陕西榆林废弃钻井液固液分离技术研究

采用稀硫酸作为破胶剂,通过室内抽滤实验对各种常用絮凝剂进行了优选,优化了废弃钻井液固液分离配方,即采用酸化破胶后加入3.09 g/L硫酸铝和3.09 g/L硫酸铁,能够将废弃钻井液进行脱稳分离。经陕西榆林现场应用表明,废弃钻井液应用此技术脱稳后,一次压滤成功,滤饼中平均含水量为31.79%。与前期固液分离效果相比,滤饼平均含水量降低了17.90%,废弃钻井液处理成本降低了10.21%。

一种高密度无黏土低固相钻井液体系研究

为了满足高温高压钻井以及降低钻井液对储层岩心的伤害,研究了一种高密度无黏土低固相钻井液体系,通过以丙烯酸和乙酸乙烯酯为原料制备一种分散剂FX-1来提高高密度无黏土低固相钻井液体系的稳定性。结果表明:分散剂FX-1使碳酸钙表面的Zeta电位的绝对值增大,其分子吸附在碳酸钙表面,羧酸基团使Zeta电位绝对值升高,提高了碳酸钙颗粒(加重剂)的沉降稳定性和水化能力。含有2%分散剂FX-1的高密度无黏土低固相钻井液体系在150℃下静置3天后未出现沉降现象,表明该体系在高温条件下具有优异的稳定性。另外,高密度无黏土低固相钻井液污染岩心后采用直接返排的方式测试岩心渗透率恢复率为83.65%,表明该体系具有良好的储层保护效果。

高密度水基钻井液降黏剂的研制及应用

高密度水基钻井液流变性失控的主要原因之一是劣质固相含量的增加。劣质固相在高密度水基钻井液中分散,增强体系网架结构,导致钻井液黏度和切力上涨。基于竞争吸附降黏原理,以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、苯乙烯、马来酸酐、N,N-二甲基丙烯酰胺四种单体按摩尔比1∶2∶1∶1合成了低分子量聚合物降黏剂WNTHIN。降黏剂评价实验表明,WNTHIN能够有效降低密度为2.40 g/cm3的高密度钾聚磺水基钻井液的黏度和切力,塑性黏度降低率达42.85%,静切力降低率达51.35%,WNTHIN推荐加量为1.5%。在蓬莱气区某井现场应用中,WNTHIN的使用改善了高密度钾聚磺水基钻井液流变性,塑性黏度由58 mPa·s下降至30 mPa·s,动切力由29 Pa下降至14 Pa,10 min静切力由28 Pa下降至16 Pa,高密度水基钻井液性能得到有效改善,满足了深井钻井安全钻进的技术需求。

河探1井超高密度钻井液技术

河探1井是中油股份公司在华北油田河套盆地临河坳陷部署的一口重点风险探井,完钻井深为6460.44 m,钻探目的为探索兴隆构造带光明背斜古近系、新近系生储盖特征及其含油气性。该井三开钻遇四套不同压力系数复杂地层,钻井液密度窗口窄,现场顺利实施了提密度压井、堵漏,控压钻进等作业,四开钻遇异常高压流体层,应用超高密度钻井液体系一次性将钻井液密度从1.80 g/cm^(3)提高至2.55 g/cm^(3),并安全实施完井作业,储备压井高密度钻井液(ρ=2.60 g/cm^(3)),达到国内应用水基钻井液采用重晶石粉加重的极限。在钻井施工过程中先后出现井塌、膏泥岩层蠕变缩径卡钻、高压盐水侵以及井漏等事故复杂,采用超高密度抗高温复合盐钻井液,现场应用随钻封堵提高地层承压能力工艺,分段完成七次承压堵漏,同时强化一级固控有效使用,应用高目筛布、优化钻井液体系配方、优选加重材料、调节膨润土含量及合理控制低密度固相含量等手段,成功解决了窄密度窗口和超高密度水基钻井液高温、高固相流变性能调整困难等技术难题,确保了压井和试油作业期间高温条件下超高密度钻井液体系具有良好的稳定性。该井创地区同期六项钻井技术指标,日产302.4 m^(3)高产工业油流,实现巴彦油田最深井勘探发现,为钻井及完井试油作业提供了技术支撑。

预防PDC钻头泥包的钻井液工艺技术

钻井液的性能恶化是造成PDC钻头泥包的主要因素之一,通过综合分析PY36-2-1井2次泥包时的钻井液性能,探讨了如何通过对钻井液性能的优化和宏观调控预防PDC钻头泥包。分析结果指出,在正常钻进时控制好钻井液的黏度和切力,使其达到实现平板型层流的要求;在软泥岩段易发生泥包的地层采用注稀胶液或是向循环池大量补充稀胶液的方法来制造紊流;钻进期间尽量保证离心机、除砂器和除泥器的全程开启,必要时使用稀释的方法 ;振动筛的用法应以钻井液覆盖筛网总长度的75%～80%为宜;推荐直井润滑剂加量为1%～2%,斜井水平井加量为2%～3%;对于聚合物水基钻井液,应控制包被和抑制剂的浓度分别为5～8和30～50 kg/m3。

“322”固控对调整钻井液性能的功效发挥及应用

固相控制是现代钻井工艺中重要的环节之一，它已成为直接影响安全、优质、快速钻井和保护油气层的重要因素，所以固控设备的配置成为钻井设备配置中重要的部分。合理的固控配置足有效控制钻井液有害固相含量的基础。

滤液密度在钻井液测试分析中的应用

传统钻井液理论测定求算固相含量的过程,相关联的物理量多,不但程序复杂,而且蒸馏、计量、读取、滴定每个环节都可能出现误差,累积误差通常较大。在钻井液理论中引入滤液密度的概念,提出了用滤液密度来直观衡量钻井液矿化度的观点,推导出了用滤液密度求算未加重水基钻井液悬浮固相含量的数学公式,在施工现场测量了钻井液及其滤液密度后,就可用该数学式计算出固相含量,整个过程既不需要固相含量测定仪,也不需要对滤液进行滴定分析和计算,非常方便、快捷,并且通过实例介绍,证明用该推导的数学式计算的结果与传统测定法计算的结果基本一致。建议在施工现场绘制井深与钻井液密度、滤液密度关系曲线图,在此图上不但可以观察到钻井液总矿化度的变化情况,而且可直观显示出悬浮固相含量随井深的变化情况。探讨了如何在现场对滤液密度进行快速准确测定的问题。

抑制性钾铵聚合物钻井液的推广应用

河南油田多年来应用的阴离子型聚合物PAC钻井液存在抑制泥页岩分散造浆能力不足的缺陷,导致体系中亚微米粒子含量高、密度上升过快、固相过度积累(达13％),性能稳定时间短,严重影响了机械钻速和井下安全。2003年通过室内评价和现场试验,推广应用了抑制性钾-铵聚合物钻井液。该钻井液以“高分子强力包被剂乳液”聚丙烯酰胺钾盐TL-A02(分子量为600万-1400万)为主剂,中分子选用PAC141(或FA367),依靠超长分子链多点吸附钻屑,不同分子量聚合物的协同增效作用,提高钻井液的抑制包被能力和控制滤失能力。该钻井液在一般固控设备条件下,就能实现低粘、低切、低固相(≤7％)优质钻井液钻井,与同区块其它钻井液体系相比,机械钻速提高了24．7％(达11．29 m/h),钻井周期缩短了38．9％,钻井液成本下降了8％,在钻进过程中还实现了劣质钻井液的零排放。

环保型低固相油基钻井完井液

为适应非常规页岩油气开发的需要,解决传统油基钻井液毒性大、悬浮稳定性差的问题,选用白油作为基础油,新型增黏剂OV-1提高黏度和切力,用溴化盐盐水加重,研制出一种环保型低固相油基钻井液体系。确定了乳化剂和润湿剂的种类及增黏剂的加量,考察了溴化盐对钻井液性能的影响,确定出的体系配方为:白油/溴化盐盐水(60∶40)+3.5%ZR-10+2%FR-10+2.5%OV-1+3%碱度调节剂+3%润湿剂。对该体系的主要性能进行了评价,实验结果满足安全钻井、储层保护、环境保护的要求。

固相含量和密度对高密度钻井液流变性影响的实验研究

高密度钻井液体系的研究和应用中,流变性是重要的衡量标准,而固相含量和密度又是影响高密度钻井液流变性最重要的因素。通过机理分析,并根据大量室内试验研究了在高温条件下,高密度钻井液固相含量和密度的变化对其流变性能的影响规律和程度。通过对钻井液表观黏度、塑性黏度、动切力和静切力等流变参数的变化进行测定和计算,对不同固相含量(2%～6%)的高密度钻井液流变参数曲线变化进行对比得出:含土量增大,钻井液的黏度增大;高密度钻井液的流变性受固相含量大小和温度的影响明显、受压力和添加剂的影响较小。该试验研究结果将对钻井现场高密度钻井液的应用具有重要的借鉴作用。

可压缩射流冲击板结构的流固耦合动力学分析

为了获得可压缩射流冲击下板结构的流固耦合动力学特性,在双渐近法的基础上,针对射流问题的特殊性,将射流冲击问题的边界条件引入到双渐近方法的计算中,形成了一种新的适合于工程计算的数值方法.通过研究发现,冲击过程中,板的中心处会产生很大的冲击压力,并探明影响此压力的因素主要有冲击水柱含气量、板的材料、水柱横截面积、水柱头部形状和水柱速度.

盐膏层有机盐钻井液技术研究与应用

在盐膏层等复杂地层钻探过程中 ,常规钻井液易受到盐、膏等的污染 ,导致钻井液性能恶化 ,维护处理复杂 ,甚至引发钻井事故。针对此类地层 ,研制了抗盐、抗钙能力强的高密度有机盐钻井液。通过大量的试验 ,优选与有机盐相配伍的处理剂 ,优化处理剂加量 ,确定了有机盐钻井液配方为 :水 +0 .5 %Na2 CO3 +(3%～ 4 % )抗盐粘土 +(0 .15 %～ 0 .2 % )XC +(1.5 %～ 2 .5 % )降滤失剂 +(5 0 %～ 130 % )复合有机盐 +2 %无荧光防塌剂 +1.0 %聚合醇 +加重剂。并对该钻井液体系的流变性、抑制性、抗温性、抗盐、抗钙能力、固相容量等进行了评价。结果表明 ,该钻井液体系性能稳定 ,抑制性、抗污染能力强 ,固相容量限高。 2 0 0 3年该高密度有机盐钻井液在家 5 9井现场应用中 ,钻井液性能稳定 ,携砂能力强 ,维护处理简单 ,解决了盐膏层钻进中的钻井液技术难题 ,避免了复杂及事故的发生 ,安全顺利钻穿了该井沙二段 341m的复杂盐膏层。

含油钻屑离心——热洗法处理技术研究

针对壳牌四川金秋项目钻井过程中,使用油基钻井液产生大量的固体废弃物即含油钻屑,无法安全排放的问题,对XX1、XX2、XX3和JH3井钻井过程中产生的固体废弃物进行分析,得出废弃物含油均大于15%。通过离心机将固体废弃物中液体回收,回收后的液相可循环利用,对回收的固体加入洗液进行热洗,经甩干机后可使钻屑含油降至0.92%,解决了固体废弃物无法排放的问题。

海上钻井废弃物排放的法规与对策

由于海上废弃物排放法律法规非常严格，使得海上石油工业形势严峻。面对这一情况，美国和加拿大等国家纷纷制定出对石油生产的要求。为了保证其实施，钻井及钻井液公司采取了诸如研究和开发钻井液添加剂体系等各种环境保护对策。

基于电荷感应原理的粉尘含量在线检测仪设计

粉尘质量含量测量属气固两相流范畴,由于多相流固有的复杂性,电荷检测的灵敏度差等特点,使得其成为困难的测量领域,本研究设计了一套新型的粉尘含量在线检测仪器。该仪器利用电荷感应微粒流动来检测粉尘含量,通过信号的变送、传输,从而实现实时在线检测的目的,可以广泛应用于工业尾气的粉尘含量检测中。较好地解决了现今粉尘检测技术精度低、时效差,维护难等问题。

三相流化床反应器流体力学研究

论述诸因素对固含率、床层压降及起始流化速度的影响,并用多元逐步线性回归法关联了各影响因素之间的关系。实验结果可为三相床反应器的开发提供研究依据。

泥浆螺旋沉降离心机的研究方向

通过对泥浆螺旋沉降离心机设计与使用问题的系统分析，提出了泥浆螺旋沉降离心机的研究方向，包括：泥浆固相含量及其粒度分布，离心机转鼓内流场、性能参数实验、几何参数优化、转鼓及螺旋叶片磨损机理、传动装置及经济性评价等七个方面研究内容，供从事泥浆净化设备的研制和应用技术人员参考。

混合盐水的密度模型及其在钻井液中的应用

本文介绍了含有多种无机盐电解质水溶液的密度计算方法，井对计算盐水密度的理论模型进行了实验验证。实验结果表明，对含一种盐的纯盐水和含两种以上无机盐的混合盐水，在常温常压或高温高压条件下，用模型求得的密度值与实测值的吻合性相当好。提出了引用该模型计算含多种无机盐的钻井液中的固相含量和这类钻井液对井底所产生的静液压力的方法。

低固相防塌钻井液在韩城地区煤层气井试验研究与评价

针对陕西韩城地区煤层气开发地质条件和钻井工艺特点,基于维护井壁稳定和减少对煤储层损害两点原则,提出钻采区钻井液类型确定标准,进而利用正交试验法研究适应煤储层和非煤地层煤层气井钻进用低固相防塌钻井液体系,并对复配试验优选配方进行性能评价。结果表明:钻井液配方材料选取具有良好的广谱性,成本低且配制流程简单,适合于煤层气井现场使用;钻井液具有较低的固相含量和密度,p H值接近8,滤失量低于8 m L/30min,满足降低煤储层伤害的要求;钻井液具有良好的防塌性能,能够有效抑制粘土、砂土地层的水敏性,维护孔壁稳定。

高密度油基钻井液降黏剂及其现场应用

高密度油基钻井液稠化的主要原因之一是钻井过程中劣质固相的侵入,特别是低密度固相含量的不断增加。劣质固相经过油基钻井液中的润湿剂、乳化剂作用后使其具有了一定的活性,增强体系的网架结构,导致钻井液的黏度和切力上涨。以月桂酰胺、硬脂酸酰胺和芥酸酰胺为原料,按照质量比1∶2∶1合成了分子链中具有可吸附胺基、酰胺基的多元活性基团的降黏剂CQ-OTA。降黏评价实验表明:CQ-OTA能够将固相含量为48.5%高密度稠化油基钻井液的塑性黏度降低25.0%,静切力降低60.0%,其在油基钻井液中的推荐加量为0.5%~1.5%;在威202HX平台现场应用,能够改善油基钻井液的流变性,提高劣质固相容量限,塑性黏度由53.0 mPa·s下降至40.0 mPa·s,10 min静切力由23 Pa下降至14.5 Pa,保证了高密度油基钻井液顺利钻至目的井深,提高了高密度油基钻井液重复使用效率,降低了钻井成本。