阳离子聚合物海水钻井液的使用情况

继陆上一些油田使用阳离子聚合物钻井液钻易塌泥页岩地层的成功经验之后，南海西部石油公司借鉴了这些成功的经验，结合海上钻井的具体条件，开发了阳离子聚合物海水钻井液体系，并在北部湾地区的易塌泥页岩地层中使用成功，取得了在防塌、防卡及防止钻头泥包等方面的显著效果，相继钻成了4口直井和8口定向井，现已成为该地区海上钻井中普遍推广的新钻井液体系。

钻井液用阳离子聚合物反相乳液的研制及其应用

以白油为外相,过硫酸铵/亚硫酸钠为催化剂进行反相乳液聚合,得到了含15%KAA、5%阳离子单体的丙烯酰胺三元共聚物反相乳液,其工业品牌号为DS-301,可直接作为水基钻井液处理剂使用。搅拌下DS-301在水中的溶解时间小于2 min。在淡水基浆中加入0.4%DS-301时,钻井液常规性能可达到基本要求。含10%和20%NaCl的盐水基浆,加入1.2%DS-301时便显现良好的增黏切、降滤失效果。在相同加量下与两种商品聚合物乳液相比,淡水基浆中加入0.4%DS-301、含Ca2++Mg2+3.0 g/L的复合盐水基浆和饱和盐水基浆中加入1.5%DS-301时,钻井液滤失量较低,120℃热稳定性较好。DS-301已在中原文138断块易坦塌的沙二下、沙三段两口井钻井中成功试用,加入DS-301将聚磺-钾盐钻井液转换为乳液-钾盐钻井液,钻井顺利,井径扩大率分别为6.5%和8.8%,对比三口井分别为12.4%、18.1%、22.0%。表3参3。

正电胶阳离子聚合物低界面张力钻井液技术研究

根据大情字井地区的地层特点和潜在损害问题,开展了防塌和保护储层的钻井液试验研究,通过单剂流动试验,确定了MMH阳离子聚合物钻井液体系的基本配方,通过钻井液界面及表面张力的测试,探讨了减少水锁的方法及水锁机理,确定了适合大情字井地区低渗、特低渗储层的正电胶阳离子聚合物低界面张力钻井液的配方,并对其加重前后的抗温性能、抗污染性能及储层保护性能进行了室内试验评价。在黑108井的现场试验表明,该钻井液能有效防止井壁坍塌,保证井下安全,而且储层保护效果很好。

阳离子乳液聚合物钻井液在页岩气井的应用

常规聚合物钻井液在页岩气井钻井过程中易出现各种井下故障。经对页岩气井井下故障和页岩岩心分析研究,决定选择阳离子乳液聚合物钻井液钻进页岩地层。通过室内试验,对阳离子乳液钻井液的常规性能、抑制性、抗岩屑污染能力、润滑性和储层保护性等进行了评价,并在湘页1井和彭页1井进行了现场应用。应用表明,2口井施工过程中无阻卡现象,平均井径扩大率小于8%,钻井液抑制性能、润滑性能、储层保护性能等均满足页岩地层钻井施工要求。应用还表明,阳离子乳液聚合物钻井液可解决页岩地层井壁失稳和储层损害问题,缩短钻井周期,节约钻井液成本。该钻井液的成功应用,为页岩气井的勘探开发提供了宝贵的参考经验,其在页岩气井钻井施工中具有良好的推广应用前景。

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。

次生有机阳离子聚合物钻井液技术

以无固相清液聚合物钻井液为基础,研制开发了次生有机阳离子形成剂CSJ-1和滤失性能控制剂FL-1,并组成了次生有机阳离子聚合物钻井液。该钻井液总结了阴离子和阳离子聚合物钻井液的特点。具有极强的抑制防塌能力和良好的性能可控性,可配制无固相和低固相体系,可采用PAC141、FA-367或HV-CMC来提高粘度。CSJ-1与阴离子型钻井液处理剂相容性好,具有与阳离子聚季铵相媲美的防塌能力以及增强高分子量聚合物絮凝能力的作用,而且在使用过程中可与常用聚合物处理剂优先发生怍用,可用作絮凝剂或(和)防塌剂;FL-1在无固相和低固相体系中均有较好的降滤失效果。该钻井液技术在安塞、靖边等油田各类油气井中应用100多口井,均收到良好效果:有效控制了井塌,井眼规则,提高了电测一次成功率和机械钻速。

阳离子聚合物钻井液的研究和应用

阳离子聚合物钻井液体系采用大分子量的阳离子聚合物作为包被絮凝剂、小分子量的阳离子有机化合物作为粘土稳定剂,配合使用降滤失剂、增粘剂、润滑等处理剂而组成。本文通过各种分析项目测定的研究,阐述了阳离子聚合物钻井液的特征,也涉及到了钻井液配方研究及现场应用的效果。

具阳离子型钻井液复合离子聚合物的开发应用

本文叙述了国内外具阳离子的钻井液复合离子聚合物处理剂的类型、功用和适用条件、制备途径、组成和钻井液性能,并通过实例说明其应用。

钻井液用阳离子型和两性离子型聚合物处理剂的研究与应用

阳离子型和两性离子型聚合物作为钻井液处理剂，在降低水眼能耗、抑制页岩水化、提高钻速方面具有良好的作用，近年来得到了广泛的研究与应用。本文概述了钻井液用阳离子型和两性离子型聚合物处理剂在国内的研究和应用情况。

KCl/NaCl/CPI复合盐阳离子聚合物钻井液在南海大斜度井段中的应用

为改善南海东部惠州25-8油田大斜度井因泥岩水化造浆而引起的井壁失稳和钻井液增稠影响携砂的问题,在现有成熟PLUS/KCl钻井液的基础上开展复合盐阳离子聚合物钻井液研究,对钻井液配方进行了优化,评价了优化后钻井液的流变性、抑制性、封堵性和润滑性,并在惠州油田进行了现场应用。结果表明,复合盐阳离子聚合物钻井液配方中,无机盐类抑制剂KCl和NaCl的适宜加量为3%和12%、有机阳离子聚合物抑制剂PF-CPI适宜的加量为2.0%。该钻井液抑制性强,防膨率高达93.32%,钻屑回收率87.56%;受到钻屑侵污后的钻井液流变性能波动小,仍具有较低的黏度和合适的切力,有利于大斜度井携砂;封堵性和润滑性均优于PLUS/KCl钻井液体系。现场应用2口井,钻井液流变性良好,平均起下钻速度提高,钻井过程顺利,无复杂情况发生。复合盐阳离子聚合物钻井液可改善南海大斜度井起下钻阻卡的问题。

阳离子聚合物钻井液体系流变模式优选

采用相关系数法优选了阳离子聚合物钻井液体系的流变模式,并分析了所选模式的流变参数计算方法。结果表明,适用于阳离子聚合物钻井液的最优流变模式应为Robertson-Stiff模式,其次为Casson模式,但用Casson模式替代Robertson-Stiff模式,其误差值仍符合工程计算的要求;以线性回归法计算阳离子聚合物钻井液流变参数值,可提高其计算精确度,但两点取值计算在现场仍具有实用性。

海洋深水高盐阳离子聚合物钻井液室内实验研究

海洋深水钻井作业条件复杂,钻井液中一旦形成天然气水合物,必将导致钻井液无法正常循环,从而使钻井作业时间延长。针对这一问题,通过室内实验优选出了适合海洋深水钻井作业的高盐阳离子聚合物钻井液配方。该钻井液是以20%NaCl作为水合物抑制剂,以高分子量阳离子聚合物作为絮凝剂,以小分子量阳离子聚合物作为粘土稳定剂,并配合使用降滤失剂、增粘稳定剂、润滑剂等处理剂配制而成。实验结果表明,所配制的钻井液具有较好的抗温性和较强的抗污染能力,以及良好的抑制性和油气层保护能力,能够阻止低温下天然气水合物的形成,可以满足海洋深水钻井作业的需要。

阳离子聚合物钻井液在乍得H区块的开发应用

乍得项目在最初的钻井施工过程中曾经发生过井壁坍塌、井眼缩径、井漏等复杂情况,甚至造成卡钻事故,给钻井施工和有效勘探开发带来很大麻烦。通过分析岩样及室内大量实验,开发出了适合乍得H区块的阳离子钻井液配方。经过现场试用,效果很好,再没有发生井壁坍塌情况;钻井液密度在其配方优化的基础上也显出合理性,未再发生井漏。采用阳离子聚合物钻井液不仅保证了钻进施工的顺利进行,降低了钻井风险和钻井成本,而且由于避免了钻井液漏失,进而保护了油层。通过多口井现场试验,逐渐形成了适合乍得H区块的钻井液体系。该体系应用范围较广,性能上可以和油基钻井液媲美。

阳离子聚合物钻井液体系研制及现场试验

阳离子聚合物钻井液体系的抑制、包被、絮凝效果显蓍。对包被剂、抑制剂性能的评价有两种方法：一是测定岩屑回收率,回收率越高,抑制分散效果越好；二是岩心膨胀量的测定,膨胀量越低,抑制性越好。确定钻井液处理剂配方为：0.2%～0.3%HX—D＋0.2%～0.3%NW—1＋0～0.3%NPAN—2＋0.2%～0.4%HPNH＋0.2%～0.3%DJ—C（或0.2%FPS）。大、小阳离子聚合物钻井液是一种优良的聚合物钻井液体系,该体系对抑制大庆油田上部地层大段泥岩造浆和井壁泥岩水化膨胀效果显著,可有效减少缩径、井眼不畅、下钻遇阻、钻具泥包等井下复杂现象。该钻井液体系性能稳定,固相含量低,外排钻井液量少。

新型阳离子聚合物防塌钻井液的应用

新型阳离子聚合物防塌钻井液体系，具有强烈抑制能力和防塌性，剪切稀释性好，水眼粘度低，抗盐性强，维护处理简单，成本低，性能稳定，提高机械钻速显著，尤其是对ＰＤＣ钻头的使用最佳。

钻井液用聚合物阳离子度测定方法的改进

四苯硼钠法是现有作为检测季铵盐阳离子度最为有效、广泛的方法之一,但该方法容易受到无机钾离子、铵离子等外界干扰和分子结构自身的影响,导致阳离子度测定结果的准确度较低。针对此问题,笔者对四苯硼钠返滴定法测定钻井液用聚合物阳离子度的方法进行改进,通过对样品采用90%～95%乙醇醇洗提纯,消除钾离子、铵离子和小阳离子单体的干扰;加入H_2O_2,通过进行热氧降解降低分子量,减弱分子结构的影响;优化出以下测定条件:样品加量为0.2 g、沉淀pH值3.0～4.0、沉淀温度为15～25℃和滴定pH值为7.0～8.0等,从而提高四苯硼钠测定方法的准确性。结果表明,四苯硼钠返滴定法的检出限量为0.1 g,加标回收率达到了分析测试要求的加标回收率指标,说明该方法具有良好的准确度。

XC生物聚合物在海水钻井液中的应用

XC生物聚合物具有独特的结构,它的水溶胶具有很强的剪切稀释特性,粘度与切力也比较高,特别是在海水钻井液中,XC钻井液的屈服值、动塑比,造浆率都远远大于加HV-CMC,PAC等处理剂的钻井液。因此,XC是目前海水钻井液中最好的一种增粘剂、流型改进剂。

环保型多羟基聚合物海水钻井液研制及应用

以天然海水为分散介质,以多功能多羟基聚合物为主剂,研制了一种新型的多羟基聚合物海水钻井液。实验结果证明,该钻井液具有优良的防塌性、润滑性和滤失造壁性,能有效地抑制黏土水化膨胀与分散,起到稳定井壁、保护油气层及显著降低摩阻系数的作用,具有很好的推广应用价值。

海水铝铵聚合物钻井液在青东古1井中的应用

青东古1井是一口预探井，构造位置位于济阳坳陷青东凹陷北部断阶带青东古1断块较高部位，设计井深4310m，实际完钻井深4150m，完钻层位为太古界。在该井在钻探过程中使用的是海水铝铵聚合物钻井液体系，该体系能够有效减少引起泥页岩水化的机会，提高钻井液滤液的抑制性，抑制泥页岩水化，形成良好的泥饼，防塌、抗温性能良好，流变参数合理，性能稳定，保证了该井的顺利施工。

海水天然高分子聚合物体系钻井液在现场的应用

埕北1FC-P2井位于埕岛油田主体构造的埕北22F井区西北部。为了加快埕岛海上油田老区调整步伐,依照胜利油田分公司和海洋采油厂的指示和部署,对CB22F井区加密开发调整井组CB1FC进行钻井(水平采油井)。该井完钻井深2290米,完钻层位馆上段,钻井周期19.63天。在施工中,针对大井眼、地层软、加密丛式井组防碰难度大等特点,采取海水天然高分子聚合物体系钻井液技术,保证钻井液各项性能满足钻井施工的需要,预防井下复杂情况,避免事故发生,同时有效地保护油气层,顺利完成全井的施工。