钻井液滤失对煤岩井壁稳定性的影响

煤岩具有割理、孔隙等多孔特性,钻井液易侵入,导致井壁围岩失稳。考虑钻井液滤失对煤岩的物理作用,以Mohr-Coulomb塑性模型为煤岩破坏准则,建立了煤岩井壁稳定评价的流固耦合模型,通过数值模拟,对比分析了钻井液滤失对煤岩应力场和渗流场的影响。结果表明:不均匀地应力的挤压作用使钻井液容易沿着最大水平地应力方向滤失;而钻井液滤失会导致孔隙压力增大,继而使井壁煤岩的应力发生改变,应力场最大值由最大水平地应力方向转移到了最小水平地应力方向,且应力极值由15 MPa增至17 MPa,不利于煤岩稳定;在正向压差条件下,钻井液会侵入煤岩孔隙,使孔隙压力增大,导致煤岩应力增大,引起煤岩失稳;因此,钻井液密度设计时应综合考虑井筒液柱支撑井壁和孔隙增压破坏井壁的影响。

聚合物型钻井液降滤失剂的合成及其性能研究

以N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)、顺丁烯二酸酐(MA)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为改性单体,与丙烯酰胺(AM)聚合,采用水溶液聚合法合成了P(AM/DMAM/DMDAAC/MA)四元共聚物钻井液降滤失剂,研究了pH、单体用量、聚合时间等因素对聚合物降滤失性能的影响。结果表明:聚合反应温度为55℃、反应时间为3 h、AM/DMAM/DMDAAC/MA单体质量比为7∶2∶2∶0.5、引发剂质量分数为0.5%时,得到的四元共聚物黏均分子量为3.98×10^(6);当温度达到180℃、四元共聚物在基浆中的加量为0.5%时,滤失量保持在7.8 mL,符合SY/T 5621—93的API滤失量标准。

钻井液降滤失剂Q_(195)在中原油田的应用

介绍了钻井液降滤失剂Ｑ１９５的制备工艺及在中原油田十余口井中的试验情况。室内试验和现场应用表明，该处理剂具有良好的降滤失、抗温、抗污染等性能，经济效益明显，值得推广应用。

水热碳-膨润土复合物的制备及超高温降滤失作用机理

针对水基钻井液中传统聚合物降滤失剂超高温条件下易降解失效这一技术难题,从改善黏土颗粒高温分散稳定性与钻井液悬浮颗粒级配出发,以环保低廉的可溶性淀粉和膨润土为原料,采用绿色水热反应,制备出热稳定良好的水热碳-膨润土复合物(HCBC)。分别评价了HCBC对膨润土基浆和水基钻井液流变性和滤失性的影响,并与几种典型降滤失剂进行了性能对比,系统探讨了其滤失控制机理。研究表明,220和240℃热滚后,HCBC能有效降低膨润土基浆和钻井液的滤失量,且超过一定浓度后可稳定钻井液流变性。HCBC表面丰富的含氧官能团通过静电排斥作用提高黏土颗粒在超高温下的分散稳定性;同时,HCBC自身相对较小的粒度以及水热反应形成的游离微纳米碳球可有效改善颗粒级配,提高滤饼质量。

新型膨润土接枝聚合物钻井液降滤失剂的合成研究

以膨润土为载体，采用自由基聚合方式，在其晶体结构上接枝丙烯酰胺高分子链，合成出膨润土接枝聚合物。经性能评价表明，膨润土接枝聚合物在钻井液中具有优良降滤失性能，滤饼薄且致密，流变性好。

几种超低渗透钻井液性能测试方法

在水基钻井液中加入一定量的零滤失井眼稳定剂可以形成超低渗透钻井液。介绍了几种超低渗透钻井液 性能测试方法——可视式中压砂床降滤失评价测试方法、高温高压砂床降滤失测试方法、高温高压岩心降滤失测试方 法及岩心承压能力测试方法。钻井液API降滤失与砂床降滤失试验表明,砂床滤失量不是时间平方根的函数,砂床 滤失量与API滤失量没有对应关系。高温高压岩心滤失量或滤液进入岩心的深度可以用来说明钻井液降滤失性及对 地层的封堵能力,钻井液的类型与性能对岩心承压能力具有重要的影响。超低渗透钻井液对不同孔隙的砂床、岩心和 裂缝具有很好的封堵能力,可以实现近零滤失;并能增强内泥饼封堵强度,从而达到提高岩心承压能力、漏失压力和 破裂压力梯度,扩大安全密度窗口的目的。

一种评价降滤失剂降滤失性能的基浆建议

目前钻井液降滤失评价标准多以产品标准为主,产品种类不同,评价其降滤失剂性能所用的基浆配方也不尽相同,不利于实验室定性、定量的分析实验数据,也不能对降滤失剂产品的的性能给予统一评价,不能为现场使用和后续发展提供有力的依据。为了准确表征钻井液降滤失剂的降滤失性能,首先要统一降滤失剂评价标准中所涉及的滤失量的基浆选择,减少外来因素对评价结果准确性的影响,统一评价标准。

钻井液损害储层室内评价新方法

流动启动压力是影响低渗储层开发的因素之一,实验室用于测量流动启动压力的方法是使用恒定的返排速率,然而实验发现这种方法测得的流动启动压力值偏高。针对这个问题,提出了一种恒定压差的改进返排方法,用钾盐水基钻井液对5种不同渗透率的岩心进行动态滤失后,进行了单相流和两相流返排实验。实验发现,渗透率越高的岩心,流动启动压力越低,并用钻井液损害前后岩心流动驱替实验时稳定压差之比来表示渗透率恢复值,结果发现两相返排实验达到的渗透率恢复值大于单相返排实验,外部滤饼的存在不影响流动启动压力和渗透率恢复值,该方法为储层损害室内评价提供了新思路。

抗温抗盐两性离子聚合物降滤失剂的合成与评价

以丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体,采用溶液聚合制备出两性离子聚合物降滤失剂。实验结果表明：体系的pH值在4~5时,AMPS的转化率达77.5%;以十二烷基硫醇为链转移剂控制聚合物相对分子质量,聚合物数均相对分子质量为15×104;两性离子聚合物具有优异的降滤失能力,能抗饱和盐水和200℃高温。

地浸钻孔施工中低伤害钻井液的设计及应用

在低渗透砂岩铀矿层钻孔施工所用泥浆中添加和筛选了降滤失剂及碳酸钙暂堵颗粒,并分别进行了泥浆改进前后的静态和动态滤失试验,对岩芯进行了伤害评价及解堵措施研究。室内试验结果表明,暂堵剂能有效阻止泥浆中的固相侵入矿层,减轻泥浆对矿层渗透率的伤害。盐酸酸化解堵后,其渗透率恢复率提高了50%～150%。在泥浆中加入1%CMC后,滤液对矿层污染深度可控制在6cm以内,可采用扩孔方法将伤害清除。现场试验也表明,该泥浆大大降低了泥浆对矿层的滤失量和污染深度,酸化后对矿层可以解堵,对保护矿层起到了较好的效果。

CY-1无渗透钻井液处理剂的室内试验研究

为解决钻井过程中经常遇到的压差卡钻、钻井液漏失、井壁垮塌及地层严重损害等问题,保证安全、快速钻进的同时,节约钻井成本,提高油气产量,人们研究开发了一种提高地层承压能力的新型钻井液体系,其中零滤失井眼稳定剂和防漏堵漏零滤失井眼稳定剂是其两个关键处理剂。研制了一种提高地层承压能力的CY-1无渗透处理剂,并对其性能进行了室内试验研究及评价,结果表明,CY-1处理剂与国内外同类产品相比,能快速形成封堵膜, 降低钻井液的滤失量,提高砂床和砂岩的承压能力,而且成本较低,效益显著。

高密度柴油基钻井液的研究及应用

针对页岩气开发储层深度和水平长度的不断增加,地层压力系数不断增大,钻井液抗温性和防止泥页岩剥落垮塌能力要求越来越高,采用自主开发的油基钻井液处理剂,研发出一套高密度柴油基钻井液体系。该体系在温度为150℃、油水比80:20、90:10,均具有良好的乳化稳定性、较低的滤失量、较好的流变性;抗岩屑污染达8%;对不同渗透率砂盘具有很好的封堵性;具有良好的高温沉降稳定性;在威204H34-3井成功应用,现场应用中体系表现出良好的稳定性,强的携砂悬砂能力,强的封堵性。

抗钙钻井液降滤失剂P(AMPS-DEAM)聚合物的合成

采用氧化-还原引发体系,以N,N-二乙基丙烯酰胺和2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸为原料,合成了P(AMPS-DEAM)共聚物抗高温抗钙钻井液降滤失剂。通过正交实验优化了配方及合成条件:m(DEAM):m(AMPS)=0.9:1、反应温度40℃、单体质量分数25%、引发剂用量0.22%,用红外光谱对聚合物的结构进行了表征,初步评价了共聚物的钻井液性能。结果表明,P(AMPS-DEAM)共聚物热稳定性好,作为钻井液处理剂,在淡水、盐水、饱和盐水和CaCl_2钻井液中均具有较好的降滤失作用。经过180℃超高温老化后仍能较好地控制钻井液的滤失量,体现出了良好的抗温、抗盐和抗钙性能。

一种环保型封堵剂的制备及其性能评价

钻井过程中,常通过添加沥青类封堵剂来提高井壁稳定性,但其环保性能差,应用受到限制。针对上述问题,以C5石油树脂、马来酸酐和单乙醇胺为原料制备的仿沥青封堵剂FD-HX,采用高温高压滤失仪和渗透性封堵仪评价其封堵性能,通过卤虫法以及测试其生化需氧量(BOD5)和化学需氧量(CODcr)分析其环境友好性。实验表明:封堵剂FD-HX能吸附在黏土颗粒表面,填充泥饼的孔隙,使钠基膨润土基浆滤失量显著降低,使滤失量降低率超过70%;封堵剂FD-HX加入水基钻井液中,对水基钻井液的流变性能影响较小,使水基钻井液的高温高压滤失量仅为4.2 mL;封堵剂FD-HX的LC50为1.1×10^(5)mg/L,BOD5与CODcr的比值为15.8%,表明封堵剂FD-HX具有良好的环境好友性。

APR系列两性酚醛树脂的水溶液性质

用乌氏粘度计测定了不同分子结构的两性酚醛树脂 (APR系列钻井液降滤失剂 )在不同浓度无机盐 (NaCl)溶液中的相对粘度和特性粘数 ,研究了它的分子链构象对聚合物分子量、链净电荷数、浓度及无机盐浓度的依赖关系 ,同时与阴离子型磺化酚醛树脂 (钻井液降滤失剂SMP)的变化规律进行了比较。发现APR分子链构象受无机盐影响较SMP小 ;对于APR ,分子量越大 ,链净电荷数越多 ,则在良溶剂 (蒸馏水 )中特性粘数越大 ,链越伸展 ;但分子链对外加无机盐的敏感性同时也增大。

新型抗复合盐钻井液的室内评价与应用

钻井过程中经常钻遇盐膏层、盐水层，导致钻井液滤失量突增、粘切升高甚至失去流动性，性能难以控制，而且极易导致井壁垮塌，发生划眼、卡钻等复杂和事故；另外，施工中也常常遇到无淡水源的困难，由于水的矿化度高而导致钻井液性能难以调整。我们通过试验，优选出了一种新型的钻井液用抗复合盐降滤失剂LL—JLS，并对其配伍性、加量及抗污染能力等进行了研究，形成了以LL—JLS为主处理剂的新型抗复合盐钻井液体系，通过现场的应用取得了较好的效果。

长庆油田合水区块泥页岩井壁稳定技术

泥页岩井壁不稳定是钻井作业中的一大难题,水平井施工中尤为突出,为了更好的控制水平井钻井施工过程中的井壁坍塌问题,本文抛开力学原因造成的井塌(即钻井液密度),分析怎样通过物理化学方式来控制井塌。本文先后对泥岩水化效应、钻井液滤失量、滤饼物性等方面进行分析,通过对钻井液组分的调整,优化了以上特性,达到了控制井壁坍塌的目的,同时也避免了单一的利用密度控制井塌后密度过高所产生的副作用。