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一种抗高温梳型两性离子聚合物降黏剂

钻井液与完井液 2024年第2期41卷 178-183页

作者：邓正强张涛黄平罗宇峰王国帅贺垠博蒋官澄中石油川庆钻探工程有限公司钻井液技术服务公司成都610051 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102200

针对深井超深井钻井中高密度水基钻井液黏度高、易高温增稠等流变性调控难题,以对苯乙烯磺酸钠盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-烯丙基-2-甲基氯化铵、烯丙基聚氧乙烯醚为单体,合成了一种抗高温梳型两性离子聚合物降黏剂ZT-1。采用红... 详细信息

针对深井超深井钻井中高密度水基钻井液黏度高、易高温增稠等流变性调控难题,以对苯乙烯磺酸钠盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-烯丙基-2-甲基氯化铵、烯丙基聚氧乙烯醚为单体,合成了一种抗高温梳型两性离子聚合物降黏剂ZT-1。采用红外光谱表征了降黏剂的分子结构,验证梳型两性离子聚合物合成的成功,采用热重分析表征了降黏剂的热稳定性,其分解温度达250℃。ZT-1具有良好的抗高温耐盐钙降黏分散性能,抗温240℃,可抗饱和盐,抗2%氯化钙;ZT-1加量为0.3%时,老化温度为200℃,在评价浆中的降黏率可达77.7%,在高密度(2.4 g/cm^(3))水基钻井液体系中表观黏度的降低率达33%,塑性黏度的降低率达14%,动切力降低率达67%。ZT-1性能优于阴离子降黏剂磺化丹宁以及常规线性两性离子聚合物降黏剂XY-27和ADS共聚物,这种梳型两性离子聚合物降黏剂在超高温超高密度钻井液中具有良好的应用前景。

关键词：降黏剂抗高温水基钻井液梳型聚合物

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废弃水基钻井液固液分离产水回用技术

化工环保 2024年第2期44卷 292-296页

作者：李林静中国石油集团长城钻探工程有限公司钻井液公司辽宁盘锦124010

以废弃水基钻井液为对象,采用“破胶—压滤—沉淀”工艺进行处理,将处理产水回用于钻井液配制。实验结果表明:适宜的破胶剂为质量分数20%的聚合氯化铝(GW-CFA)溶液,加入量36 mL/L;适宜的离子沉淀剂为三巯基-三嗪三钠盐(TMT-15)(固),加入... 详细信息

以废弃水基钻井液为对象,采用“破胶—压滤—沉淀”工艺进行处理,将处理产水回用于钻井液配制。实验结果表明:适宜的破胶剂为质量分数20%的聚合氯化铝(GW-CFA)溶液,加入量36 mL/L;适宜的离子沉淀剂为三巯基-三嗪三钠盐(TMT-15)(固),加入量7.5 g/L。现场试验结果表明,选用石灰与GW-CFA复合破胶剂(GW-CFA溶液(质量分数20%)加入量15mL/L,石灰加入量5.0g/L)对废弃钻井液进行破胶,压滤产水时间可缩短至10'10'',产水率为61%。废弃水基钻井液经“破胶—压滤—沉淀”工艺处理后,产水回用于钻井液配制是完全可行的,所配制钻井液的各项性能均能满足现场需要。

关键词：水基钻井液固液分离产水回用破胶剂离子沉淀剂

季铵盐型阳离子表面活性剂的水合物阻聚性能实验

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油气储运 2024年第1期43卷 87-95,110页

作者：孟子龙岳铖杨新王宇哲陈立涛中国石油大学(华东)石油工程学院中国石油集团长城钻探工程有限公司钻井液公司

【目的】水合物堵塞已成为深水油气管道输送安全的最大挑战之一,通过形成易流动的水合物浆液来避免水合物聚集与堵塞,可实现管道内油气的安全输送,其关键在于高性能阻聚剂的研发。【方法】自行设计并搭建了高压摇摆釜实验装置,采用盲式... 详细信息

【目的】水合物堵塞已成为深水油气管道输送安全的最大挑战之一,通过形成易流动的水合物浆液来避免水合物聚集与堵塞,可实现管道内油气的安全输送,其关键在于高性能阻聚剂的研发。【方法】自行设计并搭建了高压摇摆釜实验装置,采用盲式高压摇摆釜中水合物阻聚剂性能评价实验方法,探究含水率为20%的油水体系中甲烷水合物的生成过程,并对DHAC(双十二烷基羟丙基氯化铵)、DDAC(双十八烷基二甲基氯化铵)等13种季铵盐型阳离子表面活性剂的水合物阻聚性能进行实验。利用位移传感器记录摇摆釜中滑块的位移轨迹,将滑块的移动范围、移动速率作为阻聚性能的分级评价指标,表面活性剂的阻聚性能从好到差依次可分为A、B、C三类。【结果】通过筛选实验发现,实验用的13种季铵盐型阳离子表面活性剂中有5种属于B类、8种属于C类,尚无A类阻聚剂。阻聚性能为C类的化学剂虽然不能避免水合物塞的形成,却提高了形成水合物塞所需的水合物量,可在一定范围内阻止水合物堵塞。以滑块的最终正、反向位移速率对5种B类样品的阻聚性能进行进一步对比,结果表明5种样品阻聚性能由强到弱分别为DHAC、GQA31745、HEIMQA、CGHDAC、UITS,其中尾链长度为十二的DHAC拥有最好的阻聚性能。【结论】阳离子型表面活性剂对油气管道水合物晶体具有一定的分散和阻聚作用,DHAC等阳离子型钻井液添加剂具备作为水合物阻聚剂的潜力,为油气管道中水合物防治提供了新思路。(图10,表3,参22)

关键词：油气管道季铵盐表面活性剂水合物阻聚

阵列声波SVP技术在川南页岩气水平井裂缝识别的应用

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特种油气藏 2024年

作者：梁旭升中国石油川庆钻探工程有限公司

裂缝性储层普遍分布在各种较为致密、性脆的地层中，如碳酸盐岩、火成岩及页岩中。页岩储层中裂缝发育程度对渗透率具有相当高的指示作用，是影响页岩气井产能的主要控制因素之一，也是川南地区页岩气藏水平井产能差异大的原因之一。川... 详细信息

裂缝性储层普遍分布在各种较为致密、性脆的地层中，如碳酸盐岩、火成岩及页岩中。页岩储层中裂缝发育程度对渗透率具有相当高的指示作用，是影响页岩气井产能的主要控制因素之一，也是川南地区页岩气藏水平井产能差异大的原因之一。川南五峰—龙马溪组页岩在强烈应力作用下产生岩石迁移，同时普遍经历较大的埋深和较长时期的热演化，不同程度改变了页岩微细孔隙结构和有机质孔发育，进而影响储集物性和性能。针对页岩储层的非均质性及易发育天然裂缝的特征，运用SVP裂缝处理技术，利用阵列声波测井资料的反射波信息来识别、评价页岩储层裂缝发育程度。利用该方法对研究区W25井的阵列声波测井资料进行了SVP处理，处理结果与微地震监测事件具有很好一致性，进而在川南研究区利用反射波系数对实施过生产测试的W1、W7等4口井的裂缝发育程度和产能情况进行分析，结果表明：反射波系数高的井相应产气能力也高，从而得出“裂缝发育程度与页岩气井产气能力密切相关”的结论。该研究成果不仅可以评价川南页岩气井裂缝发育规模，还可以在一定程度上对页岩气井产能进行预测。

关键词：页岩气裂缝阵列声波反射波反射波系数

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万米深井上部大尺寸井眼钻柱动力学特性研究

天然气工业 2024年第1期44卷 49-57页

作者：祝效华李柯李文哲贺明敏佘朝毅谭宾西南石油大学中国石油西南油气田公司中国石油川庆钻探工程有限公司

油气勘探已向更深、更复杂的超深层的万米勘探新领域推进,但上部大尺寸井眼给万米深井的钻井提出了巨大挑战:岩石硬和返速低导致钻速慢,大尺寸井眼内剧烈振动导致钻具裂纹多发,钻压小则钻速慢,钻压稍大则下部振动快速加剧从而导致大尺... 详细信息

油气勘探已向更深、更复杂的超深层的万米勘探新领域推进,但上部大尺寸井眼给万米深井的钻井提出了巨大挑战:岩石硬和返速低导致钻速慢,大尺寸井眼内剧烈振动导致钻具裂纹多发,钻压小则钻速慢,钻压稍大则下部振动快速加剧从而导致大尺寸钻具使用寿命远低于预期。为此,在对比研究了深地川科1井(以下简称SDCK-1井)和毗邻8000 m超深井上部井段钻柱振动问题基础上,基于全井钻柱系统动力学模型和数值仿真方法,针对性研究了大尺寸井眼中的钻柱动力学特性。研究结果表明:①井眼尺寸越大,钻头和下部钻具的振动越剧烈,SDCK-1井二开大尺寸井眼与邻井中等尺寸井眼相比(井深500 m处),其钻头及下部钻具振动强度均值分别增加了48.0%和41.5%,比SDCK-1井三开中等尺寸3000 m井深的钻头及下部钻具振动强度均值分别高了29.0%和2.9%;②相同井眼尺寸和岩石特性情况下,下部钻具组合比钻柱整体长度对钻头振动的影响更大,优化下部钻具组合能够明显改善钻头振动,保护钻头,同时还可以提高钻头破岩能量利用效率实现钻井提速;③在大尺寸井眼中钻头破岩激励向上传播,横向振动衰减慢于轴向振动衰减,大尺寸钻头扭矩更大且钻压和扭矩波动更加明显,因此从保护下部钻具的角度出发,大尺寸井眼钻具组合对抑制横振更加有效;④大尺寸井眼中下部钻具弯矩和弯矩波动更大,现场频繁出现的钻具裂纹除受控于整体振动强度较大以外,交变弯矩是裂纹发生的重要原因。结论认为,该研究成果揭示了超深井大尺寸井眼中钻柱的动力学特性,指出了应着重控制横振和交变弯矩,该认识可以为超深井上部大尺寸井眼钻井提供技术指导。

关键词：超深井科探井 SDCK-1井大尺寸井眼钻头振动钻柱动力学钻具裂纹

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疏水材料在油田化学领域研究进展与展望

化工进展 2024年

作者：章超孙金声吕开河黄贤斌戴嘉君李茂姚如钢中国石油集团长城钻探工程有限公司钻井液公司中国石油集团西部钻探工程有限公司工程技术研究院中国石油大学(华东)石油工程学院

在油田化学领域，通过研选合适的疏水材料对井壁或储层岩石表面进行润湿性改造，可以减弱表面对水相的亲和性，从而达到抑制岩石水化、减少储层水相圈闭及改善储层油气渗流能力等目的，极大的提高了油气田的开发效益。本文简要介绍了疏... 详细信息

在油田化学领域，通过研选合适的疏水材料对井壁或储层岩石表面进行润湿性改造，可以减弱表面对水相的亲和性，从而达到抑制岩石水化、减少储层水相圈闭及改善储层油气渗流能力等目的，极大的提高了油气田的开发效益。本文简要介绍了疏水材料的种类并分析了疏水材料形成憎水性表面的原理，重点从稳定井壁、保护储层、提高油气采收率和改善乳液及泡沫稳定性四个关键方面阐述了疏水材料在油田化学领域中的研究进展。针对于目前存在的不足，展望了疏水材料作为一种油田化学助剂，未来应向着低成本、强配伍、多功能、环境友好型方向发展，以满足其在油田化学领域中不断增长的需求。

关键词：疏水材料水亲和性润湿性改造疏水原理油田化学

FT1井非标大井眼超深井钻井液技术优化及应用

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天然气勘探与开发 2024年第1期47卷 63-72页

作者：江显俊肖金裕兰太华傅相友贾兴明中国石油川庆钻探工程有限公司钻井液技术服务公司成都610056

四川盆地川东地区高峰场构造已钻井资料表明,钻井过程中钻井液受污染、石膏层蠕变后造成井下复杂、卡钻事故的现象频繁发生,加之该区域志留系小河坝组及以下地层完成井较少,无有效参考资料,地质复杂,可预见性较差,FT1井为该区域的第一... 详细信息

四川盆地川东地区高峰场构造已钻井资料表明,钻井过程中钻井液受污染、石膏层蠕变后造成井下复杂、卡钻事故的现象频繁发生,加之该区域志留系小河坝组及以下地层完成井较少,无有效参考资料,地质复杂,可预见性较差,FT1井为该区域的第一口非标大井眼探井,故面临井壁失稳、长井段泥岩造浆及膏盐污染、环空返速低、钻井液量大等特殊情况,造成维护困难,以及石炭系采空区与下伏异常高压地层引起的防漏、防喷、防高压差卡钻等难题更加突出。为满足井下安全快速钻进要求和尽快完成超深层油气藏地质勘探开发,通过室内相关评价实验对钻井液配方和维护工艺进行分析,结合现场维护应用情况,完成了主要非标大井眼段钻井液体系和维护工艺的优化技术。结果表明:维护工艺和体系优化后的钻井液性能在护壁防塌、携砂性、抑制性、抗温、抗污染、封堵、润滑等多项性能方面较传统钻井液体系有更大的优势,有效解决了抗膏盐污染、井壁失稳、防漏、防卡等问题,现场应用效果好,提速显著,杜绝了钻进过程中复杂事故的发生。

关键词：非标大井眼环空返速低膏盐污染抗温钻井液井壁失稳钻进提速

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水基完井液静态沉降稳定性影响因素研究

精细石油化工 2024年第1期41卷 56-59页

作者：杨兰平杜仕勇夏榆皓徐兴宇张太亮程鑫中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻井液技术服务公司四川成都610051 西南石油大学化学化工学院四川成都610500

通过研究不同密度的水基完井液在不同温度下沉降1~15 d的流变性能、滤失性能和沉降稳定性,计算不同因素间的皮尔森系数绘制热力图,考察了不同因素对静态稳定分层指数(SSSI)的影响。实验结果表明:沉降15 d内,不同密度完井液的清液量与SSS... 详细信息

通过研究不同密度的水基完井液在不同温度下沉降1~15 d的流变性能、滤失性能和沉降稳定性,计算不同因素间的皮尔森系数绘制热力图,考察了不同因素对静态稳定分层指数(SSSI)的影响。实验结果表明:沉降15 d内,不同密度完井液的清液量与SSSI值的相关性系数均达到0.91;完井液密度、老化时间以及沉降温度与SSSI值的相关性系数分别为0.64、0.58和0.23,即沉降稳定性的影响因素由大到小排列的顺序为完井液密度—老化时间—沉降温度,但沉降温度、老化时间分别与密度呈现竞争关系。

关键词：水基完井液静态沉降稳定性 SSSI值皮尔森相关性系数热力图

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一种应用于低渗透储层的高性能防水锁剂

钻井液与完井液 2024年第3期41卷 337-343页

作者：王军平曹青天杨国栋陈量管玉龙徐鹏中国石油集团西部钻探工程公司乌鲁木齐830011 中国石油集团西部钻探工程有限公司钻井液分公司新疆克拉玛依834000 长江大学石油工程学院武汉430100

低渗透油气藏具有岩石致密、物性差和孔喉细小的特点,外来流体在毛细管力作用下进入储层孔喉中,造成水锁损害,严重影响低渗透储层油气藏的产量。针对这一问题,以全氟辛酸、单乙醇胺和氯乙酸钠为原料制备高性能氟碳防水锁剂(FS-1),通过... 详细信息

低渗透油气藏具有岩石致密、物性差和孔喉细小的特点,外来流体在毛细管力作用下进入储层孔喉中,造成水锁损害,严重影响低渗透储层油气藏的产量。针对这一问题,以全氟辛酸、单乙醇胺和氯乙酸钠为原料制备高性能氟碳防水锁剂(FS-1),通过红外光谱对其结构进行了表征,并研究了该氟碳防锁水剂对盐水溶液在岩心孔喉中水锁性能的影响。结果表明,该防锁水剂显著降低盐水溶液的表面张力(小于15 mN/m),且使蒸馏水在砂岩表面的接触角增大至85.3°,表明防水锁剂FS-1可将岩心表面润湿性由亲水性反转为中性湿,有降低了水相对岩心的水锁损害。另外,防锁水剂FS-1含有多个吸附、抗盐基团,提高分子在岩石表面的吸附能力,且使其耐盐能力达到了7%(NaCl)。渗吸实验、渗透率测试实验和核磁共振实验发现该防水锁剂减缓岩心的自吸作用,降低了岩心孔喉对盐水的束缚能力和岩心的水锁损害,提高了岩心渗透率恢复率。

关键词：低渗透储层防水锁剂接触角表面张力储层保护