水基鉆井液用防塌封堵劑封堵效果實驗研究

研制的新的利于環(huán)境８安全的水基聚合物系統(tǒng)適用于高溫（２３２℃（４５０ｆ））和高壓鉆井。該系統(tǒng)是不含鉻和其它不利于環(huán)境的有害物質(zhì)的合成聚合物，它不僅能在高溫下控制流變特性和防濾失，而且也能大大簡化高溫鉆井液的配方。與傳統(tǒng)的高溫系統(tǒng)（通常需要大量添中劑來控制或限制熱降解影響）相比，它的一大優(yōu)點是只需要兩種聚合物，一種ｐｈ值控制添加劑、加重材料和控制泥餅質(zhì)量的少量粘聚集，是新系統(tǒng)的另一個重要特征，這種新

本文總結(jié)了現(xiàn)階段國內(nèi)解決鉆井液體系中流變性調(diào)節(jié)的方法,即向鉆井液體系中加入降粘劑來降低表觀粘度和切力。通過綜述國內(nèi)外主要應(yīng)用的3大類鉆井液用降粘劑的基本組成和性能,討論了未來降粘劑的發(fā)展趨勢,提出了新型降粘劑產(chǎn)品要與鉆井液體系配伍,實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境友好雙贏,為研究降粘劑的企業(yè)提供有效方法和依據(jù)。

申請(專利權(quán))人:成都市川鋒化學工程有限責任公司申請日期:2000.02.25申請(專利)號:cn00112708.x主分類號:c09k7/02本發(fā)明提供了一種石油天然氣鉆井作業(yè)中所使用的鉆井液處理劑。由天然單寧抽提物、褐煤腐植酸抽提物、乙烯基單體和有機胺單體按以下

從聚合物合成方法、鉆井液對高分子處理劑性能的要求出發(fā),討論了高分子鉆井液處理劑的分子設(shè)計,認為高分子處理劑的鏈結(jié)構(gòu)、官能團、相對分子質(zhì)量和官能團比例是設(shè)計的重點。從發(fā)展的角度看,將來分子設(shè)計要圍繞提高處理劑的抗溫能力,并針對深井、超深井鉆井的需要,通過分子修飾提高已有高分子處理劑的綜合性能,深化天然產(chǎn)物的化學改性研究,開發(fā)高性能、低成本鉆井液處理劑。

對各類型消泡劑進行選擇,用于對本實驗所用聚合醇防塌鉆井液進行消泡試驗,并對單一消泡劑和兩種消泡劑復配測定。結(jié)果表明:改性有機硅和聚硅氧烷消泡劑復配使用,用量為鉆井液用量的10%時,消泡率較好,起泡率為6%。

在遼東灣、渤海灣及其鄰近的冀東油田和大港油田東部的鉆遇地層中存在易塌的火山巖地層。為了探尋適用于該地層的防塌措施,對冀東油田m27-27井巖心的巖石結(jié)構(gòu)、礦物組成、水分含量、線膨脹率、回收率和穩(wěn)定指數(shù)等進行了分析。結(jié)果表明,該套巖層含有大量蛋白石等粘土礦物,且非均質(zhì)性嚴重,成分復雜,裂隙發(fā)育。因此,在鉆進過程中,該井段的鉆井液需要有強抑制、強封堵、低失水的性能。基于這一認識,優(yōu)選出了多元醇防塌鉆井液?，F(xiàn)場試驗結(jié)果表明,該鉆井液體系有效地保證了玄武巖井段的安全順利鉆進及井眼規(guī)則性。

王69區(qū)塊下部主力產(chǎn)層壓力比較高,而與主力產(chǎn)層以上層位孔隙壓力相對較低又同處一裸眼內(nèi),鉆井施工中容易造成井漏、井塌等復雜情況。分析認為鉆井施工最大的問題是:技術(shù)套管設(shè)計下深少,不能封隔同一裸眼內(nèi)的高、低壓同存的難題。為此,研發(fā)了一套:強抑制包被+隨鉆封堵+物理化學封固+有效應(yīng)力支撐[1]等具有多元協(xié)同作用,隨鉆承壓能力強的鉆井液技術(shù)。通過應(yīng)用證明該技術(shù)能提高漏失壓力和破裂壓力梯度,擴大安全生產(chǎn)的鉆井液密度窗口,解決了該區(qū)塊同一裸眼井段內(nèi),不同壓力層系共存,易發(fā)生的漏失、坍塌和油氣層損害等技術(shù)難題,提高了生產(chǎn)時效,取得了很好的經(jīng)濟效益,并且具有廣泛的應(yīng)用前景。

渤海石油職業(yè)學院 石油工程系 論文題目：水平井鉆井液技術(shù) 學生姓名： 所在班級：07鉆井工程3年6班 指導老師：王建云 完成時間：2010年5月1日 2 目錄 摘要??????????????????????.3 關(guān)鍵詞??????????????????????.3 一、水平井施工技術(shù)難點分析???????????...4 二、鉆井液方案的制定???????????????5 三、鉆井液的配置和維護處理????????????6 四、技術(shù)措施???????????????????8 五、鉆井液性能指標和應(yīng)用效果???????????8 六經(jīng)濟效益分析?????????????????10 七、結(jié)束語???????????????????11 參考文獻?????????????????????12 3 水

阿密1h井是華北油田針對致密油領(lǐng)域在二連油田部署的第1口預探水平井,完鉆井深為2700m,水平位移長1218m,水平段長970m,水平井段巖性以大段硬脆性泥巖或砂泥巖為主。用鄰井泥巖掉塊做實驗發(fā)現(xiàn),掉塊在有機鹽/聚胺高抑制性溶液中的回收率很高,但浸泡實驗表明,巖屑塊仍然在短時間內(nèi)出現(xiàn)明顯的裂紋,長時間浸泡后掉塊水化分散明顯;掉塊在有機鹽/鋁合物封堵劑溶液中浸泡20h后,鋁合物在掉塊表面或裂縫處析出白色沉淀,緊密附著在巖屑上。因此決定采用具有良好抑制性的有機鹽鉆井液鉆井,并且引入了鋁合物封堵劑封堵硬脆性泥頁巖微裂縫。在現(xiàn)場施工中,該強封堵強抑制鉆井液克服了井眼水平位移大、井壁易垮塌、井眼軌跡復雜、完井作業(yè)時間長等諸多難題,滿足致密油特殊地層開發(fā)的鉆井需求。

中國石油大學（華東）現(xiàn)代遠程教育 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目：水平井無固相鉆井液應(yīng)用及研究 學習中心：大港油田學習中心 年級專業(yè)： 學生姓名：學號： 指導教師：職稱： 導師單位：中國石油大學（華東） 中國石油大學（華東）遠程與繼續(xù)教育學院 論文完成時間：年月日 摘要 本文介紹了無固相鉆井液體系在勝利油田水平井中的應(yīng)用，室內(nèi)試驗和現(xiàn)場應(yīng)用表 明無固相鉆井液體系由于無固相鉆井液固相含量低，濾液抑制性強、鉆井液性能優(yōu)良， 能夠滿足水平井鉆井施工及其他相關(guān)工作的要求，油層保護效果好，具有良好的社會和 經(jīng)濟效益。 關(guān)鍵詞：無固相、鉆井液、儲層保護 目錄 第1章前言.........................................................................................................4

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鉆井工程-4-鉆井液

針對海洋深水表層鉆井過程中鉆井液用量大的技術(shù)特點,研制出了適用于動態(tài)壓井鉆井液的增黏劑zvs,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了深水表層動態(tài)壓井鉆井液體系。室內(nèi)研究表明,研制的增黏劑在基漿中預先鈍化后不起增黏作用,可滿足動態(tài)壓井鉆井液體系基漿的可泵送性;當與加入激活劑的大量海水混合后,增黏劑迅速發(fā)揮增黏作用,能滿足海洋深水鉆井的需求;構(gòu)建的動態(tài)壓井鉆井液體系基漿具有良好的可泵送性,經(jīng)海水稀釋并激活后,能滿足深水鉆井的要求。

非滲透抗壓鉆井液技術(shù)是解決鉆進壓力衰竭地層、裂縫發(fā)育地層、破碎或弱膠結(jié)性地層、低滲儲層及深井長裸眼大段復雜泥頁巖和多套壓力層系等地層的壓差卡鉆、鉆井液漏失和井壁垮塌等復雜問題以及油氣層損害問題的關(guān)鍵技術(shù),其核心是非滲透抗壓處理劑。研制開發(fā)了非滲透抗壓處理劑ksy,并進行了鉆井液性能評價和泥餅結(jié)構(gòu)分析,結(jié)果表明,ksy加入鉆井液后,對鉆井液流變性影響小,濾失量明顯降低,形成的封堵膜薄,易于返排,封堵強度高,能夠有效提高地層的承壓能力和破裂壓力,保護油氣層效果好?，F(xiàn)場應(yīng)用表明,ksy能夠顯著提高地層承壓能力,防止井壁坍塌,保持井徑規(guī)則,有利于固井和完井作業(yè)。

通過水溶液聚合,制得了降粘劑丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/衣康酸共聚物(aai),研究了單體配比、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、ph等的影響。結(jié)果表明,合成降粘劑的優(yōu)化方案為:am∶amps∶ia為1∶2∶2,反應(yīng)時間4h,反應(yīng)溫度80℃,ph為6,單體濃度為20%,引發(fā)劑加量為單體總質(zhì)量的0.3%。在淡水鉆井液中加入0.3%共聚物,降粘率可達94.4%;且在220℃老化16h后,降粘率仍達53.4%。在加入fa367的聚合物鉆井液中加入0.3%共聚物,降粘率可達90.4%;在220℃老化16h后,降粘率仍達50%,同時具有較好的抗鹽性。

研制了油基鉆井液井筒清洗液,并將其應(yīng)用于現(xiàn)場。結(jié)果表明,該清洗液對井筒上的油膜有較好的清洗效果,清洗率達90%以上,具有較好的儲層保護性能。

利67井是勝利油田的一口重點預探井,完鉆井深為4241m,鉆井液密度達2.0g/cm3。該井下部沙河街組的硬脆性地層黏土含量和礦化度較高,存在異常高地應(yīng)力和次生應(yīng)力,易產(chǎn)生井壁坍塌、壓差卡鉆和井漏等復雜事故;沙四段存有鹽膏層、高壓鹽水層,油氣顯示活躍,給鉆井施工造成了很大的困難。經(jīng)過室內(nèi)實驗,優(yōu)選出了聚(磺)聚合醇高密度防塌鉆井液?，F(xiàn)場應(yīng)用表明,該鉆井液流變性好,抑制能力、抗溫能力及抗污染能力較強,且固相容量高,可加重至密度為2.0g/cm3,能滿足勝利油田利67區(qū)塊沙河街組高密度鉆井的需要,解決了該地區(qū)井壁嚴重失穩(wěn)的問題,保證了鉆進施工的順利進行。

泌頁hf1井斜井段eh3ⅱ、eh3ⅲ地層以泥頁巖為主,黏土礦物含量高,頁理、裂隙發(fā)育,采用的水基聚合物鉆井液抑制性不強、封堵頁理、裂隙能力差。研究出一種強抑制強封堵水基鉆井液,其對泌頁2hf井eh3ⅱ段、eh3ⅲ段地層有強的抑制水化膨脹效果,在鉆井液中16h膨脹率分別為6%和0.88%;封堵能力強,api濾失量、高溫高壓濾失量低,井徑擴大率為2.17%,沒有發(fā)生鉆頭泥包、托壓和井壁垮塌現(xiàn)象;潤滑性好,摩阻系數(shù)低,只有0.0787。

水基成膜鉆井液能夠抑制泥頁巖地層水化膨脹,防止地層坍塌,因而越來越受到重視.本文對水基鉆井液的成膜機理進行了探討,介紹了常見的水基成膜劑類型,歸納了幾種成膜效果的評價方法.

針對鉆井過程中的鉆頭泥包問題,從改變泥漿潤濕性出發(fā),搜集了目前國內(nèi)外常用的潤濕翻轉(zhuǎn)劑,對其進行復配,通過實驗優(yōu)選出了最佳配方:十二烷基三甲基溴化銨+ot+op-10,該配方對鉆井液性能影響較小,能有效降低表面張力以及接觸角.

鉆井液對氣體水合物的抑制性能和低溫下良好的流變性能是深水鉆井液的關(guān)鍵性能。通過對關(guān)鍵外加劑的優(yōu)選,室內(nèi)建立了一套用于2000m深水鉆井的水基鉆井液體系,該鉆井液采用反相微乳液聚合物增黏劑uflow及改性植物膠vis-hx作為鉆井液的流型調(diào)節(jié)劑,以熱力學抑制劑nacl和聚合醇配以動力學抑制劑聚乙烯吡咯烷酮(pvp)作為氣體水合物抑制劑。該鉆井液在低溫下能保持良好的流變性能;同時在水深為2000m、水溫在3℃左右的環(huán)境下,該鉆井液可抑制氣體水合物的生成。

根據(jù)頁巖水平井水平段頁巖裂縫發(fā)育、井壁坍塌問題,對油基鉆井液的封堵性進行了優(yōu)化,使用了多種剛性、柔性以及成膜的油基封堵材料進行了評價實驗形成了強封堵的油基鉆井液體系。泌頁hf1頁巖油氣水平井現(xiàn)場應(yīng)用表明,該油基鉆井液體系封堵防塌能力強、濾失量低、破乳電壓高,具有較強的攜帶能力,避免了水平井段井壁垮塌問題,中石化河南油田泌頁hf1井三開水平段長1044m,鉆進、電測、下套管順利。