改性二氧化硅封堵剂的制备及性能评价

为了降低水基钻井液滤液对储层的扰动,以丙烯酰胺、苯乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷对纳米SiO_(2)进行表面改性,将柔性链聚合物接枝在纳米刚性SiO_(2)粒子表面,形成一种新型的有机-无机复合封堵剂。实验结果发现:该封堵剂提高了泥饼的致密性和封堵性能,并对岩心孔隙进行了有效封堵,有效抑制岩屑水化现象,为水基钻井液在低渗-致密储层开发过程中的应用提供技术支持。

不同粒径淀粉对水基钻井液性能的影响

淀粉具有来源广、无毒易降解的特点,可有效降低钻井液泥饼厚度,常被作为降滤失剂应用于水基钻井液中。为了探讨不同粒径淀粉对钻井液增粘、降滤失效果的影响,通过球磨方法制备微细淀粉,使其评价粒径从38.87μm降低至10.32μm,增大了淀粉的比表面积,可在钻井液中与更多的水分子接触,提高淀粉分子上的氢键与水分子之间的水化作用和黏土颗粒的吸附能力,其降滤失效果优于玉米淀粉、羧甲基纤维素(CMC),羟乙基纤维素(HEC)。淀粉粒径分布的改变影响了水基钻井液的流变性以及降滤失性能,这一发现以期为钻井现场优选淀粉降滤失剂提供技术指导。

淀粉类降滤失剂DFW-10的消泡实验研究

为解决淀粉类降滤失剂DFW-10现场应用过程中起泡的问题,分析其起泡原因,明确淀粉类产品消泡机理。采用淡水基浆和盐水基浆实验,通过考察消泡剂加入浆体后的消泡率指标,从22种消泡剂中逐步优选出4种消泡剂。在降黏剂的辅助下,优选出体系的最佳消泡配方(质量分数):2%淀粉类降滤失剂DFW-10+0.5%降黏剂HTX+0.5%消泡剂XPJ-21。采用最佳消泡配方进行实验配浆后,浆体不产生气泡,并且配制的淡水浆和盐水浆老化前后流变性和滤失量稳定。

北部湾深层深井油基钻井液研究及现场应用

为了缩短钻井周期以及提高井壁稳定,油基钻井液的护壁防塌性能可通过加入封堵剂来优化。本文以纳米SiO_(2)、N-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷和全氟辛基三甲氧基硅烷为原料制备一种纳米封堵剂,其粒径主要分布在10~200nm之间,其粒径较为集中,应用于钻井液中可降低泥饼渗透率,显著提高油基钻井液的封堵性能,降低滤失量,对储层渗透率影响较小。纳米封堵剂与油基钻井液具有良好的配伍性,提高油基钻井液的稳定性。本文研究的高性能油基钻井液成功应用于现场钻井,钻井过程中,纳米封堵剂的加入显著提高了起钻速度,缩短了现场钻井周期,封堵性能的提高使钻井液泥饼在裂缝和孔隙中进行有效封堵,井壁未出现掉块及剥落片。

新型淀粉基油气层保护剂的现场应用

针对目前现场应用中缺乏一种具有优异环保性能的油气层保护剂的难题,开发出一种以淀粉微球为主剂的新型淀粉基油气层保护剂DYB。DYB经中试放大后成功在B-446井与B-449井进行了现场应用。现场井试结果表明,DYB与井浆配伍性良好,有效控制了不同深度井浆的失水,同时对井浆黏度影响小。此外,DYB具有较好的抗温性能,在140℃以内降滤失性能稳定,可以进一步在深井中进行应用。

水基钻井液用改性玉米淀粉降滤失剂的合成

以4％黏土淡水基浆50℃滤失量降低率为测定指标，用正交设计实验方法考察了制备醚化淀粉的工艺。特别是溶解NaOH用的水量和分散剂异丙醇的用量．最佳合成配方和条件如下：玉米淀粉8．1g，NaOH12g。水16mL，丝化温度40℃．丝化时间1．5h，氟乙酸11．5g，异丙醇180mL，醚化温度50℃，醚化时间3h。在该合成条件下制得的羧甲基淀粉在加量2％时降滤失率约46％，抗盐、抗钙性能较好，90～130℃抗温性测试结果表明具有一定抗温能力。 图2表4参5。

马铃薯变性淀粉用作钻井液降失水剂的研究

为克服羧甲基纤维素 (CMC)类降失水剂的缺陷 ,合成了醚化、接枝热交联淀粉 .将这两种产物单独及复配后用作钻井液降失水剂 ,并依据API标准对其降失水性能进行了评价 ;通过正交实验对其合成工艺进行了优化 ;运用红外光谱对其结构进行了表征 .研究结果表明 :合成醚化淀粉时最合适的用水量为 15mL ;合成接枝淀粉时最合适的单体用量为 4 .5 g ,热交联温度在 35℃时所得产品降失水率最高 ;醚化淀粉与接枝淀粉复配质量比为 1∶1时降失水性能较理想可达到 5 0 % ;醚化、接枝反应确已发生并在分子中引入了相应的官能团 .该产物对环境基本无伤害 。

腐植酸在油田中的应用

腐植酸分子由多环芳核与多种活性官能团构成 ,具有多种功能 :酸性、界面活性、亲水性、阳离子交换能力、络合能力及吸附分散能力。基于其分子的亲水性、络合能力以及吸附分散能力 ,目前腐植酸类产品在油田上的应用基本是作为钻井液添加剂 (降滤失剂、页岩抑制剂和降粘剂 ) ,其产品具有降滤失、降粘、防塌功能 ,且具有较好的耐盐和耐高温能力。综述了腐植酸作为钻井液添加剂的应用状况 ,并分析了其在油田上的应用前景 ,如作井眼防垢缓蚀剂、杀菌剂、牺牲剂。

交联-羧甲基复合变性淀粉的流变与降失水性能

以马铃薯淀粉和氯乙酸为主要原料,通过交联-醚化制备了交联-羧甲基复合变性淀粉（CCMS）,考察了所得CCMS糊液的流变性能和在钻井泥浆中的降滤失水性能,并对其降失水原理进行了探讨。结果表明,在质量分数为0.5%-4.0%、温度为20-60℃的实验条件下,CCMS糊液表现为假塑性流体特征,符合Ostwald-Dewaele的经验公式ηa=Kγ^n-1;将CCMS与中粘羧甲基纤维素（MV-CMC）进行对比实验,结果发现,在饱和盐水泥浆和4%盐水泥浆中,当其用量分别为MV-CMC质量分数的57%和75%时,就可达到钻井液用MV-CMC的增粘、降滤失水性能指标。

抗高温抗盐阳离子降滤失剂CHSP-Ⅰ的合成及其应用

本文介绍了抗高温抗盐阳离子降滤失剂CHSP-Ⅰ的合成方法，评价了CHSP-Ⅰ的抑制性能、抗高温抗盐降滤失性能，简介了CHSP-Ⅰ在塔里木、南海、渤海等油田应用的实例。该降滤失剂能耐200℃以上高温，抗钙能力强，可抗盐至饱和，具有良好的抑制性能和降滤失作用，与其它处理剂配伍性良好，适用于各种水基钻井液体系。

阳离子化磺化两性酚醛树脂降滤失剂XNSMP-Ⅲ的研制

将分别合成的阳离子化酚醛树脂和磺甲基酚醛树脂在催化剂存在下反应,制备了阳离子化磺甲基化两性酚醛树脂,简称两性酚醛树脂,代号XNSMP-Ⅲ。简介了合成方法,考察了作为水基钻井液降滤失剂的性能。该两性酚醛树脂在黏土上的饱和吸附量高达24.292mg/g土,约为商品磺甲基酚醛树脂SMP-Ⅰ、SMP-Ⅱ、SMP-Ⅲ的2倍。根据吸光度测定,该树脂在浓度≤3.5g/L的NaCl水溶液中不析出。该树脂加量为3%时,含盐(NaCl)15%和30%的加评价土4%膨润土钻井液在180℃热滚后的高温高压(150℃,3.5MPa)滤失量分别小于15mL和30mL;加入3%该树脂的8%膨润土配方钻井液经180℃热滚后的表观黏度和高温高压滤失量水平,与加入5%商品降滤失剂SMP-Ⅰ、-Ⅱ、-Ⅲ的相当。该树脂与抗高温降滤失稳定剂PSC-Ⅱ、磺化褐煤SMC配伍,与抗高温抗盐降滤失剂SPNH、褐煤树脂SPNC不配伍。

交联型油基钻井液降滤失剂的合成及性能评价

通过测试不同矿源腐植酸样品的特征常数E4/E6值,筛选出了腐植化程度高的腐植酸,然后采用不同碳链长度的脂肪胺结合适量的交联剂对该腐植酸进行亲油改性和适度交联,研制出了新型油基钻井液降滤失剂SDFL。红外光谱分析表明,新研制的SDFL中的一部分羧基被脂肪胺封闭;SDFL适用于白油基和合成基钻井液,能抗200℃高温,抗岩屑(24%岩屑)、盐水(20%CaCl2水溶液)污染能力强;与钻井液的配伍性好;可使油基钻井液滤失量降低85%以上,对油基钻井液的流变性影响小,降滤失性能优于中国产品,与国外同类产品水平基本相当。

两性磺化酚醛树脂降滤失剂APR的研制

以苯酚、甲醛、亚硫酸钠、二甲胺和１溴丁烷为原料，合成了两性磺化酚醛树脂降滤失剂ＡＰＲ。通过红外光谱对其结构进行了表征。考察了ＡＰＲ 的抗高温抗盐降滤失性能、抑制性及其与两性聚合物重泥浆的配伍性。从研究ＡＰＲ在膨润土上的吸附入手，对其作用机理进行了简要分析。

淀粉接枝共聚物抗温降滤失剂SALS室内研究

以硫酸铈(Ⅳ)为引发剂使淀粉、丙烯酰胺、磺酸基单体LS在水介质中反应,制得了接枝共聚物SALS,考察了SALS作为油井水泥降滤失剂的性能。以实验水泥浆75℃下API滤失量为考察指标,得到最佳制备条件为:淀粉、丙烯酰胺质量比1:3,催化剂、LS用量0.5%、0.1%(以淀粉、丙烯酰胺总质量计),反应温度52℃,反应时间8小时。加入0.4%SALS的实验水泥浆,75℃下API滤失量降至10mL;加入0.44%SALS的配方水泥浆120℃、7.5MPa滤失量为32mL;SALS加量由0.1%增至0.6%时,实验水泥浆75℃下的n值由0.90降至0.71,K值由0.123增至0.879mPa.sn;加入SALS后实验水泥浆析水率降为0;加入0.2%～0.6%SALS使60℃、90℃养护24小时的抗压强度略有降低,但分别>16MPa、24MPa;120℃稠化时间143min,稠化曲线呈直角状,加入缓凝剂可延长稠化时间;SALS与各产地G级油井水泥和各种外加剂的配伍性良好。

具有抑制性的抗温耐盐改性腈纶钻井液降滤失剂KWY的研制

将腈纶工业下角料加碱水解,用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸磺化,与甲醛、聚醚多元醇进行接枝、交联,制得降滤失剂KWY.简介了合成过程,进行了室内性能评价.由加入KWY的各种钻井液150℃静态老化16小时后测得的API滤失量值,确定KWY在淡水钻井液中的加量范围为0.4%～0.5%,在盐水和海水钻井液中的加量范围为1.0%～1.5%.根据塑性粘度、动切力、API滤失量测定值求出0.4%KWY在淡水钻井液中的耐温性为180℃,1.5%KWY在4%、15%、35%盐水钻井液和海水钻井液中的耐温性为160℃;KWY的性能优于胜利油田使用的一种HPAN(JS).由油藏砂在77℃滚动16小时的回收率来看,1%KWY溶液对页岩的抑制性近似于或好于5%KCl溶液.图1表2参2.

钻井液降粘降滤失剂MGAC-2的研制

按下述路线在室内合成了兼具降粘和降滤失功能的水基钻井液处理剂MGAC 2 :将本质素磺酸钙与甲醛反应 ,再在硝酸铈铵催化下使丙烯酰胺、马来酸在木质素磺酸钙缩合产物上接枝共聚 ,提纯接枝共聚物 ,先与硫酸亚铁进行络合反应 ,再与甲醛、亚硫酸钠进行磺甲基化反应 ,分离出反应产物并干燥 ,得到降粘降滤失剂MGAC 2。用红外光谱确证了产物的接枝共聚结构。室内钻井液性能检测结果表明 :0 .5 %MGAC 2可使淡水膨润土基浆的表观粘度下降 5 0 %,API滤失量下降 5 1%,动切力下降 80 %,静切力下降幅度更大 ;0 .5 %MGAC 2处理的钻井液可抗 3%NaCl,0 .9%CaCl2 ,抗盐抗钙能力优于FCLS ;在室温、12 0℃、140℃、180℃下 12小时的静态老化实验中 ,MGAC 2的抗温性能优于FCLS ;大庆油田一口井的储层岩心在 0 .5 %MGAC 2水溶液中浸泡后的回收率 ,明显高于在 0 .5 %FCLS水溶液中浸泡后的回收率。

压裂液降滤失剂2-羟基-3-磺酸基丙基淀粉醚的合成及性能评价

以玉米淀粉和3-氯-2-羟基丙基磺酸钠为原料,用乙醇溶剂法合成了2-羟基-3-磺酸基丙基淀粉醚作为水基压裂液的降滤失剂。研究了醚化反应时间、醚化反应温度、醚化剂和氢氧化钠用量对该降滤失剂滤失量的影响,确定了最佳反应条件:醚化反应时间3 h,醚化反应温度55℃,醚化剂、淀粉摩尔比0.5,氢氧化钠、淀粉摩尔比0.7。在降滤失剂质量分数为0.8%时,冻胶滤失量从32.5 mL降至17.2 mL,降低47.1%,滤失系数C3由12.1×10-4m/min1/2降至6.9×10-4m/min1/2。冻胶中加入降滤失剂后,抗温和抗剪切性提高,并与压裂液添加剂的配伍性良好。降滤失剂降解性能较好,过硫酸铵加量分别为0.2%和0.1%时,降滤失剂分别在1 h和1.5 h左右几乎完全降解。

海水钻井液用降滤失剂SR1及其应用

SR 1是由AM、AA、AS、AN和煤焦油树脂等共同聚合而成的 ,它在海水钻井液中有良好的降滤失作用并可改善钻井液流动性。室内评价表明 ,SR 1在海水基浆中有良好的降滤失性、抗温性、抗土相容量限和抗复合盐的效果。在渤海湾埕岛海域已用该剂累计钻定向井 1 5口 ,探井 6口 ,取得了良好效果。

国内1996-1997年新开发的钻井液处理剂概况

综述了近两年来研制和新投入使用的降滤失剂、降粘剂、页岩抑制剂以及缓蚀剂等钻井液处理剂，指出了发展方向。

阳离子降粘降滤失剂 PX-1 的研制

将腈纶厂下脚料聚丙烯腈用 Ｋ Ｏ Ｈ 水解，用三甲胺和甲醛进行阳离子化，再用过氧化氢氧化，制得了阳离子度为９ ．３ ％ 的降粘降滤失剂 Ｐ Ｘ１ ，在加量为 ０ ．２ ％ 的情况下可使膨润土基浆的漏斗粘度降低６３ ．３ ％ ，切力降低８６ ．５ ％ ， Ａ Ｐ Ｉ 滤失量降低３７ ．５ ％ ，抗盐抗污染性能良好，页岩回收率明显高于水解聚丙烯腈钠。对其作用机理作了简要分析。