钻井液用多功能阳离子聚合物乳液研制及其作用机制

以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为单体,合成一种阳离子聚合物乳液ZD-1;通过页岩线性膨胀实验、泥页岩热滚回收实验和粒度分析评价ZD-1的抑制性能,分析其抑制机制;使用污染前后低渗人造岩心气测渗透率变化评价其封堵性能;利用极压润滑性能实验评价其润滑性能。结果表明:与常用页岩抑制剂聚醚胺和氯化钾相比,ZD-1具有较好的抑制页岩水化膨胀和分散的能力,膨润土岩心试样16 h的膨胀率相对于氯化钾有大幅度降低,当质量分数为2.0%时,易水化泥页岩岩屑的热滚回收率超过80%;纳米级别的ZD-1颗粒表面具有阳离子基团,能够中和膨润土表面的负电荷、提高泥页岩表面的疏水性,并可通过吸附作用在泥页岩表面形成疏水层来降低水对泥页岩的侵入,从而达到抑制泥页岩水化膨胀和分散的作用;ZD-1可有效封堵低渗岩心,2%加量下封堵率大于90%,性能优于磺化沥青;ZD-1作为球形纳米级颗粒,有利于提高钻井液的润滑性,摩阻系数降低率高于固体润滑剂石墨。

阳离子聚合物乳液制备方法

综述了阳离子聚合物乳液制备方法 。

阳离子聚合物乳液的合成研究

本文通过常规乳液聚合法合成阳离子聚合物乳液,讨论了反应引发剂、阳离子乳化剂、功能性单体、共聚单体和单体浓度等各种因素对聚合速率、乳液性能等的影响。

功能性阳离子聚合物乳液研究及应用

从功能性阳离子聚合物乳液的制备、性能。

阳离子乳液聚合物在YK15H井的应用

雅克拉气田白垩系卡普沙良群地层稳定性差,有多口井在该层位发生了严重的井壁垮塌事故。在分析雅克拉区块井壁失稳原因的基础上,决定在YK15H井钻井液中加入阳离子乳液聚合物,三开前将二开井浆转化为阳离子乳液聚合物钻井液。应用结果表明,阳离子乳液聚合物钻井液的抑制性优于聚磺钻井液,保证了井壁稳定和井下无复杂情况发生,流变性和滤失性能稳定,抗温达140℃;由于使用的乳化石蜡具有良好的防塌润滑作用,减少了润滑剂和沥青类防塌剂的使用,全烃值及荧光级别低,应用的正电性材料对录井无影响;取得了良好的现场应用效果,为该区块同类井的施工提供了参考经验。

阳离子松香乳液的制备及其施胶性能

用环氧氯丙烷、三乙胺与松香反应制备了松香型阳离子乳化剂,不需加其他表面活性剂,单独用15%的该乳化剂与本实验室自制的阳离子聚合物乳液作分散剂对松香进行乳化,采用常压逆转法制备了阳离子松香乳液,并对该乳液的施胶性能进行了探讨。

阳离子乳液聚磺防塌钻井液技术在玉北5井应用

根据玉北5井实钻地质资料,概况总结了该井各层段主要工程技术难点,并结合现场施工实际,对玉北5井钻井液体系应用情况与处理维护措施进行了分析与总结。由于该井地质构造复杂,压力系统多变,地理位置特殊,钻进过程中垮塌、粘卡、漏失等复杂情况交互出现,对钻井液技术提出了较高的要求。该井现场施工结果表明,阳离子乳液聚磺防塌体系能较好满足该井钻井施工的要求,对该区块的高效勘探开发具有指导意义。

阳离子淀粉改性阳离子乳液聚合物及其絮凝性能研究

通过阳离子淀粉对阳离子乳液聚合物功能化改性,研究阳离子淀粉功能改性对阳离子乳液聚合物性能的影响,得到改性阳离子乳液聚合物絮凝剂对再生纸废水和含油污水进行絮凝性能。结果显示,CS投加量为6%,改性阳离子乳液聚合物絮凝剂用量为28 mg/L时,再生纸废水COD去除率达95%,SS去除率达94%;CS改性阳离子乳液聚合物絮凝剂添加量为6 mg/L时,含油污水脱油率为97.78%;并用红外光谱、核磁共振、热重分析和电子显微镜对改性后的阳离子乳液聚合物絮凝剂结构进行了表征,得出阳离子淀粉改性阳离子乳液聚合物性能突出。

石蜡纳米乳液钻井液技术在水平井中的应用

石蜡纳米乳液与阳离子乳液聚合物、复合金属离子、正电胶等钻井液复配使用,具有很好的润滑性能和防塌性能。分析了石蜡纳米乳液的作用机理,介绍了3种钻井液体系的配方及性能特点、现场维护处理措施和应用效果。在水平井钻井液中,用石蜡纳米乳液取代原油作为润滑剂,解决了江苏油田水网地区环境污染问题。以复合金属离子PMCA-2为主剂的阳离子乳液聚合物钻井液,能够克服钻井液失水控制难、中后期动切力不易控制的难题,同时提高了膨润土的容量限;使用正电胶后,可提高钻井液的动塑比和触变性,解决水平井井眼净化、井壁稳定和润滑防卡的技术难题。在江苏油田W2P3和W2P4井的应用过程中,井壁稳定,润滑性能良好,井下未出现遇阻、遇卡等井下复杂情况,井眼净化满足井下施工要求,保证了两口水平井的顺利施工。

延长油田水平井钻井液优化与应用

延长油田水平井现用KPAM聚合物钻井液体系存在着抑制性能不足、流变性能不佳等问题,导致现场卡钻、托压等问题频繁发生。提出用阳离子乳液聚合物DS-301与RHJ-1乳化石蜡取代原体系中的KPAM和水基润滑剂,以改善钻井液性能。DS-301为大分子阳离子聚合物抑制剂,带有大量的阳离子基团,其分子量可以达到600万以上,能够有效提高连续相的黏度;RHJ-1具有优良的润滑防塌性能,能辅助提高DS-301的化学抑制效果。通过室内实验优选,0.3%DS-301与2.0%RHJ-1复配的阳离子乳液聚合物钻井液体系在100℃老化16 h后塑性黏度为25 mPa·s,动切力为12.5 Pa,润滑系数为0.233,高温高压泥饼黏滞系数为0.052 4,滚动回收率高达92.8%,对比KPAM聚合物体系在流变性能和抑制性能上有了明显的提高,有利于大幅度减少了卡钻问题的发生;通过配合加入1%极压减摩剂JM-1,润滑系数进一步降低到了0.137,有效地提高了钻井液的润滑性能,解决了水平段出现的托压问题。现场试验3口井,在水平钻进井段控制钻井液滤失量在5 mL以下,保持动塑比在0.48 Pa/(mPa·s)左右,提高钻井液携岩性能,保持井壁的稳定,现场施工作业顺利。

大古2井超深复杂井钻井液技术

大古2井为大涝坝构造山前构造的一口重点探井,完钻井深为6 702 m。该井二开(φ311.2 mm)裸眼井段长(2 500～5 300 m),钻遇多套高压盐水层和石膏层;三开(φ215.9 mm,5 300～6 552.53 m)存在多套压力体系,地层渗透性强,高密度条件下压差卡钻的风险大。现场采用阳离子乳液聚合物钻井液,并根据不同井下复杂情况加强钻井液性能维护处理,解决了遇阻卡钻和地层出盐水等复杂问题;通过添加超低渗透处理剂和屏蔽暂堵剂,强化对地层的封堵,解决了三开施工中出现的压差卡钻风险,保证了现场安全施工。

苏北张家垛区块特殊软泥岩钻井液技术

苏北张家垛区块存在高压巨厚软泥岩地层，压力系数达到1．1～1．5，盐城组、三垛组和戴南组泥岩中黏土矿物总量在60％以上，钻井液的抑制性偏弱就会出现严重的堵井口、糊筛布现象，主力油层阜三段地层倾角为35°～70°，在油层平行钻进过程轨迹变化大，扭矩和提升阻力大。通过实验分析，将金属两性离子聚合物体系改为阳离子乳液聚合物体系，并提高钻井液密度到1．20～1．40g／cm3，控制钠膨润土加量为2％～3％，同时选用自行研制的新型极压减摩剂，其润滑系数降低率在90％以上，加量为1％～3％时即能满足大斜度多台阶等特殊工艺井的需要。该阳离子乳液聚合物钻井液具有合适的钻井液密度、强抑制性、低固相含量以及好的润滑性。张3-3HF井改用该钻井液后，没有出现任何复杂情况，且每米成本有所下降，表明该钻井液满足该地区的施工要求。

适用于海上油田的速溶型再利用调驱剂研究

针对渤海油田聚驱后地层高渗透条带更加发育、油井含水上升快和产聚浓度过高影响污水处理的问题,室内试验研制出一种新型的速溶型残留聚合物再利用调驱剂“水包水”阳离子乳液聚合物（WCEP）.物理模拟试验结果表明：WCEP溶液有速溶、易注入和抗剪切的优点,它与残留聚合物形成的絮凝体以整体或丝状形式吸附于岩石骨架表面和孔隙中,使深部地层水流高渗条带逐渐变窄形成流动阻力,达到后续水驱液流转向的目的.絮凝体系对岩心封堵率为80.2％～ 93.2％,室内试验原油采收率较聚合物驱后续水驱增加9.6％.