水基钻井液防塌抑制剂HLJ的制备及性能评价

以聚胺、混合多元醇和水溶性硅酸钠为主要原料,在一定条件下制得的一种淡黄色黏稠液体,即防塌抑制剂HLJ。通过红外光谱分析证实HLJ中含有醚键、羟基、胺基和硅氧键。实验比较了HLJ与常用抑制剂SIAT、NH-3、LYG-2、KCl的岩屑滚动回收率、黏土容量限、页岩膨胀量、抗温、抗盐等特性;并评价了其在聚磺水基钻井液体系中的综合性能。实验表明HLJ是一种性能优异的泥页岩防塌抑制剂。

一种聚季铵盐防塌抑制剂的制备及性能研究

采用环氧氯丙烷和二乙醇胺为主要原料,合成出了一种具有强正电性、多羟基的聚季铵盐防塌抑制剂PED,对其物性参数进行了表征,比较了该产品与KCl、聚合醇和聚胺等常用防塌抑制剂的抑制能力,并考察了其在三种常用钻井液体系中的应用效果。实验结果表明:该聚季铵盐防塌抑制剂溶液中岩屑滚动回收率和聚胺抑制剂相当,较清水提高50.95%;和常用钻井液体系配伍性好,尤其是对聚合物和正电胶等体系的抑制性提高较为明显。

一种多羟基阳离子防塌抑制剂PED的合成

从分子设计的角度出发,采用环氧氯丙烷和二乙醇胺为主要原料,合成出了一种具有强正电性、多羟基的阳离子防塌抑制剂,并对其合成条件和性能进行了优化。PED防塌抑制剂的最佳合成条件:溶剂为水,溶剂用量为10mL,加料方式采用分次间歇加料,反应温度为40℃,反应时间为4h。2%的PED水溶液中岩屑滚动回收率实验结果高达73.7%,较清水提高50.95%。

强力抑制防塌剂QYJ的研究与应用

泥岩水化膨胀、分散造浆是造成井壁失稳、钻井液性能难以维护的主要原因,利用聚合物稳定泥岩的机理,研究出了天然高分子与烯烃类单体合成的高度支链化结构钻井液助剂强力抑制防塌剂QYJ,对强力抑制防塌剂QYJ的室内性能进行了评价。试验表明:1%QYJ膨润土表观黏度上升率仅为25%,优于聚丙烯酸钾、两性离子强力包被剂FA367和10%KC l;页岩回收率明显高于MMH、SJ-1、CAL和KPAM,尤其二次回收率更高;QYJ对淡水浆和4%NaC l盐水浆略有增黏作用,由于其分子量为35万,所以其增黏幅度很小;QYJ在4%NaC l盐水浆中降滤失作用明显,3%QYJ可使4%NaC l基浆API滤失量由98 mL降至17.5 mL;QYJ可抗150℃高温。现场应用表明,该防塌剂具有较好的抑制防塌、润滑防卡及油层保护能力,可满足井下需要。

高密度抑制防塌冲洗液体系在四川营山SY-1地热井中的应用

四川营山地下热矿水探采井SY-1井是一口地热资源重点勘查井,实际完钻深度2758 m,揭露三叠系上统须家河组热储层岩性以长石砂岩、粉砂岩为主,埋藏深度2220~2758 m,厚度538 m。下沙溪庙组岩性为灰绿色页岩、暗紫红色粉砂质泥岩夹黄褐色中厚层状粉砂岩及块状细粒长石砂岩,含高压气、卤水混合物,施工过程中需解决坍塌掉块、井涌、井漏、卤水污染、缩径等复杂难题。室内通过开展高密度抑制防塌钻井液流变性、防塌性、稳定性等控制方面的技术攻关,在优选钠基膨润土的基础上,通过对包被剂、降滤失剂(抗盐)、防塌剂等材料的筛选及优化,形成了高密度抑制防塌冲洗液的最终配方:清水+4%膨润土+0.1%纯碱+0.1%烧碱+1%~2%增粘剂HN-1+0.2%~0.5%环保大分子包被剂+1%~3%环保降滤失剂HJ-1+1%~3%抗盐滤失剂HLY+1%~2%环保防塌剂HFJ+重晶石。该配方密度1.50~1.80 g/cm3可调,滤失量4.0 mL,流变性能好,抑制防塌效果显著,在现场取得了成功应用,保证了该项目的顺利实施。

提高油基钻井液在页岩气地层抑制防塌性能的措施

针对四川页岩气水平井钻井作业中使用油基钻井液不断出现的井下复杂情况,在分析四川威远龙马溪页岩地层特点的基础上,从钻井过程因素、地质因素以及钻井液因素,重点从油基钻井液技术的角度,对如何提高四川页岩气地层油基钻井液抑制防塌能力进行探讨。①研究具有乳化与降滤失作用、提黏度和切力同时具有乳化作用、封堵同时具有降滤失的多功能处理剂,调整好钻井液性能,尽可能降低高温高压滤失量。②采用油水比为85∶15～95∶5的油基钻井液。③使用封堵技术,注意流变性能的变化,主要是黏度、切力和塑性黏度的增加。④油基钻井液内相中的盐使用甲酸钾,或者进一步增加CaCl_2溶液浓度,降低内相溶液的水活度。⑤在甲酸钾或者CaCl_2溶液中加入插层抑制剂,如胺基抑制剂等,提高油基钻井液滤液的抑制能力。

聚胺抑制防塌钻井液的研究及其在川西地区的推广应用

针对四川川西地区井壁失稳的技术难题,参考强抑制性水基聚胺钻井液体系研究及应用现状,通过室内试验优选出适合该地区的聚胺抑制防塌钻井液体系,该体系具有良好的流变性、抑制性、抗温性、防塌性,并以先导性试验的方式在川西高庙4井、什邡115-1H井,石平2-1H井应用,取得了明显的效果。截至2013年11月,已经成功应用于122口井,基本解决了四川相关地区井下井壁失稳技术难题。

硅铝络合两性离子聚合物强抑制防塌钻井液体系在查干花地区的研究及应用

针对查干花地区不同地层存在缩径、掉块和垮塌等井壁稳定问题,研制了一种硅铝络合两性离子聚合物强抑制防塌钻井液体系。结合室内水敏性、配伍性、滚动回收率实验,对该体系中的AOS-1(硅铝络合抑制防塌剂)的作用进行室内实验研究,并在查干花地区6口井进行了现场的应用。试验结果表明,新型强抑制性钻井液体系与其他处理剂配伍性好,抑制性强,能有效防止井壁失稳。

饱和盐水防塌冲洗液体系在瑞13A采卤对接井中的应用

瑞13A井是建立一进两出或两进一出的采卤方式采卤的一口绿色矿山采卤对接井,设计井深1138.3 m,实际完钻井深1285 m。主要地层为新统官庄组、丰县组、古近系,主要岩性为粉砂岩、泥岩与泥质胶结为主的细砂岩、泥灰岩。夹有一套含有盐类矿物的沉积岩系,岩石类型主要为氯化物岩、硫酸盐岩(硬石膏、钙芒硝)、碳酸盐岩(白云石)及泥质岩、粉砂岩。施工过程中存在坍塌、掉块、摩擦阻力大、地层易缩径等复杂难题。现场优选了YZ(高效抑制剂)、RH(高效润滑剂)等,形成了饱和盐水强抑制防塌冲洗液体系,密度1.25~1.35 g/cm^(3)可调,润滑系数<0.1,滤失量≤5 mL,流变性能好,抑制防塌效果好,取得了较好应用效果,保证了项目的顺利实施。

水平井防塌钻井液技术研究

随着石油开采量的不断增大,钻井技术不断提高,为了更好的保持井壁的稳定,防塌钻井液成为了当前国内外钻井界重要的研究课题。钻井液设计的首要目标就是保持钻井井壁的稳定,并且钻井液好坏的主要判断标志也是抑制防塌能力的大小。本课题根据防塌钻井液和防塌抑制剂在稳定井壁和防止地面塌陷方面具有的良好作用,介绍了防塌钻井液和抑制剂的种类,并阐明了防塌钻井液的防塌机理。通过分析研究不稳定岩层的特点、井壁塌陷和控制的机理方法,分析了当前国内防塌钻井液技术的现状和未来钻井液发展研究的方向。本文研究了流变性优于油包水钻井液体和聚轨氟钻井液的硅基阳离子钻井液,分析了该钻井液对低渗岩心的损害情况,发现具有良好的防止岩泥水化和防止井壁塌陷的能力。

雾化/泡沫钻井用两性聚合物防塌剂WPZY-1的研制

以阳离子单体(YD-1)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺和烷基取代丙烯酰胺为原料,过硫酸铵和亚硫酸氢钠(质量比1∶1)为引发剂,合成了一种雾化/泡沫钻井用两性聚合物防塌剂WPZY-1,考察了该剂抑制防塌性能。以单体总量计,引发剂、AA和YD-1最佳加量分别为0.5%~1.0%、3%~5%和5%~10%。性能评价结果表明,WPZY-1吸附能力强、抑制防塌性能好。饱和吸附量达100.98 mg/g。0.5%WPZY-1溶液48 h二次页岩相对回收率为99.3%,岩心24 h膨胀量为1.58 mm,人造岩心浸泡10 d后形状规则完整,无明显裂纹及剥落掉块现象。WPZY-1与雾化/泡沫钻井流体处理剂的配伍性良好,可有效提高抑制防塌性能,延长井壁稳定时间,满足高出水地层的应用需求。

钾石灰聚磺防塌钻井液在中江-高庙区块的应用

中江-高庙地区位于川西,其中蓬莱镇组、遂宁组、沙溪庙等层位易出现不同程度的井壁失稳情况,易引起下钻困难、长井段划眼、卡钻、卡套管等复杂情况,该区块施工井地层均以泥岩为主,水敏、分散造浆严重,对钻井液抑制性能要求高,在快速钻井施工中,易发生井壁失稳等井下复杂情况;同时井身结构多为稳斜段长、位移段长的开发定向井,因此对钻井液的井眼清洁能力、防塌性、润滑性能要求比较高。为解决井壁失稳问题,文章对页岩的垮塌机理进行了大量的研究,长时间的室内体系优选优化与现场运用结合,优选出适应性强、适合中江-高庙区块强水敏地层的钻井液体系—钾石灰聚磺防塌钻井液体系。钾石灰聚磺防塌钻井液体系在中江-高庙区块具有推广使用的核心价值。

油基钻井液在宝16-1井的应用

宝16-1井是宝浪油田宝中区块中部焉耆盆地宝浪苏木构造带宝中背斜构造的一口评价井,三开八道湾组地层以泥质粉砂岩为主、夹杂碳质泥岩且是煤层发育,对钻井液泥岩抑制以及井壁稳定性能要求较高。针对前期作业期间的井径不规则和井壁垮塌等复杂情况,优选油基钻井液进行现场应用,从现场使用情况表明,油基钻井液的使用避免了泥岩和煤岩的井壁垮塌问题,安全顺利的完成三开井段作业。

硅酸盐钻井液技术在牛斜114井中的应用

胜利油田牛庄洼陷东部主力含油层是沙三段,油藏类型为沉积岩油藏。该地区馆陶组以上地层成岩性差,易造浆;下部地层易坍塌,易漏;底部含有膏泥岩层,需注意防卡、防膏岩水侵。研究了硅酸盐钻井液配方和性能,并对其抑制性、抗固相污染及盐膏污染能力进行了评价。实验证明,硅酸盐钻井液具有良好的抑制泥页岩水化膨胀能力,并具有一定的抗盐膏抗固相污染能力。硅酸盐钻井液体系在牛斜114井进行了现场应用,密度达到了1.50 g/cm3,该钻井液在高pH值环境下能够防止地层的垮塌,起到了保护井壁的作用,悬浮携岩能力强,保护油气层效果好。

甲酸盐聚合醇钻井液在WZ油田储层段应用的研究分析

南海WX勘查区涸二段与流二段地层属于易坍塌地层,井壁容易失稳垮塌,为保证在该区域安全高效地钻井和高收益地开发,所用钻井液体系必须同时解决储层保护和井壁坍塌问题。该文首先对该区域曾经所用钻井液体系进行了分析总结,然后对甲酸盐和聚合醇的防塌抑制性以及二者的协同效应进行了理论分析与实验研究。研究表明:甲酸盐聚合醇钻井液体系具有良好的防塌抑制性和润滑减阻效果,并且固相含量低,有利于储层保护,尽管价格昂贵,但是通过回收加以再利用可以在一定程度上解除这一不利因素对其使用的限制,钻井与综合的经济效益优异。推荐在WZ油田储层段开发钻井中采用甲酸盐聚合醇钻井液体系。

新型水基钻井液SMB的室内研究与初步应用

南海北部湾涠洲油田涠州组二段、流沙港组二段硬脆性泥页岩水敏性极强,地层极易坍塌,严重阻碍了钻井速率的提高。从大面积开发该地区考虑,以甲基葡萄糖甙及硅酸盐作主处理剂,并复配使用成膜封堵剂和防塌剂,结合现场材料及条件,研制出了具有防塌、润滑、环保和储层保护等多功能的水基钻井液———SMB体系。室内试验评价了该体系的性能,结果表明其具有滤失量低、泥饼致密、流变性、热稳定性和润滑性好等特点以及一定的抗盐、岩屑、水泥、膨润土污染能力,其抑制性可与油基钻井液媲美。SMB体系在W6-9-3井进行了试验应用,应用井段未出现明显井垮、井漏事故。SMB体系经资质单位检测无毒,符合环保要求,适用于海洋钻探施工。提出了该钻井液在应用过程中应注意的问题及今后应改进的地方。

长北大井眼大斜度井段钻井液体系改进与实践

长北区块率先在长庆区域二开井段采用Ф311.1 mm大井眼,在生产实践中存在以下钻井液技术难题:二开大井眼段大斜度段井壁稳定问题、大井眼防漏堵漏问题、大井眼井壁润滑和煤层段坍塌等问题。从长北项目开始至今,本着环保第一、降本增效的主旨对钻井液进行了一系列的优化和改进。先后使用了清水聚合物体系和低固相三磺聚合物体系。但是由于这两种体系对斜井段的抑制性和防塌性不足,导致黏土分散、膨胀、垮塌和钻头泥包问题。本文介绍了一种在上述体系的基础上,经过不断的优化和改进,形成的应用于长北区块Ф311.1 mm斜井段的强抑制防塌一体化钻井液体系。室内实验数据和现场应用表明,该钻井液体系具有维护简单、防塌抑制性强的特点,大幅度降低了生产成本、最大化的延长了井壁的坍塌周期,增加了井壁稳定性和预防了PDC钻头泥包,在使用过程中创造了多项钻井纪录,节省了大量的非生产时间,创造了很可观的经济效益。

无机-有机单体聚合物钻井液体系研究与应用

确定了无机-有机单体聚合物钻井液体系配方,即由6%膨润土浆+0.5%～0.8%Siop-A+0.3%～0.5CPS-2000B%+0.1%～0.2%Siop-D+0.1%～0.2%ZSC-201,评价了钻井液体系的性能,介绍了该钻井液体系在中原油田的应用情况。现场应用结果表明:该钻井液流变性、抗温性良好,具有较强的抑制防塌能力,携砂能力好,完井电测和RFT电测均一次成功,避免了替换钻井液。

新型水基钻井液体系在页岩气钻井中应用探讨

目前中国页岩气水平井水平段钻井主要使用油基钻井液,但油基岩屑处理费用昂贵,急需开发和应用一种具有环境保护特性的高性能水基钻井液体系。通过室内实验,优选出适合于水基钻井液的封堵剂、降失水剂等主要处理剂,进而研制出了钾铵基聚磺成膜钻井液体系配方,并进行了抗温性、润滑性、防塌抑制性、封堵性、抗污染性性能评价实验。结果表明:钾铵基聚磺钻井液流变性能良好,抗温可达150℃;润滑性能优良,具有较好的抗盐、抗钙污染性能和防漏封堵性能,防塌抑制性强。

无黏土高分子聚合物钻井液体系性能评价及应用分析

针对大庆油田宋芳屯区块地层渗透率低、油层薄、油层易被污染的特点,研制一种无黏土高分子聚合物钻井液体系,对该钻井液体系性能进行了评价,并对其现场应用情况进行了分析。研究表明,该钻井液体系具有较好的抗温和封堵性能,同时具有良好的防塌抑制和抗污染性能;该钻井液体系能有效封堵岩心,且渗透率恢复率高,十分有利于保护油层;现场采用该钻井液体系施工后,提高了平均机械钻速,缩短了钻井周期,取得了良好的效果。