具有很强的悬浮携带能力、防塌、润滑性能和流变性能,采用纳米聚合醇防塌润滑钻井液体系。该体系以纳米乳液、无水聚合醇为主要处理剂,封堵防塌剂、抗复合盐降滤失剂为辅助处理剂。现场应用表明:纳米乳液、无水聚合醇在钻井液中加量分别为3%时,具有良好的润滑性、抑制性和防塌性能,良好的悬浮、携岩能力和流变性能;该体系性能稳定,API滤失量可控制在3mL以下,3.5MPa、120℃下的滤失量小于12mL,钻井液摩阻系数为0.02～0.03,摩阻扭矩小,井壁稳定,大井眼斜井段、多分支水平井段起下钻顺利,储层机械钻速15.05m/h;主井眼下入滤砂管、分支井眼裸眼充填MEG完井液保护油气层。该井正式投产日产油50吨,达到普通稠油热采水平井的2至3倍。

微裂缝封堵剂评价新方法及强封堵钻井液配方优选

硬脆性泥页岩井壁失稳问题是致密油气等非常规资源钻井过程中的常见难题,目前普遍认为增强对泥页岩微纳米裂缝的封堵,是减少井下复杂的关键。选用一种孔径与泥页岩的微裂缝比较匹配的新型混合纤维素滤膜,替代滤纸做滤失实验,通过对比瞬时滤失量大小,评价了单一处理剂溶液对滤膜的封堵效果。利用该方法进行评价,优选出微纳米粒径的石灰石和二氧化硅复配使用,辅以聚胺、铝合物等抑制封堵剂,构建了一种无黏土相微纳米强封堵钻井液。评价结果表明,该体系在较低表观黏度下,具有较高的动塑比和φ6、φ3读数,有利于水平井井眼净化;具有较低的滤失量,岩屑滚动回收率接近100%,封堵能力远高于常规聚合物体系,可用于致密油气、页岩气等非常规能源的钻进。

鄂尔多斯盆地浅层大位移水平井钻井液体系优选

针对鄂尔多斯盆地浅层水平井钻井过程中的井壁稳定、井眼清洁、润滑减阻和储层保护的技术难题,通过分析储层的地质特征,在该区原用聚合物钻井液基础上,选择性加入MC-VIS、ABSN、纳米乳液和复合屏蔽暂堵剂,形成纳米乳液封堵钻井液体系,在保证施工安全的前提下,可将岩心渗透率恢复提高至83.50%。通过七平1井的应用表明,纳米乳液封堵钻井液体系能够满足低渗透油层大位移水平井的钻井施工需求,为高效开发鄂尔多斯盆地浅层油气藏提供技术支持。