义178-X1VF井优快钻井液技术

义178-X1VF井是非常规定向油藏评价井,该井地质构造复杂.沙三段上部油泥岩易塌,沙四段上部含大段盐膏及膏泥岩,易造成缩径卡钻及钻井液流变性恶化等情况;沙四段下部裂缝发育,易漏;井身轨迹复杂,施工中井壁稳定性、井眼净化及润滑防卡问题突出,钻井液技术难度大.使用聚胺强抑制润滑防塌钻井液,采用合理密度支撑、强抑制、强封堵、润滑防卡等措施,配合现场钻井液维护处理工艺顺利完钻,平均机械钻速为8.98 m/h,创造了渤南区块同类型深井钻井施工新纪录.     

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。     

抗高温高密度水基钻井液体系研究

针对抗高温高密度钻井液体系及应用工艺对超深井、深井成功钻探至关重要,国内外抗温200℃、密度达2.30g/cm³的水基钻井液体系的研究应用报道较少,且国外在此条件下多选择油基钻井液体系的问题。通过优选磺化类抗温处理剂、加入高温稳定剂等途径建立了抗温200℃、密度达2.30g/cm³的淡水钻井液体系和含氯化钾体系。该体系热稳定性优良,高温高压下流变性合理,具有一定抑制性。对深井、超深井钻井液的选择使用具有指导意义。     

一种新型正电胶(Y-1)的研制

通过结晶氯化铝加热并水化合成一种新型正电胶Y-1,其生产工艺简单,产品的回收率高,生产成本和原料成本比现有的正电胶生产工艺低。性能测试表明:该正电胶与其它处理剂的配伍性好,在各种钻井液体系中加入Y-1后,钻井液的流变性、抑制性、抗膏盐污染能力等多项指标均优于用现有正电胶配制的钻井液体系,加有该正电胶的钻井液体系的动切应力高、动塑比值高、塑性粘度低、水眼粘度低、卡森切力及剪切稀释指数高、初终切力高且相近等,其正电胶特性比现有的产品更为突出;由该正电胶组成的钻井液体系能抗2%石膏、10%氯化钠的复合盐污染,至少能抗140℃以上的高温,且页岩回收率大于90%,由此说明该正电胶是一种优良的钻井液添加剂。     

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。     

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。     

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。     

铝胺钻井液在青东古1井的应用

通过优选抑制剂和封堵剂,确定了铝胺钻井液体系配方,配合相应的现场维护处理工艺,解决了沙河街组地质构造复杂,断层、地应力及层理性泥岩易导致井壁失稳等问题,保证了沙河街组的井壁稳定,使该井提前完钻,提高了钻井时效.该井的钻探成功为深化研究青东区块成藏条件提供了基础资料,有助于该区块进一步的勘探开发.     

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。     

多功能钻井液处理剂HD的实验研究

本文就HD的各种钻井液性能进行了较系统的研究。实验发现,该处理剂具有良好的降失水、悬浮、抑制、润滑、抗温、抗盐、抗钙等性能,是一种新型的聚合物替代产品,对钻井液体系的开发具有重要的参考价值。     

抽汲井试井分析数学模型的建立及精确解

根据抽汲井试井工艺过程及其特点,采用已知上一次抽汲结束时的地层压力分布规律建立下一次抽汲数学模型的方法,建立了抽汲井试井分析数学模型,并在Laplace空间求解出了相应的精确解。将这一成果应用于长庆油田之中,结果表明:该理论能描述抽汲井的井底压力瞬变性及抽汲期井底压力变化无规律性的特征,符合实际测试工艺情况,弥补了抽汲井试井这一空白;提高了该类井试井的解释率和解释结果的可信度。同时,利用该理论还可计算抽汲过程中任一时刻的井底压力和关井时刻的井底压力,解决了抽汲井难以计算关井时刻井底压力的问题。     

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。     

PDC钻头切削表面流场挟沙能力分析

针对PDC石油钻头在使用过程中产生泥包的问题，进行了岩屑的受力情况和起动条件的分析，建立了计算模型，通过计算机数值模拟计算，可以得到井底流场的速度分布规律，为分析PDC钻头的排屑能力以及有效抑制泥包生成提供理论依据。