废弃水基钻井泥浆的固液分离研究——以四川蓬深X井为例

将钻井平台产生的废弃水基钻井泥浆进行高效、无害化处理对生产过程至关重要。以四川蓬深X井钻探作业中产生的废弃水基钻井泥浆为研究对象,进行化学强化固液分离研究。通过实验研究系统探讨了单一试剂、两种或三种试剂复配的破胶剂对泥浆固液分离效果的影响。在单因素实验中,单独加入石灰CaO的固液分离效果最佳,用量为0.8 g/50 mL;在两种试剂协同作用的双因素实验中,硫酸亚铁FeSO_(4)和CaO的用量应控制在0.6 g/50 mL;在三种试剂复配的正交实验中,影响分离效果的因果主次顺序为FeSO_(4)>CaO>PAC。研究发现,最优化条件下,PAC、FeSO_(4)和CaO的配比为0.3∶0.4∶0.15,所得的清液密度为1.038 g/mL。可为钻井平台产生的废弃水基钻井泥浆的高效、无害化处理提供技术支撑。

页岩抑制剂的种类及应用

近年来日益加强的环保法律法规极大地限制了油基钻井液的使用。水基钻井液(WBM)是一种环境可接受的钻井液。然而,钻井液与页岩等活性黏土的相互作用,会造成页岩膨胀、垮塌,使钻井难度加大,因此需要添加页岩抑制剂来抑制页岩膨胀并改善流变性能。通常,抑制剂可以分为无机、有机和其他抑制剂,近期的焦点集中在非传统页岩抑制剂的研制和应用上。页岩线性膨胀实验、滚动回收率实验、膨润土抑制实验是评价页岩抑制剂效果最直观的实验,此外还有一些其他表征手段。国外油服公司的页岩抑制剂产品丰富。我国今后需从寻找新原料、新方法上突破传统抑制剂,集中力量研究环保型新产品,丰富国内抑制剂的品种和性能。

深井水基钻井液高温高压流变特性的研究

为随时了解深部井段的钻井液性能,对塔里木油田的一些常用水基钻井液体系的高温高压流变性进行了试验研究,并测定了该油田常用水基钻井液在不同温度和压力下的流变性。对大量的试验数据进行了回归处理,得出了计算水基钻井液在井下温度、压力条件时表观粘度和塑性粘度的数学模型。这有利于现场监测钻井液在井下的流变情况,并及时采取相应的处理措施。

国外高性能水基钻井液技术发展现状

介绍了贝克休斯公司开发的高性能水基钻井液的基本组成、优良性能以及在世界部分油田的现场应用情况。该钻井液具有油基钻井液的各种性能,可有效稳定页岩、提高岩屑整体性和机械钻速、减小扭矩和阻力,且有利于环保,已被广泛应用于各种钻井。从应用效果看,无论是PDC钻头还是牙轮钻头,机械钻速都达到了27.4m/h,实现了较低的稀释率和较高的固相清除率,其摩擦系数与油基钻井液相同,最大程度地减少了钻头泥包和聚结现象。与油基钻井液相比,可大幅度节省钻井期间的完井时间,解决了高性能钻井与环保要求的协调问题。

水基钻井液浸泡对浅层声波测井的影响及校正方法

采用水基钻井液时 ,浅层声波时差测井受井眼垮塌及泥岩蚀变的影响严重 ,而采用油基钻井液能获得原状地层的声波时差。分析胜利油区水基钻井液和油基钻井液条件下馆陶组声波时差变化与岩性的对应关系 ,建立了声波测井环境校正方程。 40余口井用该方法校正声波测井资料 ,用校正后资料做的合成地震记录与井旁实际地震道的相位、能量的对应关系良好。图 5参

砂岩气藏水基欠平衡钻井逆流自吸效应实验研究

采用水基钻井液欠平衡钻开砂岩气层时,欠平衡压差往往并不能完全抵消岩石的自吸毛细管力,从而产生逆流自吸效应。这种自吸效应可能对砂岩气藏水基欠平衡钻井的储层保护效果产生影响,但目前与之有关的实验研究还很缺乏。为此,设计了一套实验装置,模拟水基欠平衡条件,研究了砂岩基块孔隙逆流自吸规律及其影响因素。结果表明,水基欠平衡钻井过程的逆流自吸效应引起岩石气相渗透率降低,削弱欠平衡钻井的储层保护效果;欠平衡压差越小,逆流自吸作用越强,过小的欠压值不能起到欠平衡钻井保护储层的作用;随着逆流自吸时间延长、围压增加和黏土矿物膨胀,逆流自吸导致气相渗透率下降的程度加剧;逆流自吸引起的气相渗透率下降速率可以表示成时间的幂函数。

降滤失剂作用机理研究——新型降滤失剂的研制

总结了降滤失剂的主要作用机理。探讨了丙烯类共聚物和CMC类降滤失剂作用机理和改进原理。通过引入羧酸钙盐并与大分子钙盐复配改进了HPAN类,研制出新型降滤失剂S-1。对CMC类进行了氰乙基化改性。实验结果表明,S-1具有较好的降滤失效果,S-1及改性CMC的耐温性、耐盐和耐Ca^(2+)、Mg^(2+)能力均得到了提高。证实了降滤失剂作用机理的研究结论是确实可信的。

温度和膨润土含量对水基钻井液流变性的影响

针对高密度钻井液在制备过程中，温度和膨润土含量对钻井液流变性影响较大的情况，采用正交试验方法研究了不同温度、不同膨润土加量条件下水基钻井液流变性的变化。试验证实，膨润土含量为2％～6％，温度为80℃和100℃时减稠明显；温度为80～140℃，膨润土含量为2％和3％时减稠明显。结果表明，膨润土含量变化明显影响水基钻井液的高温高压流变性，而温度主要影响活性固体颗粒含量变化，从而影响水基钻井液流变性。

MEG钻井液在沙113井试验成功

石油大学(北京)室内研制出以甲基葡萄糖甙(简称MEG)为主剂的钻井液,并与新疆石油管理局合作完成了该钻井液的现场应用配套技术研究和现场试验工作。介绍了MEG钻井液在新疆准葛尔盆地沙南油田沙113井进行的现场试验,分析了MEG钻井液的性能特点和现场试验效果。现场试验结果表明,该钻井液具有优良的页岩抑制性,井眼规则,稳定性好;具有独特的造壁护壁作用,钻井液密度低,有利于保护储层;具有良好的剪切稀释特性,悬浮和携带岩屑能力强,井眼清洁;抗电解质污染能力强;流变性易调节。

高性能水基钻井液研究进展

高性能水基钻井液(HPWBM)是为了满足环保需要而研制的一类可以替代油基钻井液(OBM)的新型钻井液体系,该项技术在国外引起了高度重视。介绍了国外高性能水基钻井液的室内研究和工艺技术方面取得的重要进展,包括其性能特点、井壁稳定机理、组成及处理剂作用、抑制性评价方法和现场应用效果。高性能水基钻井液已广泛应用于各种复杂井的钻井作业。现场应用效果表明,高性能水基钻井液提高了机械钻速,实现了低的稀释率和较高的固相清除效率,摩擦系数与油基钻井液基本相当,最大程度地减少了钻头泥包和聚结现象,大大节省了钻井和完井时间,提高了页岩地层的井壁稳定性,保护了环境。

抗高温水基钻井液超高温高压流变性研究

为了解超高温高压条件下钻井液的流变规律,采用M7500型超高温高压流变仪测定了胜科1井四开井段抗高温钻井液的超高温高压流变性并进行了分析研究。试验结果表明,抗高温钻井液的表观黏度、塑性黏度和动切力随温度的升高而降低,随压力的增加而增大;温度对流变性的影响远比压力的影响大,但随着温度的升高,压力的影响逐渐增大。流变曲线拟合结果表明,赫切尔-巴尔克莱模式能够比较准确地描述超高温高压条件下抗高温钻井液的流变性。在大量现场钻井液流变性试验的基础上,运用回归分析方法建立了能够准确预测井下超高温高压条件下钻井液表观黏度的数学模型。该研究为超高温钻井液技术在胜科1井的成功应用提供了理论指导。

水基硅酸盐钻井液的页岩井眼稳定性研究

结合室内实验数据,分析了硅酸盐钻井液粘土稳定作用的主要影响因素。结果表明,硅酸盐的模数在2.8—3.2、加量在3％—5％时钻井液抑制性能较好,无机盐与硅酸盐的协同效应提高了硅酸盐的抑制性能。提出硅酸盐稳定页岩井壁的机理为:硅酸盐形成凝肢与沉淀堵塞微裂缝与页岩孔隙,阻止滤液进入地层,减少压力穿透;抑制粘土矿物水化膨胀与分散;与无机盐协同作用阻止水进入地层;与粘土矿物反应导致渗透率降低等。

钻井液处理剂及体系对聚合醇JLX浊点的影响

聚合醇类水基防塌钻井液体系(简称PEM)作为适应环境保护要求的一种新型钻井液体系应用越来越广泛。PEM的核心处理剂为聚合醇类水基防塌润滑剂JLX,JLX是一种非离子型低分子量聚合物,其作用机理是具有浊点特性。研究了钻井液体系及常用处理剂对两种聚合醇JLX_1和JLX_2浊点的影响。实验结果表明,无机处理剂如KCl对JLX浊点有显著的影响;而有机高分子处理剂的影响则较复杂,低浓度时能使JLX浊点上升,高浓度时则使JLX浊点下降;体系也能降低JLX浊点,并且对低浓度的无机处理剂如KCl有一定的缓冲作用。

废钻井液无害化处理的室内研究

介绍用化学固化方法处理废钻井液,其实验内容包括两部分:一是选用固化剂,对废钻井液进行固化处理,考察固化时间、固化温度对固化程度的彰响;二是将固化7d后的样品加入去离子水,振荡8h,制备固化体浸出液。通过对现场固化剂的选择;废钻井液固化处理效果;固化温度对固化效果的影响;固化时间的影响;与国外专利配方处理比较5个方面的室内试验证实,废钻井液固化后有一定强度,其水浸出液清彻透明,无毒无害,达到排放标准,固化体可进行掩埋恢复地貌,也可作为建筑材料使用。文中还针对不同的现场条件,在不适于固化处理的地区,进行了固液分离处理的室内研究,研究出了以HPAM为主,酸为辅的固液分离絮凝剂。考查了HPAM的分子量、水解度以及酸浓度对分离效果的影响。

ULTRADRIL^(TM)水基钻井液在张海502FH井的应用

张海502FH井是大港油田在滩海地区布置的一口开窗侧钻水平井,完钻垂深为2857.45m,斜深为5387m,最大井斜为96.1°,水平段长602m,用φ155.6mm钻头钻进,井底水平位移为4128.55m。该井开窗侧钻及水平段使用由MISWACO公司提供的ULTRADRILTM水基钻井液。该体系可以抑制大多数活性页岩,提供良好的井壁稳定性;能包被钻屑,有利于井眼清洁;能很大程度地降低软泥岩对钻柱和钻头的粘附;具有高钻速和低的稀释率,是水敏性泥页岩钻进的优选体系。现场应用表明,该体系性能稳定,流变性好,现场配制及维护简便,携砂能力强,润滑防塌效果好,很好地解决了因水平位移大、井斜角大导致的井眼清洁、拖压、扭矩增大的问题。

强抑制性钻井完井液研究与应用

胜利油田郑408区块储层埋藏浅,胶结疏松,粘土含量为0.3％～13.2％,粘土矿物以易分散运移的高岭石和易膨胀的伊蒙混层为主,属强、中水敏性储层,而且存在碱敏现象。针对该地层特点,在大量室内实验的基础上,通过使用黑色正电胶和复合无机盐抑制剂,研制了适合强水敏性储层的水基钻井完井液体系,并将pH值控制在7.0～8.5之间。室内评价结果表明,该体系具有很强的抑制包被能力,能有效防止粘土水化膨胀和造成高岭石分散运移,钻井液各种处理剂之间有较好的相容性,滤液与储层内流体有很好的相容性,保护油气层效果与油基钻井液相当;能抑制钻屑分散,有利于发挥固控设备效率和提高钻井速度;具有良好的携岩性、润滑性能、防塌抑制性和造壁性能,摩擦系数小于0.05;可抗130℃的高温。在郑408区块用强抑制性水基钻井完井液代替油基钻井液用于强水敏储层钻进后,保护了油气层,提高了原油采收率,降低了成本,缩短了钻井周期,而且对环境无污染。

一种多功能水基钻井液在临盘油田的应用

胜利临盘油区济阳坳陷惠民凹陷营子街断裂带在钻井中易出现井壁严重失稳垮塌现象,针对该区块地层特点,通过室内试验,优选出了适合该区块的一种多功能水基钻井液体系,用正电胶、聚合物控制地层造浆,用聚合醇、双保型纳米乳液(SDJ-3)增强钻井液的防塌性,并对该钻井液体系的性能进行了综合评价。现场应用表明,该钻井液体系具有良好的流变性,携砂能力强、润滑效果好、抑制性强、性能稳定且能防止井壁失稳,保护油气层,提高机械钻速,实现近平衡压力钻井。

聚季铵粘土稳定剂的性能评价

介绍了主链型、支链型和杂环型4种车铵盐型有机阳离子聚合物:丙烯酰胺—二甲基二烯丙基氯化铵共聚物(PADM),丙烯酰胺—三甲基单烯丙基氯化铵共聚物(PATM),阳离子化聚丙烯酰胺(PCAM)和环氧氯丙烷—二甲胺聚合物(PEDA)的合成,并对其稳定粘土性能进行了评价。得知PEDA的抑制能力最好,其次是PATM、PADM和PCAM。经过对该体系絮凝、缓蚀等性能机理的讨论,证明4种聚季铵拈土稳定剂也具有絮凝、缓蚀作用。

降滤失剂作用机理研究——对不同类型降滤失剂的分析

在滤饼电性质、滤饼渗透率、滤液粘度、电镜分析和粒度分布等方面研究结果的基础上,论述了非离子、阴离子型降滤失剂的作用机制。分析了不同类型降滤失剂性能差异的根本原因,即分子结构的不同导致了降滤失剂效果的不同,包括含有极性基的数量和种类、分子量、分子结构以及空间位阻。非离子型降滤失剂主要通过全方位堵塞滤饼毛细孔发挥作用;阴离子型降滤失剂则是通过增加滤饼负电荷密度,缩小毛细孔孔径来达到降滤失目的;非离子型降滤失剂没有分散作用,而阴离子型降滤失剂则有一定的分散作用;但降滤失剂都有良好的护胶作用。