深井盐膏及盐水地层固井隔离液体系研究

目前国内深井多钻遇盐膏和盐水地层,常用隔离液体系抗温和抗盐能力较差,温度超过100℃时,在低浓度盐作用下体系失稳沉降严重,易造成固井施工复杂,注替安全隐患极大。选用一种多糖聚合物作为高温抗盐悬浮稳定剂,辅以耐盐的降失水剂及流型调节剂,研制了一套高温抗盐隔离液体系。该体系在钠盐、钙盐和镁盐溶液中均能保持稳定的性能;使用温度可达140℃;具有较好的密度调控能力,在1.3～2.4g/cm3可调;且与常规钻井液、水泥浆具有较好的相容性。该套体系有望应用在深井超深井及盐膏地层、复合盐岩层和盐水地层固井注水泥作业中。     

腐殖酸接枝共聚物超高温钻井液降滤失剂合成

基于抗高温处理剂分子设计,采用腐殖酸与丙烯酰氧丁基磺酸(AOBS)、丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）接枝共聚,通过正交实验,在综合考虑产物的水溶液黏度、产物对钻井液黏度和降滤失效果影响的基础上,进一步考察了腐殖酸用量,最终确定了合成配方：非离子单体与离子单体比1.5:1.0、离子单体中和度100%,反应混合物质量分数50%、腐殖酸用量34%,合成了相对分子质量低的AOBS AM AA/腐殖酸接枝共聚物。对钻井液性能进行了评价,并借助红外光谱和热分析对产物进行结构表征和热稳定性分析。实验结果表明,接枝共聚物热稳定性好,抗温达到240℃,在淡水、盐水和饱和盐水钻井液中均具有较好的降滤失作用,对钻井液黏度影响较小,在膨润土含量高的钻井液中具有一定的降黏作用,可以有效地控制钻井液的高温稠化,与SMC、SMP等具有良好的配伍性,用于密度2.57g/cm³的KCl钻井液中,可以有效地控制钻井液的高温高压滤失量和流变性。     

腐殖酸钙抗高温钻井液体系研究

钻井作业对钻井液处理剂的抗温性要求越来越高， 原有钻井液体系已无法完全满足深井及超深井的钻探需要。根据腐殖酸钙抗高温作用机理， 采用钻井液高温滚动、 流变性、 失水造壁性等实验与评价方法，分析了不同 CaO 和膨润土加量对钻井液体系性能的影响， 选用 CMC、 SMP、 FV-2 等抗高温降失水剂， 提出了一套抗高温 180 ℃、 抗盐 30% 的腐殖酸钙钻井液体系。结果表明： 最佳的腐殖酸钙钻井液体系配方为0.3% CaO+7.0% SMC+5.0% 膨润土原浆 +5.0% SMP-1+0.3% FV-2， 抗高温抗盐效果良好。     

高密度耐高温酸液研究

高温高压深井酸化施工难度大， 现有酸化工作液体系不能满足工程施工要求。针对高温高压深井， 重点研究并解决了酸型及酸液浓度优选、 酸液加重、 高温缓蚀和缓速问题， 形成了高密度耐高温酸化工作液， 达到耐温 180 ℃、密度 1.5 g/cm3以上的技术指标。实验结果表明： 研究的配方酸液各种性能好， 酸液密度可根据实际在 1.1 g/cm3至1.9 g/cm3间可调， 腐蚀速度为 68.9 g/ （m2·h） ， 无点蚀现象， 液流摩阻与清水摩阻之比小于 40%。研究的高密度耐高温酸液为深井、 超深井酸化提供了技术支撑和储备， 可促进油气勘探开发向深井、 超深井发展。     

可循环微泡沫钻井液研究

可循环微泡沫钻井液是近年来国内外推出的一种新型低密度钻井液体系,它克服了普通泡沫钻井液因气量大而导致泵上水不好,不能连续重复使用,造成工艺上附加设备多,使用上处理剂浪费大和因排放而可能严重污染环境等一系列问题。从微泡沫体系的形成与稳定性理论分析出发,提出了可循环微泡沫的物理化学模型,对该模型的形成条件、稳定条件、应用条件等进行了实验研究,获得了满足以上各种条件的可循环微泡沫钻井液体系。该体系具有稳定性高,密度可调(0. 5～0. 9 g/ cm3) ,滤失量小,抗盐、抗钙、抗温性能较好等优点。     

深井钻井的压力平衡研究

深井钻井具有高温高压及地层压力和地层破裂压力间安全钻井液密度窗口极为狭窄的特点,这为在深井钻井过程中保持井眼系统的压力平衡提出了更高的要求。为此,针对深井钻井的特点,运用流变学、传热学和物质平衡的基本原理,建立钻井液循环和静止状况下的钻井液温度分布模式及高温高压密度模式和高温高压流变模式,应用这些模式和地层流体的PVT特性对一些实钻深井的溢流现象进行分析。结果表明,井眼水力系统流体热力学模型对深井、超深井的压力平衡控制至关重要。     

抗温抗盐聚合物降滤失剂的研制及其作用机制

针对当前国内外超高温水基钻井液滤失性及高温稳定性调控难点，新研制出抗240 ℃高温、抗盐聚合物降滤失剂HTP–1。热重分析表明，HTP–1 分子链热解温度达320 ℃以上，热稳定性强；在各种钻井液基浆中的降滤失作用评价结果表明，HTP–1 在钻井液中具有优异的抗高温（240 ℃）抗盐（饱和）、抗钙（0.5%）降滤失作用，优于国内外同类产品。通过吸附实验、粒度分布测量、胶体稳定性测试和泥饼压缩性测试等手段，探讨了HTP–1 的降滤失作用机理：（1）在粘土颗粒上的吸附量大且吸附牢固，受矿化度、pH 值和温度的影响小；（2）老化（240 ℃/16 h）前后均能明显改善泥饼可压缩性，降低其渗透率；（3）增强钻井液体系的胶体稳定性，改善其中的颗粒粒径级配。     

胜利渤南区块抗高温高密度聚胺钻井液技术

针对渤南区块"高温"、"高压"及"含膏"特点,研发了聚胺抗高温防塌钻井液体系,该体系抑制性及封堵性好,抗温、抗盐及抗钙能力强,配合现场钻井液维护处理工艺,取得了良好的现场应用效果,解决了渤南区块复杂地质情况下井壁失稳的难题,为区块施工提供了技术支撑.     

固体阻垢剂ZGJ-1的室内研制

针对油田结垢特点和液体阻垢剂存在间歇注入、加药不均匀、药效短、消耗大和效果不稳定等缺点，室内合成了母体阻垢剂，研制筛选出了增效剂、粘合剂的配方，固体阻垢剂ZGJ-1的成型方法和工艺，建立了固体阻垢剂平均溶解速率及溶出率的评价方法，80℃时静、动态平均溶解速率分别为0.130 8、0.159 2g/d·cm²，在加药量为10mg/L时对油田污水的阻垢率达到98.9%。现已在胜利油田推广应用。     

抗高温高密度低毒油包水钻井液的乳化剂优选和研制

为了成功地钻探高温超压复杂地层和满足环境保护的需求,研究使用抗高温高密度低毒油包水乳化钻井液是非常必要的,其中乳化剂的优选和研制是决定钻井液稳定性和抗温能力的关键。利用破乳电压法和离心法评价了乳化剂的乳化效果,通过高温陈化评价了乳化液的高温稳定性,用自制高温高压电稳定仪测定了乳状液在高温高压下的稳定性。实验确定了以有机酸和有机酰胺为主乳化剂,十二烷基苯磺酸纳为辅乳化剂的乳化剂组成,并优选了其加量。结果表明所确定的乳化剂配制的乳状液及高密度乳化钻井液具有良好的稳定性和抗温能力。     

聚胺与氯化钾抑制性的对比实验研究

近年来开发出的聚胺水基钻井液,被认为是最接近逆乳化钻井液性能的高性能水基钻井液。新型聚胺强页岩抑制剂也因其分子结构独特、抑制性能突出越来越受到人们重视。通过抑制膨润土造浆实验、屈曲硬度实验、页岩滚动分散实验、耐崩散实验、页岩膨胀实验以及X 射线衍射粘土层间距分析等实验手段,对比评价了聚胺强页岩抑制剂与传统常用抑制剂氯化钾的抑制性。结果表明,与氯化钾相比,聚胺抑制性能优异,能有效抑制粘土水化分散,在加量较少时即能发挥长期抑制作用,且具有较好的抗温性能。配伍性实验表明,聚胺与膨润土及常用处理剂具有较好的配伍性。以SDA 为主要水化抑制剂构建了聚胺水基钻井液,实验评价表明,该体系具有优良的抗盐、抗钙和抗劣土污染性能。此外,对聚胺的抑制机理进行了探讨分析。     

官984区块储层射孔液配方实验研究

在射孔完井作业中,射孔液质量的好坏与油气井产能有直接的关系。根据X-衍射与地层流体分析的结果,结合射孔液对储层的损害机理,对射孔液的防膨性、防腐性、射孔液对储层岩芯渗透率的损害程度以及与地层流体、压井液、压裂液间的配伍性进行了评价研究。线性膨胀实验表明该射孔液体系的防膨率大于94%;防腐性评价实验表明该射孔液体系的腐蚀速率小于0.076 mm/a;岩芯渗透率损害实验表明射孔液对岩芯渗透率的最大损害率为13.76%,平均损害率为11.14%;综合实验表明该射孔液体系抗高温,与原油不会形成乳状液,与处理剂配伍性良好。通过上述各项评价实验研制出适合大港油田官984区块的无固相射孔液体系,满足了施工作业和储层保护的要求。     

硫沉积气藏产量递减模型研究

以往对高含硫气藏开发技术研究所需录取的资料在实际操作过程中难以得到。因此，针对井筒附近发生硫沉积的高含硫气藏，建立了硫沉积复合气藏产量递减数学模型，运用 Stefest 数值反演绘制了 Blasingame 产量递减曲线，并分析了硫沉积对气井产量递减规律的影响。结果表明：产量递减中期，硫沉积区含硫饱和度越高，无因次递减产量积分“导数”曲线下凹越深，当含硫饱和度增大到 0.5 时，积分“导数”曲线下凹至最深，积分“导数”达最小值；硫沉积半径越小，无因次递减产量平缓段出现的时间越早；产量递减后期，无因次递减产量积分与积分“导数”曲线晚期为一条斜率为–1 的直线，表现为调和递减。该方法比压力恢复试井法更具优越性，可为高含硫气藏的开发提供指导。