四川盆地高密度钾聚磺水基钻井液酸性气体污染治理研究

四川盆地页岩气储层具有埋藏深、地温梯度高、含气量大的特点,高密度钾聚磺钻井液体系因其独特的性能被广泛应用于四川盆地页岩气井钻井并取得了优异的效果。高密度钾聚磺水基钻井液体系本身固相含量高,自由水含量少,钻井液流变性调控手段有限且难度较大。因该区域地层具有大量的微裂缝,同时富含酸性气体,钻井过程中地层容易被释放出并溶于钻井液中,导致钻井液的流变性能恶化,出现钻井液黏度上升,甚至无法流动的情况,严重影响钻井安全和效率。

强抑制性硅磺聚合物钻井液体系研究

随着页岩气等非常规油气藏勘探开发力度的加大,越来越需要一种抑制性强、配伍性好、成本低、化学与生物毒性低的水基钻井液。通过室内试验,综合评价了复合硅酸盐与不同钻井液处理剂的配伍性,优选出了硅磺聚合物强抑制钻井液盐水和淡水基本配方,与其他强抑制钻井液体系的对比评价实验表明,该强抑制性硅磺聚合物钻井液抗温达150℃,抗盐达饱和,有较好的抗钙、镁离子污染和黏土污染的能力,具有较好的防塌效果,有利于维持井壁稳定。同时,该体系钻井液在现场配制工艺简单,成本较低,当根据需要调整到合理的设计性能后,体系具有很好的流变性,钻井液性能稳定,维护简便,携砂能力好,有利于井眼清洁,具有广泛的应用前景。

硅磺聚合物钻井液研究及应用

室内试验研究了不同模数的速溶硅酸钠、固体硅酸钠和不同模数的固体硅酸钾对岩屑回收率的影响,得出硅酸盐的模数越大,抑制性越好,硅酸盐加量大于2%时有好的防塌效果,硅酸钾的抑制性大于硅酸钠的结论。根据此结果,考虑到硅酸钠和硅酸钾的价格因素,将硅酸钾和硅酸钠按一定比例混合形成复合硅酸盐CS1。通过评价复合硅酸盐CS1与不同钻井液处理剂的配伍性,研究出了硅磺聚合物钻井液基本配方。介绍了硅磺聚合物钻井液的室内研究及其在文299井的应用情况。结果表明,该硅磺聚合物钻井液抗温达150℃,抗盐达饱和,有较好的抗钙、镁离子污染和粘土污染的能力;有较好的防塌效果和润滑性能,渗透率恢复值高,对油气层有较好的保护作用;现场转换简单,维护方便,在钻井过程中钻井液性能稳定,对电测、固井等完井作业无不良影响。

聚合物(聚磺)钻井液在塔河油田的应用

主要介绍聚合物 (聚磺 )钻井液在塔河油田的应用情况。

MMH聚合物-MMH聚磺钻井液技术

通过对正电胶、聚合物、聚磺钻井液特点进行分析 ,在室内实验的基础上 ,设计研究了 MMH聚合物 - MMH聚磺钻井液体系。 2 0口井的现场应用表明 ,与同时期未用该体系的 9口井相比 ,平均钻井周期缩短 2 .92 d,平均井径扩大率从 14 .0 9%下降到 9.97% 。

聚合物(聚磺)钻井液在塔河油田的应用

塔河油田是中国近年发展最快的油田 ,油气显示主要在三叠系、石炭系和奥陶系 ,埋深在 42 0 0～ 6 5 0 0m ,其中主力油层奥陶系一般埋深在 5 5 5 0m左右。存在的主要问题是 :表层易垮塌 ;二开井段泥岩易吸水膨胀、地层微裂缝发育、渗漏严重 ,易在井壁形成较厚的滤饼 ,地层可钻性好 ,进尺快 ,维护处理频繁 ,在钻进中加足降失水剂、包被抑制剂和单向压力封闭剂 ,坚持短程起下钻间隔时间不超过 2 4h ;三开井段主要是石炭系防塌和防盐水侵 ,在钻进中除加足降失水剂、防塌剂外 ,还应控制泵排量等综合措施。四开钻遇主力油层 ,地层稳定 ,岩性为碳酸盐岩 ,压力低 ,油层易漏易喷。

基于盐响应型两性离子聚合物的饱和盐水钻井液

基于带有等量阴、阳离子电荷的两性离子聚合物特殊的反聚电解质效应,采用反相乳液聚合法分别研制了高分子量低离子度(HvL)与低分子量高离子度(LvH)两种盐响应型两性离子聚合物。通过核磁共振氢谱与流变性测试分别表征了聚合物的结构与盐响应特性。利用饱和盐膨润土基浆对HvL与LvH进行了单剂评价,并考察了两者配比对基浆表观黏度与滤失量的影响,发现HvL具有更有效的降滤失作用而LvH更利于保持低黏度。以HvL、LvH为核心研制了一种配方简单的饱和盐水钻井液,研究表明,盐响应型聚合物的性能优于钻井液常用的两种抗盐聚合物AM-AMPS阴离子共聚物与AM-AMPS-DMDAAC两性离子共聚物;研制的钻井液具有出色的热稳定性与抗膨润土、泥页岩屑污染的性能,并有一定的抗CaCl2能力;盐响应型聚合物也适用于饱和KCl钻井液,普适性好。

废弃聚磺钻井液固相资源化绿色处理剂

随着国家环保要求的日趋严格,聚磺钻屑的有效处置成为了油气田企业亟需解决的问题,传统处置方式固化填埋、制备建材等存在潜在环境风险大、消纳能力受限等不足,而且聚磺钻屑中丰富的有机质没有得到有效利用。为此提出通过添加绿化土改良剂,将聚磺钻屑制备成绿化土,以实现对聚磺钻屑的资源化无害化处理。基于响应曲面法,得到了改良剂的最佳配方为生物质活性炭A、腐殖酸钠B、复合生物肥C、鱼骨粉D、柠檬酸E和仿生固化剂F的质量比为4.00∶1.80∶0.15∶0.15∶1.00∶3.00。应用该改良剂将威204H10平台聚磺钻屑制备成JH-绿化土,土壤发芽指数由15.77%提高到91.10%,COD、pH、有机质含量、总石油烃等指标均符合国家相关标准,浸出液中重金属含量符合GB/T 14848−2017《地下水质量标准》要求。该技术为聚磺钻屑的无害化资源化处置开拓了新思路,提高了聚磺钻屑的资源化率。

无土相氯化钾聚合物钻井液体系室内研究

在国家环保法律法规日趋严格的情况下,研发出了一套适合于辽河油田环境敏感区块的非磺化钻井液体系。通过优选抗盐降滤失剂、润滑剂、抑制剂等非磺化核心处理剂,形成了新型非磺化无土相氯化钾聚合物钻井液配方。室内实验表明:该体系具有类似弱凝胶钻井液的流变特性;可抗130℃高温;抑制性较强,岩屑相对回收率大于90%;体系无土,具有较好的储层保护性能,储层伤害评价岩心渗透率恢复率大于90%;能够满足环境敏感区块钻井施工要求。

聚合醇—聚磺润滑防卡钻井液应用探析

TK906H井是新疆塔里木盆地的一口重点深水平井,完钻井深5160.66m。该井地质情况复杂,易发生坍塌掉块、粘卡等事故。针对地层特点,采用聚合醇-聚磺润滑防卡钻井液体系。现场应用表明,聚合醇-聚磺润滑防卡钻井液体系抑制性强,润滑防卡和防塌能力好,保护油气层效果好,很好地满足各项钻井施工的需要。

聚合物环保钻井液体系在曙2-02-14井的应用

介绍了辽河油区中深井常用聚磺有机硅体系在长期的生产过程中表现出来的各种问题和缺陷,这些问题很难通过技术手段进行弥补和改进,针对聚磺有机硅体系产生的各种技术难题,以及钻井液绿色发展、环境友好的战略要求下,通过筛选聚合物类处理剂,加大抑制剂用量,控制稀释剂加量,形成了聚合物环保钻井液体系,该体系的强抑制、强护胶、低搬含和聚合物优良的触变性,很好地解决了聚磺有机硅体系的搬含难控制、高温流变性差、稳定性差、长时间静止后结构力极强导致开泵困难等技术难题,降低了井下施工风险,提高了钻井液安全保障能力,现场施工效果良好。

废弃聚磺钻井液固液分离技术

废弃聚磺钻井液由于形成的聚合物-黏土颗粒网状结构力强,直接用絮凝的方法不能进行有效地固液分离处理。优选出了破坏聚合物形成交联结构的破胶氧化剂GLK-1和能使黏土颗粒趋于稳定的黏土颗粒稳定剂GXPJ-3,它们的适宜加量均为1%,GLK-1的最佳破胶时间为4.5h。通过加入破胶氧化剂和黏土颗粒稳定剂,再进行絮凝、离心固液分离处理,最终的固液分离效率约为85%。

双聚磺胺基聚醇钻井液在渤南低渗油田的应用

渤南油田储层地质特点及钻井技术难点,要求钻井液具有强抑制性、高润滑性、高抗温性和优良的储层保护性能,因此优选了双聚磺胺基聚醇钻井液。其中的胺基聚醇属聚胺改性聚醚多元醇类防塌剂,是将聚胺和聚醚多元醇2者的优点有机结合起来的一种新型防塌剂。性能研究结果表明,该钻井液具有抑制性强,抗盐、抗钙和抗岩屑侵的能力强,储层保护性能好等特点。该体系在渤南地区的6口井中得到了成功应用,建立了一套较适合快速钻井的钻井液性能参数:塑性黏度保持在15～30 mPa·s之间,动切力保持在10～18 Pa之间,动塑比保持在0.3～0.5 Pa/mPa·s之间,漏斗黏度控制为50～65 s。该体系不仅有利于提高钻速,而且还成功地解决了PDC钻头泥包与地层起下钻遇阻、遇卡和井径扩大率增大的问题,为深井钻井提供了一种新型高效钻井液体系。

双(三氟甲基磺酰)亚胺钠基聚合物电解质在固态钠电池中的性能

采用简单的溶液浇铸法制备出由双(三氟甲基磺酰)亚胺钠(Na TFSI)/聚氧乙烯(PEO)构筑的固态聚合物电解质(SPE),并针对其相转变、结晶性、热稳定性、电导率以及电化学稳定性等基础理化及电化学性质进行了系统表征。结果表明,Na TFSI/PEO([EO]/[Na+]=15)SPE具有相对高的电导率(σ≈10^(-3)S·cm^(-1),80°C)、高的耐氧化能力(4.86 V vs Na+/Na)和热稳定性高达350°C。电池测试结果表明,该Na TFSI基SPE不仅对金属钠电极能够呈现出优异的界面稳定性,而且在Na|SPE|NaCu_(1/9)Ni_(2/9) Fe_(1/3) Mn_(1/3)O_2电池中展现出良好的循环和倍率性能。

抗高温KCl聚磺钻井液体系在伊朗FX井中的应用

针对伊朗YADA区块上部地层极易水化分散、下部地层压力系统复杂、井底温度高,极易发生井壁坍塌、井漏、井喷、卡钻、下套管困难等深井复杂情况。通过对该地区复杂地层固井技术难点分析,借鉴国内KCl聚磺钻井液体系应用经验,室内研究了适合于该地区钻进的抗高温KCl聚磺体系,并对该配方进行性能评价及优化,通过在FX井的现场应用,表明该KCl聚磺体系抑制性能好、封堵性强、抗高温性能稳定、润滑性好,解决了FX井井壁稳定等技术难题,满足了该井工程地质要求,实现了该井预期勘探开发目的,为该地区勘探开发积累了经验。

低渗凝析气藏防液锁成膜两性离子聚磺钻井液

为了有效降低钻、完井过程中钻井液对储层造成的液锁损害,根据吐哈低渗凝析气藏储层特征,对液锁损害产生的机理和影响因素进行系统分析。应用界面张力仪法,评价了8种常用表面活性剂的表面张力,优选出降低表面张力能力较强的OP-10和ABSN;应用可视砂床压滤仪,研究了2种常用成膜剂对钻井液性能的影响和降滤失效果;应用防液锁、理想充填及成膜技术研制了适用于研究区块的防液锁成膜两性离子聚磺钻井液体系,体系中3种超细碳酸钙的复配比例为10%,40%,50%,总加量为4%。评价结果显示,该钻井液体系的API滤失量小于5 mL,高温高压滤失量小于10 mL,泥饼摩擦系数小于0.141,渗透率恢复率大于81%。

一种适用于聚磺钻井液废液的高效脱色剂

用丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)作单体合成了适用于聚磺钻井液废液的脱色剂PAD。利用配制的聚磺钻井液废液,对脱色剂PAD的脱色性能进行了评价,并通过红外扫描和聚磺钻井液废液色度来源的分析,对脱色剂的脱色机理进行了研究。评价结果表明,当脱色剂的加量为0.35 g/L、废水p H值为4、搅拌速度为30 r/min、搅拌时间为2 min时,具有最佳的脱色效果,出水色度控制在10倍以内,且能将COD去除率保持在93.8%。通过与其它脱色剂进行实验对比发现,PAD不但脱色率高,且剩余絮体体积不到其它脱色剂的1/2,同时具有很高的COD去除率,是一种针对聚磺钻井液废液的高效脱色剂。

聚磺钻井液在伊拉克艾哈代布油田水平井中的应用

伊拉克AHDEB油田井深1 100～2 500 m存在大段硬质石膏及水敏性泥岩地层,为了解决石膏层、盐层侵入钻井液造成污染与泥岩分散造浆与缩径问题,AHDEB油田先后使用两性离子聚合物钻井液和聚磺钻井液。通过现场应用表明,聚磺钻井液更有利于防止钙侵和石膏侵、抑制泥岩水化膨胀并确保井壁稳定,防塌性能优良,水平井钻井周期较以前缩短,由第一口井的102 d降低至31.7 d,下降幅度达到68.9%;并且流变性能稳定,体系之间转换顺利。钻井液材料用量降低,取得了明显的经济效益,值得进一步推广应用。

低粘土双聚磺钻井液体系在丰深6井中的应用

在现场应用中,如何提高安全钻进的同时加快钻井速度是该区域钻井所面临的技术难题。为有效解决钻井速度和防止复杂事故发生,根据研究区块地层层序在3900～4200m段缺失膏盐层的特点,采用了低粘土双聚磺钻井液技术。该体系流变性能稳定,体系之间转换顺利,防塌性能优良。相对于该地区其他丰字井的钻井液体系,本井钻井液体系的降粘材料用量大大降低,但井壁稳定性仍然保持较高的水平,建井周期大大缩短,取得了明显的经济效益,值得进一步推广应用。

KCl聚磺钻井液在TP338H井三开的应用

在TP338H井的几口邻井施工时,三开井段均采用常规聚磺钻井液体系,在钻井过程中,PDC钻头泥包、井壁失稳垮塌、下钻大段划眼等复杂情况时有发生,严重影响了钻井施工进度。通过查询和调研相关钻井液资料,决定在TP338H井三开使用KCl聚磺钻井液体系,以聚磺钻井液为基础,通过加入KCl来增强其抑制性和防塌性能。室内性能评价表明,KCl聚磺钻井液的抑制防塌性、高温稳定性、抗污染性、润滑性及流变性能均优于常规聚磺钻井液体系。该井三开井段施工顺利,未出现钻头泥包、严重垮塌等复杂情况,KCl聚磺钻井液体系在该井取得了良好的应用效果,对以后该区块的钻井液施工具有很好的参考意义。