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XZ抗高温高密度油基钻井液体系研究与应用

中国石油和化工标准与质量 2024年第20期 76-78页

作者：贾永红中国石油西部钻探钻井液分公司

深井钻井对钻井液的抗高温性能要求高，钻井液抗温性及其在高温下的滤失性、流变性是高温高密度钻井液技术的研究难点。本文通过钻井液体系研究、钻井液配方优化与评价，构建了XZ抗高温高密度油基钻井液体系。研究结果表明：在同等加量... 详细信息

深井钻井对钻井液的抗高温性能要求高，钻井液抗温性及其在高温下的滤失性、流变性是高温高密度钻井液技术的研究难点。本文通过钻井液体系研究、钻井液配方优化与评价，构建了XZ抗高温高密度油基钻井液体系。研究结果表明：在同等加量下XZ油基钻井液处理剂性能优于同类产品，具有良好的抗高温稳定性，抗温达180 ℃以上。选定30%氯化钙溶液作为XZ油基钻井液水相，能有效降低水相活度。不同油水比配方实验确定XZ系列油基钻井液最佳油水比条件为85∶15。现场开展油基钻完井液技术应用72井次，体系性能稳定，各区块应用井段复杂时率同比降低30%以上；同比区域邻井水基钻井液，试验井段平均机械钻速提高76%～162%。

关键词：抗高温高密度油基钻井液

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

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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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青海油田风西区块长水平段水平井钻井液技术

钻井液与完井液 2024年第1期41卷 31-38页

作者：张民立袁贵德庄伟王威刘武郭超明洪涛杨鹏梅天津市重点企业实验室·渤海钻探钻井液技术服务公司天津300280 中国石油青海油田公司甘肃敦煌736200

青海油田为实现稀井高产开发技术方案,在柴达木盆地大风山地区风西构造部署五口长裸眼水平井,并同时应用水基、油基钻井液进行施工对比,总结完善风西长裸眼长水平段水平井钻完井工艺技术模板。以优质复合盐水基钻井液在风西ⅠH1-5井的... 详细信息

青海油田为实现稀井高产开发技术方案,在柴达木盆地大风山地区风西构造部署五口长裸眼水平井,并同时应用水基、油基钻井液进行施工对比,总结完善风西长裸眼长水平段水平井钻完井工艺技术模板。以优质复合盐水基钻井液在风西ⅠH1-5井的现场应用实例进行总结,并对相关钻井工艺技术应用、工程参数控制、流变性与携带等进行分析。风西ⅠH1-5井完钻井深为5478 m,水平段长2541 m,创青海油田水平段最长、油层钻遇率最高(100%)、水平井单趟进尺最多(1566 m)、水平段短程起下钻井段最长(达1000 m)、首次采用漂浮下套管技术等多项施工新纪录,该井的成功钻探对于超长水平段水平井的钻完井工艺在青海油田应用具有里程碑意义。与应用油基钻井液施工的邻井就钻井周期进行了对标分析,该优质复合盐水基钻井液施工井均优于油基钻井液施工井,对今后钻探长裸眼、长水平段水平井钻井液体系优选有较好的指导借鉴。

关键词：长水平段水平井水基钻井液井壁稳定井眼清洁润滑性

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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

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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

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准噶尔盆地南缘下组合超深井安全钻井技术

中国石油和化工标准与质量 2024年第18期 172-174页

作者：张蔚中国石油集团西部钻探工程有限公司钻井液公司

准噶尔盆地南缘下组合勘探程度低，针对井身结构设计难度大、钻井液体系不完善、钻井提速难度大等难点，为了确保钻井，引入构造应力影响因子的三维地质力学建模压力预测方法、多源数据随钻地层压力校正方法及工程风险监测评价方法；形... 详细信息

准噶尔盆地南缘下组合勘探程度低，针对井身结构设计难度大、钻井液体系不完善、钻井提速难度大等难点，为了确保钻井，引入构造应力影响因子的三维地质力学建模压力预测方法、多源数据随钻地层压力校正方法及工程风险监测评价方法；形成超深井井身结构动态优化、随钻扩眼仿真、预弯曲管柱力学建模等理论方法，提出以“上部减震提速-中部安全扩眼-深部防斜打快”的多层位高效钻井技术；形成了形成密度2.50 g/cm3、抗温260 ℃的XZ抗高温高密度油基钻井液体系，并配套形成封堵、堵漏与沉降稳定技术；开发出回插固井装置、开关工具等系列完井工具；研制出XZ-YCXJ型抗高温高效驱油冲洗隔离液，抗温220 ℃，冲洗效率96%；攻关形成抗高温超高密度防气窜水泥浆体系，密度2.80 g/cm3，抗温260 ℃；形成地层三压力预测与工程风险监测评价、多层位高效钻井、高温高密度油基钻井液、高温高压固井等4大技术体系，支撑深探井从“打不成”到“打得成”目标实现，并向“打得好”跨越。

关键词：准噶尔盆地南缘下组合超深井钻井技术

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陕西榆林废弃钻井液固液分离技术研究

精细石油化工 2024年第2期41卷 48-51页

作者：邱春阳王重重姜春丽王俊秦涛杨倩云中石化胜利石油工程有限公司钻井液技术服务中心山东东营257078

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... 详细信息

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%。

关键词：废弃钻井液固液分离破胶絮凝剂滤饼含水量

一种具有“盐响应”特性的两性离子聚合物增黏降滤失剂

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天然气工业 2024年第5期44卷 118-126页

作者：常晓峰中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司

随着深层、超深层及非常规油气开采的不断深入,钻井过程中盐污染已成为水基钻井液在极端盐度和高温条件下面临的严峻挑战,盐污染会导致钻井液流变性和滤失性能的急速恶化。为避免上述问题发生,通过自由基聚合反应研发了一种具有“盐响... 详细信息

随着深层、超深层及非常规油气开采的不断深入,钻井过程中盐污染已成为水基钻井液在极端盐度和高温条件下面临的严峻挑战,盐污染会导致钻井液流变性和滤失性能的急速恶化。为避免上述问题发生,通过自由基聚合反应研发了一种具有“盐响应”特性的两性离子聚合物增黏降滤失剂(PAMN),并利用红外光谱分析(FT-IR)、核磁共振氢谱分析(1H-NMR)、热重分析(TGA)、分子模拟技术(MS)、扫描电镜(SEM)及钻井液流变和滤失分析等实验方法,表征了PAMN的分子结构、热稳定性及增黏降滤失性能,并揭示了PAMN的“盐响应”机理。研究结果表明:①合成的PAMN热降解温度高达285℃,PAMN分子链在饱和盐水中的均方位移、扩散系数及回转半径远大于其在纯水中,其回转半径分别为12.5Å和3.8Å;②当氯化钠含量为0时,PAMN分子链内或分子链间正负离子基团通过静电吸引力形成空间网络形态而卷曲成类球状结构,随着氯化钠含量增加,其分子链逐渐转变为溶解性更好的柔性链状结构,对氯化钠表现出正响应性;③PAMN可将饱和盐水钻井液表观黏度增加542.9%,滤失量从194 mL降低至4.8 mL,具有良好的增黏和降滤失性能。结论认为,PAMN的研发成功从根本上实现了传统钻井液处理剂从“抗盐”到“盐响应”的转变,该产品在含盐膏的深层、超深层油气开发工程中具有广阔的应用前景。

关键词：深层、超深层盐膏地层水基钻井液盐响应型增黏降滤失两性离子聚合物