基于疏水改性的纳米二氧化硅页岩稳定剂的制备及性能评价

钻井过程中泥页岩井壁失稳问题频发,严重制约了油气田的钻探开发进程,亟需研制新型纳米页岩稳定剂。将疏水基团接枝到纳米二氧化硅表面制备了新型页岩稳定剂(SNL),采用红外光谱、粒度分布测试表征了其微观结构,利用泥页岩膨胀、分散及压力穿透测试评价了其页岩稳定效果,并探讨了新型页岩稳定剂的作用机理。结果表明,新型页岩稳定剂能有效抑制黏土的水化膨胀和分散,其水化抑制效果优于常用水化抑制剂。新型页岩稳定剂通过在泥页岩裂隙中填充、弱化黏土的静电斥力,包被黏土粒子,并将其表面变得疏水,来弱化泥页岩水化作用,改善泥页岩井壁稳定性。SNL在JYHF-2井进行了现场应用,相比邻井,该井的井下复杂率明显降低,现场钻井作业周期显著缩短。SNL的现场应用结果为开发新一代基于润湿性改善的纳米页岩稳定剂提供了思路。

XAN-YZ页岩稳定剂实验研究

为提高页岩气钻井的井壁稳定性和承压强度,开发了页岩气水基钻井液体系,研究了XAN-YZ页岩稳定剂对不同钻井液体系流变性能、抑制性能和封堵性能的影响规律,同时开展了XAN-YZ页岩稳定剂对页岩微裂缝/层理愈合修复性能和作用机理的探索实验。实验结果表明,XAN-YZ页岩稳定剂加入聚磺钻井液体系后,能够改善钻井液的剪切稀释性能,对钻井液的滤失性能影响不大;在聚磺钻井液体系中加入2%XAN-YZ页岩稳定剂后,页岩膨胀率下降40%,滚动回收率提高16%,封堵承压强度由2 MPa提高到5 MPa以上。XAN-YZ页岩稳定剂通过化学反应在页岩微裂缝和层理中生成水化产物,形成致密的防水屏蔽层,迅速愈合修复页岩的微裂缝和孔隙,使滤液在页岩中的穿透压力由2 MPa提高到15 MPa以上。XAN-YZ页岩稳定剂在聚磺钻井液体系中的最佳加量是2%。XAN-YZ页岩稳定剂及其作用机理的研究为页岩气水基钻井液体系的研究提供了一个新的技术思路和手段。

可生物降解的新型页岩粘土稳定剂

在 2 0 0～ 3 0 0目的硅胶层析柱上 ,以CHCl3 —MeOH体系作洗脱剂 ,将MEG粗产品进行液相柱层析。可分离得到占总固体质量约 4 7%的α—葡萄糖甲基苷 ,2 4 %的 β—葡萄糖甲基苷及少量的多苷和聚葡萄糖苷。MEG固体或其 60 %的水溶液与目前油田常用的各种泥浆助剂的配伍性均为良好 ,在放置过程中 ,没有出现任何分层或絮凝现象。MEG在页岩粘土表面具有较强的去水化作用和良好的抑制岩屑分散的能力 ,以及易调节的、能够满足钻具要求的润滑性 。