耐高温天然类水溶性聚合物钻井液处理剂研究进展
抗高温水基钻井液处理剂研究进展
API
923mL, 在
PAASDA, 相较 , PAASDA
基 130C 井
液体系中,老化后API滤失为2. 2 mL,高温高压滤
失为8.2 mL,远优于其他降滤失剂。
疏
分子链中
的疏 基
的 团,疏水基团在水溶液中聚集产生缔合作用形成网
f
, 717N19]
。
2
等7/以新型疏水缔合聚合物SDH-N为主处理剂,
其 A在 的 ,D6T' 研究,随 理
论研究与生产工艺的发展,纳米材料应用前景广阔。
3总结与展望
为满足深部、超深部油气资源勘探开发的要求,
提高 基 井液体系的 高
,:$,
在抗高温聚合物处理剂方面进行了一系列的研究,
主要可总结为以下方面:①通过引入刚性基团或-
大侧链等方式增强优化分子结构,显著提高了聚合
等729] 用[
KH-552对纳米二氧化硅进行了改性,并以其为原料
自基
备的 s< 井液
LJ-1,纳米二氧化硅比表面积大,增大了 LJ-1的爛对
比热的贡献,使其更容易吸收热量,从而提高了体系
的
,LJ07
3% ,
井液体系
高高
7824mL,
AAnD 等
。
研究
纳米材
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理
,纳米材 的粒#、 面 等: 对
24改善聚集态结构
高分子
分子链的
7
构,通过疏水缔合、引入两性离子等方式改善聚合物
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+提高
, 6多;-研究的
5;。
离子
分子链中/
、'离子
基团,正 电 之 的.电作用 利 提高
抗高温油井水泥降失水剂的研究进展
5
了 A / MP / M A S N一乙烯基 吡 咯烷酮 ( V ) N P 耐温 型 油 井水 泥 降失水 剂 , V N P的 引入 起 到 了抑 制 高 温
(A ) S S 或十 二 烷基 硫 醇 ( A) 第一 调节 剂 的原 D 的
料 水 溶液 。该 降失水 剂 性能好 , 温抗盐 性 能好 , 耐 对 环 境温 度适 应 宽 , 用 于 高 温井 固井 或海 水 固 可 井 。在加 量 ( 体 ) 6 时 , 泥 浆 在 10℃ 下 液 为 % 水 5
燕 ¨ 孙 玲¨ ¨、 等 也 分 别 尝 试 在 AMP S共 聚物 里 引人 N P单 体 , 成 了 A A P / A N P 和 V 合 M SA / V
( A) S 四元 共 聚物 降失水 剂 的专 利 , 该 降失 水 剂 称 适 用温 度范 围 为常温 至 10℃ , 8 抗盐 达饱 和 , 专 但
烯 类磺 酸钠 , 其适用 温度 范围为 3 O~10℃ , 盐 8 抗 性 能从 淡水直 至 饱 和盐 水 , 量 ( 粉 ) 1 一 加 干 为 %
2 时, % 可将水 泥浆在 10℃ 时的 A I 8 P 失水 控制在
10 mL以下 0 引。
维素类降失水剂价格适中, 降失水性能也较强 ; 但 增稠作用明显, 同时会延缓水泥浆 的凝固时间, 而 且由于分子环状链单元中醚键在高温下会发生氧 化分解 , 导致其 使用 温度一般 不超过 10℃ 。 1
利 文献 中并 没有 在 高温 高盐下 的具体 测试 数据 。
1 2 微 交联 型 A . MP S共 聚物 类 李焕 明 等 尝 试 了 以 A D M、 M S和 M、 MA A P 3一烯 丙 基 氧 基 一2一羟基 丙 磺 酸 ( H S 为 原 A P) 料 , J, 一亚 甲基 双丙 烯 酰胺 ( A) 交联剂 以 7J v7 v MB 为
抗高温高密度水基钻井液体系国内外研究与应用现状
抗高温高密度水基钻井液体系国内外研究与应用现状作者:李明来源:《中国化工贸易·中旬刊》2018年第04期摘要:目前深井钻探的钻井液倾向于采用水基钻井液体系。
本文结合国内外抗高温高密度水基钻井钻井液体系研究与应用现状,有助于通过对钻井液高温高压装置和新型抗高温处理剂的研发,研制出适合于钻井液高温高压动态性能评价的实验设备和适合深井、超深井钻进的抗高温高密度水基钻井液体系,并形成相应的测试和应用技术。
关键词:钻井液;应用现状;水基钻井液1 抗高温高密度水基钻井液体系国内外研究与应用现状钻井液一般是由配浆土、处理剂、钻屑和水组成的,其性能的好坏与组成钻井液的各种处理剂性能密切相关。
对于超深井抗高温高密度钻井液体系来说,其关键技术是如何维持和控制钻井液高温高压状态下的流变性和滤失性。
因此,钻井液处理剂(尤其是降滤失剂和降粘剂)必须具有较好的抗温能力和抗污染能力。
1.1 国外抗高温水基钻井液处理剂国外深井、超深井钻井起步较早,上个世纪60年代,研究成功了抗盐、抗钙和抗150℃~170℃的铁铬盐降粘剂;70年代,研究成功了磺化褐煤、磺化丹宁、磺化酚醛树脂以及它们与磺化褐煤的缩合/复合物,这类处理剂的抗温能力大部分在180℃~200℃之间;同时,也研制出改善高温流变性的低分子量聚丙烯酸盐和降高温高压滤失量的中分子量聚丙烯酸盐。
由于褐煤类产品高温氧化降解,钻井液被盐和钙污染后增稠,降滤失效果下降;聚丙烯酸盐类不含铬,热稳定性好,但抗二价阳离子能力差;磺化酚醛树脂类必须和磺化褐煤类配合使用效果明显,但抗温和抗盐效果有限。
为此国外钻井液工作者在80年代进行了广泛而深入地研究,研制出了VS-VA、Polydrill (或德国的HT-Polymer)、COP-1(AMPS/AM或PyroTrol)、COP-2(AMPS/AAM或KemSeal)和磺化聚合物等抗温、抗盐降滤失剂,以及CDP或TSD、SSMA或Mil-Tem等抗温、抗盐降粘剂。
抗高温环保水基钻井液研究进展
抗高温环保水基钻井液研究进展李旭方; 熊正强【期刊名称】《《探矿工程-岩土钻掘工程》》【年(卷),期】2019(046)009【总页数】8页(P32-39)【关键词】水基钻井液; 抗高温钻井液; 环保钻井液; 绿色勘查【作者】李旭方; 熊正强【作者单位】中国地质大学北京 100083; 北京探矿工程研究所北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TE254; P634.60 引言由于对环境保护问题的日益重视,对钻井液的环保性能提出了新的、更严格的要求,要求钻井液无毒、可降解,不污染周围环境。
相对于油基钻井液,水基钻井液具有环保性好、成本低的显著优势。
统计表明,80%的钻井工程中应用的都是水基钻井液[1]。
随着我国油气资源向深部勘查开发以及干热岩钻探、深部科学钻探工程的实施,钻遇地层温度越来越高,对钻井液的抗高温能力提出了更高的要求。
因此,抗高温环保型水基钻井液成为水基钻井液一个重要的发展方向,也是钻井液研究的热点之一。
本文结合国内外有关文献资料,就抗高温环保水基钻井液研究与应用情况进行简要介绍。
目前,环保型水基钻井液体系主要有高性能水基钻井液、甲酸盐钻井液、聚合醇钻井液、硅酸盐钻井液及甲基葡萄糖苷钻井液。
1 高性能水基钻井液高性能水基钻井液又称胺基钻井液,主要由页岩抑制剂、包被剂、分散剂和降滤失剂组成。
该钻井液体系是一种环保型钻井液,被认为是替代油基钻井液且又能安全钻进的一类性能更高的水基钻井液,并于2006年被列为一种新的钻井液体系分类。
国外3大钻井液服务公司均拥有自主知识产权的高性能水基钻井液,如M-I SWACO公司研制的ULTRADRILTM体系、Baroid公司研制的Hydro-Guard体系及Baker Hughes公司研制的PERFORMAX体系等[2-4]。
国内3大石油公司下属研发机构也均研发了各种高性能水基钻井液,如中国石油集团钻井工程技术研究院研制的高润滑强抑制高性能钻井液体系、中石化中原石油工程有限公司西南钻井分公司研制的KPF高性能钻井液体系、中海油能源发展股份有限公司工程技术湛江分公司研制的高性能深水钻井液体系等[5-7]。
高性能环保水基钻井液技术研究新进展
高性能环保水基钻井液技术研究新进展LIU Junyi【摘要】油基钻井液是复杂地层钻井施工的首选钻井液体系,但其配制成本较高且存在环保问题,井漏处理困难,一旦发生井漏问题,往往造成较大经济损失.为此,国外石油公司陆续研发了高性能环保水基钻井液体系,并提出了“客户定制式”高性能水基钻井液设计理念,而我国在高性能环保水基钻井液方面仍与国外成熟专利技术存在较大差距.本文从高性能环保水基钻井液体系、环保型钻井液关键处理剂、钻井液环保性能评价方法等3个方面,综述了国内外高性能环保水基钻井液技术研究新进展,展望了高性能环保水基钻井液技术发展趋势,以期为高性能环保水基钻井液体系与关键处理剂研究提供参考.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2018(019)006【总页数】6页(P29-34)【关键词】水基钻井液;环保;研究现状;发展趋势【作者】LIU Junyi【作者单位】【正文语种】中文钻井液工艺技术是油气钻井工程的重要组成部分,在钻井工程施工中起着关键性作用,而研发高性能钻井液体系一直是钻井工程技术领域的研究重点与热点。
随着油气勘探开发难度的增大以及对经济和环境效益的不断追求,“安全、快速、优质、环保、高效”已成为钻井技术发展的更高目标,这必然对钻井液、完井液提出更全面更高的技术要求[1-4]。
现阶段,聚合物钻井液、聚磺钻井液等传统水基钻井液体系的性能均无法满足复杂结构井的钻井施工要求,环保与抗高温等性能有待全面改进提高,而油基钻井液则具有强抑制性、优良润滑性以及高温稳定性等优点,已成为复杂结构井钻井施工的重要技术手段[5-6]。
但随着我国环保法律法规的不断完善及环保要求的不断提高,钻井工程环保形势日益严峻,尤其在环境敏感和生态脆弱地区,钻井液已成为钻井工程的主要污染源之一,大量废弃钻井液与含油钻屑无法直接排放,需要利用特殊工艺进行无害化处理,相关工艺技术复杂,设备投入大,处理成本高,大大限制了油基钻井液的推广应用[7-8]。
聚合物钻井完井液
• (5)滤失量控制应视具体情况而定。在稳定 井壁的前提下,可适当放宽,以利提高钻 速。在易坍塌地层,应当从严。进入储层 后,为减轻污染也应控制得低些。 • (6)优化流变参数,若采用卡森模式,要求 η∞=3~6mPa· s,τC=0.5~3Pa,Im(剪切 降粘指数)=300~600。 • (7)在整个钻井过程中应尽量不用分散剂。
• 选择性絮凝的机理是:钻屑和劣质土颗粒 的负电性较弱,蒙脱土的负电性较强。选 择性絮凝剂也带负电,由于静电作用易在 负电性弱的钻屑和劣质土上吸附,通过桥 联作用将颗粒絮凝成团块而易于清除;而 在负电性较强的蒙脱土颗粒上吸附量较少, 同时由于蒙脱土颗粒间的静电排斥作用较 大而不能形成密实团块,桥联作用所形成 的空间网架结构还能提高蒙脱土的稳定性。 下图是完全絮凝与选择性絮凝示意图。
• 3.钻井速度高。如前所述,聚合物钻井液 固相含量低,亚微米粒子比例小,剪切降 粘性好,卡森极限粘度低,悬浮携带钻屑 能力强,洗井效果好,这些优良性能都有 利于提高机械钻速。在相同钻井液密度的 条件下,使用聚丙烯酰胺钻井时的机械钻 速明显高于使用钙处理钻井液时的机械钻 速。
• 4.稳定井壁的能力较强,井径比较规 则。只要钻井过程中始终加足聚合物 处理剂,使滤液中保持一定的含量, 聚合物可有效地抑制岩石的吸水分散 作用。合理地控制钻井液的流型,可 减少对井壁的冲刷。这些都有稳定井 壁的作用。在易坍塌地层,通过适当 提高钻井液的密度和固相含量,可取 得良好的防塌效果。
(三)、聚合物处理剂的主要作用机理
• 1、桥联与包被作用 • 聚合物在钻井液中颗粒上的吸附是其发挥作用的 前提。当一个高分子同时吸附在几个颗粒上,而 一个颗粒又可同时吸附几个高分子时,就会形成 网络结构,聚合物的这种作用称为桥联作用。当 高分子链吸附在一个颗粒上,并将其覆盖包裹时, 称为包被作用。桥联和包被是聚合物在钻井液中 的两种不同的吸附状态。实际体系中,这两种吸 附状态不可能严格分开,一般会同时存在,只是 以其中一种状态为主而已。吸附状态不同,产生 的作用也不同,如桥联作用易导致絮凝和增粘等, 而包被作用对抑制钻屑分散有利。
国内外抗高温钻井液处理剂技术研究进展概述
国内外抗高温钻井液处理剂技术研究进展概述摘要根据国内外的文献资料,介绍高温对钻井液的要求和抗高温钻井液的特性,探讨国内外抗高温钻井液处理剂研究发展概况,总结抗高温钻井液处理剂技术面临的问题以及发展方向。
关键词抗高温;钻井液;处理剂;概述随着世界能源需求的不断增加和钻井技术的发展,浅地层埋藏的石油已不能满足需求,在深地层寻找石油已成为必然。
在中国这种现象就更为明显,全国各石油主产量区,它们大部分石油资源都埋藏在深地层中。
在这种情况下,超深井的钻探必将成为中国乃至全世界石油工业的一个重要发展方向。
在超深井钻井中,钻井液的质量是工程成败、钻速快慢和成本高低的关键。
相对常规井而言,超深井对所用的钻井液要求更高,尤其是钻井液的抗高温性能,它是深井钻井液最基本、最重要的性能。
因此,钻井液的抗温性及其高温条件下的流变性能、滤失性能是超深井钻井液工艺技术的难点。
鉴于此,世界各大石油公司和国内各油田都投人了大量的人力和物力开发抗高温的钻井液处理剂。
1 高温钻井对钻井液的要求深井钻井可能会遇到的钻井液问题主要有一下几个方面:随着井深的增加,井底温度升高,高温易导致钻井液中的黏土分散及钻井液处理剂失效,使钻井液性能恶化。
深井经常会钻穿泥页岩及煤岩等地层,加上裸眼井段长,在钻井液的浸泡下容易造成井塌、卡钻等问题。
生产层的钻进时间长,侵入油气层的钻井液量大,不利于保护油气层。
在深井钻进中会遇到盐膏层或其它易产生污染的地层,地层中的黏土、盐膏、高压油气、地层水都可能破坏钻井液性能。
井底压力高,要求钻井液密度高,需要加较多加重剂,这会导致固相含量增加和钻井液的黏度、切力升高,且加重剂沉降问题突出。
通常采用降黏剂减稠,但降黏剂一般只能降低钻井液的结构黏度,随后还需采用结构稳定剂提高切力以悬浮加重剂,这会导致流变性变差,于是经常陷人“加重-增稠-降黏-加重剂沉降-密度下降-再次加重”的恶性循环。
高压会造成孔隙压力与破裂压力值非常接近,使钻井液安全密度很小,容易造成井喷或井漏。
研究水溶性聚合物在油田钻井液中的应用
研究水溶性聚合物在油田钻井液中的应用作者:孙斌来源:《石油研究》2019年第05期摘要:石油作为重要的战略性能源,我国在油田钻井液中应用水溶性聚合物,既可以提高石油的开采率,还能减少对环境的污染。
本文围绕水溶性聚合物的原理、结构以及性能以及在油田钻井中的应用进行深入的研究。
水溶性聚合物具有多种功能,作为油田钻井液可以组成增粘剂、降粘剂等。
关键词:水溶性聚合物;油田钻井处理剂;聚合物应用;研究应用前言:水溶性聚合物是钻井液处理剂中主要的种类,在油田钻井中应用率较高。
水溶性聚合物是维持钻井平台液体性能关键的化学制剂,应用到油田钻井中不仅可以防止油井发生坍塌,发挥降黏以及增粘等作用,还能保护钻井平台开采区域内的生态环境,最重要的是预防油田钻井可能发生的安全事故。
1水溶性聚合物油田钻井液的应用新型材料和技术的应用成为水溶性聚合物使用在油田钻井液中关键的推动力量,已经取代传统的天然性改良处理剂。
油溶性聚合物具有良好的亲水性,与水分子相遇后发生融合,原有的物质容积不断增大,逐步形成可溶性溶液。
水溶性聚合物分子结构是由正负两种电荷离子组成,在静电状态吸可以发出现吸引或者排斥现象。
在同等条件下,水溶性聚合物粘稠度可以调节,调节后的物质可以作为增稠剂和润滑剂在油田钻井液中应用。
在下文中对几种油田钻井液处理剂的作用和利用现状进行分析。
1.1增粘剂增粘剂一般应用在钻井管道的下方表面位置,既可以提升应用位置的粘稠度,还可以让该位置具备软化和增塑等性能。
水溶性良性聚合物增粘剂,PH值可以保持在稳定的范围,应用在相对位置可以提升耐高温以及耐高盐能力。
我国油田钻井作业工程中已经广泛应用增粘剂,增粘剂在合成过程中采用瞬间聚合方式,在聚合时较多使用阴离子和阳离子,生产出双离子原料。
阴离子在单体原料中质量占比在5%-95%范围内,阳离子在单体原料中质量占比在5%-60%范围内。
2.降黏剂。
油田钻井会在不同的地质条件下进行石油开采,使用降黏剂不仅有效改善油井液的流变性能,还能时钻井机械旋转速度不断加快。
抗高温控制失水钻井液处理剂的研究与应用
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抗高温控制失水钻井液处理剂的研究与应用
贾延东 ( 胜利油 田海外工程管理中心 山东
进入 2 世纪 以来, 1 海外工程 中深井、 超趁深井复杂井数量不断增加 , 这对钻井液技 术提 出了更高的要求 , 特别是 高温下钻 井液流 变 性和滤失量的控制成为制约钻 井液技术发展的主要 因素- , 原有的钻 井液处理荆和钻 井液体 系已不能完全满足超深井钻 井技术发展的需要 , 研究开
发适用于深井。 超深井的抗 高温、 控制失水钻井液处理剂和钻井液体 系, 以满足钻井工程的需要。本文介绍的就是这种技术的研 究与应 用。
【 关键 词】 失水控制; 变性; 高温; 剂 流 抗 处理
钻井时 。 井底温度超过 4 0F 2 5 ) 0 o (0  ̄ 是较少的 , C 但是 , 在攻克未知 水化般土泥浆。 实验的聚合物与聚阴离子纤维素 (A ) 比见表 5在 P C对 。 磅, 流变特性基 本保 持不变 . 而相 同数 量的聚 阴离子 的新领域 。 即钻过盐层和其他麻烦地层时 . 高温井的数量将增加 。 研究 3 桶 加量情 况下 . 工作 已经朝着 以下 两个方面进行 了, 即温度超过 4 0F 2 5 时 , 0 o ( 0 ℃) 用 纤 维素却使泥浆大大地增稠 。 10F , 在 5 。下 热滚动 以后 ,A P C聚合物 的 水基 泥浆所钻得 深度 : 以及地层 在释放有害化学物 质时 . 用水基层 浆 失水控制 比实验性的降失水剂好。A 通过使滤液变稠和钻屑的包膜 PC 所能钻得深度 作 用提供失水控制 . V V 而 S A则仅依靠 了在般 土——聚合物 间形成 的 “ 包膜 ” 。在 30F . 5。 下 静止老化 1 小 时后 , 6 通过粘度 明显降低 可看 出 1抗 温 抗盐 降 失 水 剂 . A 新聚合物明显地降低效力 , 由于聚合物降解 引 不是 用来控制失水的聚合物 . 如聚丙烯酸和部分水解 聚丙烦 酰胺 的热 来 P C完全降解。 高浓度聚合物 稳定性可达 4 0F以上 . 0。 以特殊 的碳——碳键结合 的乙烯基 主链使 聚 起的 而是由于钾离子和粘土之 间较强 的反应引起 的。 P 失水 失制在容许 的数值 以内 合物具有抵抗热和水解的作用 , 然而 , 由于羧酸盐 的性质 , 聚合 物 可以把 A I 这些 都受 到容忍二价 阳离子的限制 . 高温和 高 P 在 H的情况 下 . 这种容 忍 2温度稳定抑 制性体 系 . 降低是 由于丙烯酰胺基团的强碱水解 在 P H接近 7 8的饱和盐水泥 — 在工业上为 防止 粘土和页岩剥落而使 用的抑制性钻井 液有多种 浆体 系中, 水能促进水解 , 在这种场合 下 . 将仍然增加羧酸基 。 多样的限制。 诸如离 比重泥浆的不稳定性、 低抗盐特别是钙盐 、 高腐蚀 温度稳定性等都需要一种分散剂控制流变性 。例如钾基泥浆在高 分析表明 : 在所要求 的降失水剂 中. 乙烯 基和丙烯酰胺 基是两个 率 、 有用 的官能 团。为体现钙和其他二价离子 . 碱性 钻井泥浆里丙烯 比重时显示不稳定 它们通常作为分散体系使用 , 在强 并且对钻屑污染敏 酰胺基必须避开皂化作用 功能补充 . 磺酸基 强的电荷密度 . 许聚合 感 . 允 为确保成功地 运用这类泥浆 , 必须采用优 良的固控设备 , 因为降失 物忍耐二价 阳离子 . 也允许聚合物有象 流变稳 定剂这样的功能 有一 水剂和通常使用的稀释剂在 3 0F左右是无效的 . 以公认有温度界 5。 所 种人 造聚合物有这样 的双重功能 . 在高溶解盐存 在的情况下钻热 限 。 尤其 井。苯乙烯 和羧丁二酸 ( 苹果酸 ) 酐共聚物在高温环境中县浮粘土 。 但 醋酸钾—— 抑制盐 不能提供失水控制 一种泥浆体系的热稳定性 是由分析试验 和特性确 海泡石—一 增粘剂 定证实的。 乙烯基酰胺/ 乙烯基磺酸酯共 聚物—— 降失水剂和流变性稳 定剂 1 盐水泥浆 中的热稳定性 . 1 氢氧化钾——调节 P H值 制备一种无粘土盐水试验泥浆 .是在软化 的水中 .加 10 桶 0 磅, 重 晶石——加重剂 ( 1. g 3 3 5 k/ ) 5 M 氯化钾再用 8 桶 (2 k/ 聚合物添加 剂增粘 , 磅, 2 . g ) 8 M 然后 这种 泥浆也可 以用氯化钾来 配制 认为醋 酸钾 改善页岩稳定更 用碳酸钙将 密度增 至 1 .磅/ ( . , s。在 l 小时热处理 以后 好 。 O 5 加仑 1 g m ) kc 6 处理容易 . 并且可避免与高氯化 物有关 的测井 问题 。 预水化般土或 观察流变性 和 A I P 失水特性 :) 10F a在 5  ̄ 下热滚动 ;) 2 0F 30 F 山软木土也能用来提高液体粘度。人们更选用海泡石 . b在 5 o 、 0 o 因为它 不需要 况且研 究表 明 : 海泡 石高温 下较稳 定。 8 1. 磅/ 仑 (6 ~8 6 力 Ⅱ 8 和 4 0F 3 0 平方英寸 (0 0 p ) , 下静止老 化 , 0 o 、 磅/ 0 2 7 k a  ̄力 试验结果概 括 预水化 。 在表 3中 盐水泥浆中的增粘剂是 多糖 . 这种多糖在高达 2 5F 右 16 bm ) 2 ̄ 左 8 k/ 3的液体配方 , 3 桶 (. k m ) 在 磅, 8 5 3聚合物 处理 的情况下 , 5 具 的温度下地提供失水控制。在 2 0 F 5  ̄ 静止老化 的泥浆 中. 已经从失水 有一定性好 的流变性和失水控制性能 增加 中显示 出粘度降低的征兆。在 30F 0o 时泥浆失水不能控制 。 且 并 这种泥浆 比常用的钾基泥浆能 容许 更多的岩屑 . 如 . 1%的 例 用 5 P H值降低 . 这就表明多糖成份 已完全降解 。 40F 在 0 ̄ 进行泥浆静止 老 岩屑( 伊利石 页岩 ) 污染屈服值和胶凝强度不增加 ,表 6 在 3 %固相 ( ) 0 化试验 , 在实验室放置三个月再检查失水特性 。 滤失量 只有 70毫升 . 的情况下 . 15 桶 ) . (0 磅, 流变性较高泥浆仍然 可泵送 , 也容易 由添加更 在高深度盐和聚合物保持它的效力 的情况下 , 泥浆是稳定的。 多聚合 物改善 。在这些水平都明显高于钻机 实际允许使用钻井液 。 1 . 2升温时 的耐盐能力 充满了钻屑的泥浆是耐温的 。 如 , 例 含有 3 磅/ 5 桶钻屑 的 1 磅/Ⅱ 4 力 在 钻屑含量 为 1pb 高浓度钠 盐、 0p 、 钙盐 的非加重低 固相不分 散 仑的配方在 30F静止老化 1 小 时 . 5o 6 屈服值 为 6胶 凝强度是 2和 5 . 泥浆 中. 对这种新 聚合物和部分水解 聚丙烯 酰胺进行 了对 比。为了达 磅/ 0 z H保 持 91失水保持降低 。 1 哏 。 0 P . , 到研 究的 目的 . 选择不加重低 固相不分散泥浆 . 由于预先 知道 它对 是 泥浆流变性 随温度而改变 , 一种 1磅/ 4 加仑的泥浆有下列特征 : 钻屑 和盐 污染 以及升高温度的敏感性。结果表 时 , 在表 4 中两种聚合 塑性粘度——3 厘泊 1 物热稳定性 双较 明显地得到证 明。然而 ,在两种 盐存 在 的情况下 , 屈服值—— 8 10叭 2 磅/0 PP H A失效 . 由于粘度降低氯化钠 引起性能下降 。 盐把 N + a推向羧基减 胶凝强度 . 1 1 0分钟——3 4 10 z / 和 磅/ 哏 0 少水化膜。氯化钙是更有害 的盐 . 因为钙离子与 P P H A的羧酸离子慢 AI P 失水— . . m 3 分钟 6 70 c 反应 . 泥浆体 系水相 中的聚合物产生沉淀 。新 的 V V 引起 S A聚合物提 高温高/ (o 。 )  ̄ 3 oF 失水量— —3 . m 分钟 , 4 c 0 P H值——95 . 供失水控制 高达 40F 过在 粘土颗粒 和钻 屑表面的吸 附和包 被作 0。 通 种 5— — D S - L型范 氏稠度计可用来观察温度 和压力对粘度 的 T 用 . 地控制 失水 。 有效 聚合物实际是 吸附在粘大的边缘和表面上。 由于 结 ) 粘度变稀 , 冷却时 , 粘 高温失水控 制降低 . 不是 由于 V V S A聚合 物降解 , 相反地两 种阴离子 影 响( 果见表 7 资料表明随温度和压力增加 , 聚合物导致稀释 ( 土补充剂 和 V V )类似于用般 土补 充剂的过量 度重新恢 复 .表明泥浆和聚合物在加温 4 0 F 10 0 时 2的压 般 SA. 0 o 和 00 磅, 处理 在较高 的温度下 . 般土也发生一些脱水 。 由这种通过添加更 多的 力以后 . 仍保持原有的性能。 泥浆在高浓度的未老化的水泥存在 的情况下仍保持稳定性 。 在水 固相或聚合物 . 能改善 失水控制 。新聚合物带来的流变稳定作用从表 4中可以看出来 在 40F 静止老化 1 小时 。 0。 . 6 聚合物起到有效的保 护 基泥浆 中. 少量 的污染 ( 低于 l 就引起产生的胶凝 。 V
研究水溶性聚合物在油田钻井液中的应用
研究水溶性聚合物在油田钻井液中的应用1. 引言1.1 研究背景针对以上问题,本研究旨在系统分析水溶性聚合物在油田钻井液中的应用技术和研究进展,深入探讨水溶性聚合物对钻井液性能的改进效果及在油田钻井液中的应用案例,旨在为进一步推动水溶性聚合物在油田钻井液中的应用提供理论依据和技术支持。
对水溶性聚合物在油田钻井液中的应用前景进行展望,总结其对油田钻井液性能的改进效果,为优化油田钻井液配方提供参考和借鉴。
【2000字】1.2 研究目的研究目的是为了探讨水溶性聚合物在油田钻井液中的应用及其对钻井液性能的影响。
通过对水溶性聚合物的特点和技术应用进行深入研究,旨在寻找更加有效的方法来改进和优化油田钻井液的性能,提高钻井效率和成功率。
通过对水溶性聚合物在油田钻井液中的应用案例进行分析,探讨其在实际项目中的实际效果和优势,为油田钻井液工程提供更加科学和合理的方案。
通过总结研究成果,展望水溶性聚合物在油田钻井液中的应用前景,为相关领域的研究提供参考和借鉴。
通过本文的研究,旨在为当前油田钻井液工程提供新的思路和方法,推动行业的发展和进步。
1.3 意义和价值水溶性聚合物在油田钻井液中的应用具有重要的意义和价值。
水溶性聚合物可以提高油田钻井液的性能,包括增加钻井液的黏度和降低摩擦系数,从而减少钻井过程中的能耗和提高钻井效率。
水溶性聚合物可以改善钻井液的稳定性和支撑能力,有助于减少钻井事故的发生,保障油田钻井安全。
水溶性聚合物还可以降低钻井液的成本,提高钻井液的循环效率和再利用率,减少钻井过程中的废液排放,有利于资源节约和环境保护。
研究水溶性聚合物在油田钻井液中的应用具有重要的经济和社会价值,有助于提高油田开发的效率和可持续发展水平。
2. 正文2.1 水溶性聚合物的特点水溶性聚合物是一类能够在水中溶解的高分子化合物,具有以下特点:1. 良好的溶解性:水溶性聚合物可以迅速在水中形成透明的溶液,不会产生悬浮物质或沉淀,便于在液体中均匀分散。
抗高温水基钻井液技术研究与应用现状及发展趋势(Ⅱ)
抗高温水基钻井液技术研究与应用现状及发展趋势(Ⅱ)抗高温水基钻井液技术研究与应用现状及发展趋势(Ⅱ)随着钻井技术的日益发展,对于水基钻井液的性能需求越来越高,特别是在高温高压井下的应用中,其抗高温性能显得格外重要。
因此,抗高温水基钻井液技术研究越来越受到重视。
本文将在前文的基础上,进一步探讨抗高温水基钻井液技术的应用现状及发展趋势。
一、应用现状目前,国内外对于抗高温水基钻井液技术的研究主要集中在以下方面:1. 新型添加剂的研发为了提高水基钻井液的抗高温性能,研究人员大力开发新型添加剂。
比如,有机硅表面活性剂、纳米材料、聚合物等,这些新型添加剂能够有效抑制水基钻井液在高温下的降解。
2. 新型填料的应用在高温井下,水基钻井液的稳定性恶化严重,此时可以通过添加一定的填料来改良其性能。
比如,精制沥青、陶瓷珠等,这些填料不仅能够提高水基钻井液的温度稳定性,而且能够降低钻井液的黏度。
3. 环保性问题随着环保观念的普及,越来越多的钻井行业开始注重水基钻井液的环保性问题。
新型材料和技术的开发,例如无毒性添加剂的应用、水基钻井液的回收再利用等,已经成为了现代水基钻井液技术的重要组成部分。
二、发展趋势未来,随着油气勘探深度的不断拓展,抗高温水基钻井液技术将会更加重要。
其发展趋势可以从以下几个方面来进行预测:1. 高效新型添加剂的研发目前,新型添加剂的研发仍然是抗高温水基钻井液技术的重要发展方向。
今后,新型添加剂的研发将会越来越注重效率,即性能越好、使用成本越低越好。
2. 自适应抗高温体系的研究传统的钻井液技术是通过一次性设计调配出钻井液的配方,而自适应抗高温体系则是指钻井液系统可以自动调整配方,以适应不同的工况和环境。
这种技术的发展将会极大提高钻井液的性能。
3. 环保性问题钻井液处理的环保性问题是未来水基钻井液技术发展中不可忽略的方面。
随着国内外环保法规不断升级,未来的水基钻井液技术将更加注重回收再利用、循环使用等环保性问题,从而降低对环境的影响。
一种多功能钻井液处理剂的研制与评价
一种多功能钻井液处理剂的研制与评价随着钻井技术的不断发展,钻井液已经成为了钻井过程中最为重要的环节之一。
然而,在钻井过程中,钻井液会遇到很多挑战,如高温、高压、高盐等环境条件,以及井壁稳定性和原油亲水性等物理性质的影响。
为了解决这些问题,科学家们研发出了多种多功能钻井液处理剂,以适应不同的工况环境和钻井需求。
本文主要介绍一种多功能钻井液处理剂的研制与评价。
该处理剂主要是由聚合物、表面活性剂和胶体泡沫构成的复合材料,具有一定的抗高温、抗高盐、改善井壁稳定性等特点,同时也具有很好的润滑性和降低摩阻的作用,能有效地提高钻头磨损率,并且具有较好的环保性能。
首先,我们对该处理剂的研制工艺进行了详细的介绍。
根据不同的原油类型和井下地质条件,选择了合适的基础液体,并结合多项工程试验和实验室研究,通过改变不同成分的配比和优化生产工艺,最终开发出适合本地地质条件和工况需求的多功能钻井液处理剂。
其次,我们通过一系列实验对处理剂进行了评价。
首先,对处理剂的基本物理性质进行了测试,如泡沫性能、粘度、密度等,评估处理剂的基础性能。
同时,我们也通过一系列模拟实验和现场试验,分别测试了处理剂在不同环境条件下的稳定性、断电作用和润滑性能等,结果表明该处理剂具有较好的环境适应性和渗透能力,并且能有效降低钻头摩阻和提高磨损率,具有很好的实用价值。
最后,我们对处理剂的几个主要应用领域进行分析。
根据不同的工况需求,处理剂可以被广泛应用于钻井液的加稠剂、泡沫浆剂、润滑剂等不同类型的处理剂中。
同时,我们也对处理剂的市场前景进行了展望,并提出了一些有关研究和发展的建议。
综上所述,该文对一种多功能钻井液处理剂的研制与评价进行了全面的介绍和分析,为钻井液技术的发展提供了有益的参考。
我们相信,在不久的将来,该处理剂将得到更广泛的应用和推广。
多功能钻井液处理剂是钻井液工程领域中的一大研究热点,目前,各种新增配方钻井液进入市场的速度越来越快,然而在实际应用过程中,各种问题也逐渐浮现,例如不良附着力、泡沫抑制不良、泡沫不稳定等问题。
国外油基钻井液提切剂的研究与应用进展
国外油基钻井液提切剂的研究与应用进展国外油基钻井液提切剂的研究与应用进展随着石油勘探和开采技术的不断发展,钻井技术成为石油开发的关键环节之一。
钻井液作为钻井中的重要组成部分,对井下作业的效率和安全性起着至关重要的作用。
随着环保意识的加强,国外在油基钻井液提切剂的研究和应用方面取得了一定的进展,为我们借鉴学习提供了经验。
一、油基钻井液提切剂的概念油基钻井液是一种以石油为基础的钻井液,提切剂是其组成部分之一。
提切剂是一种添加剂,用于增加钻井液的黏度和抗磨损性能,以避免井壁塌陷和保护钻头。
通常根据不同的作用原理可以分为磨料和沉淀型两类。
磨料属于机械提切剂,主要特点是硬度高且磨损快,使用寿命较短,但工作效率高。
沉淀型属于化学提切剂,本质上是胶体颗粒,可以形成一层密集的薄膜,起着类似于润滑油的作用。
二、国外油基钻井液提切剂的研究进展1. 磨料提切剂研究国外针对磨料提切剂的研究主要集中在如何提高其使用寿命和降低使用成本上。
在研发过程中,主要采用的方法有颗粒表面修饰、材料复合和晶体结构优化等,以提高颗粒表面的抗磨性和耐高温性能。
近年来,以硬质合金颗粒为代表的超硬材料逐渐成为磨料提切剂的新研究方向。
超硬材料的硬度可媲美天然金刚石,耐高温、抗腐蚀性能良好,并且与在油基钻井液中常用的降粘剂相容,使用寿命可显著提高。
2. 化学提切剂研究沉淀型提切剂的研究主要集中在改进其沉淀性能和增强其黏度和再可加性。
目前主要采用的方法包括改进分子结构、添加表面活性剂和增强交联性能等。
此外,还有一些新型沉淀型提切剂正在被研发,例如利用生物技术手段生产具有黏度、抗温度能力的微生物菌种等。
三、国外油基钻井液提切剂的应用进展在钻井作业中,油基钻井液提切剂的应用主要体现在保护钻头、防止井壁塌陷,提高井下作业效率方面。
据国外资料统计,与传统的磨料提切剂相比,粘度大、悬浮力好的沉淀型提切剂可以大幅提高钻头的寿命,降低维护成本和环境污染风险。
此外,在高温高压和腐蚀环境下,油基钻井液提切剂的抗磨性能和耐腐蚀性能也是一个重要的考量因素。
聚合物钻井液
(2)三磺钻井液阶段(70年代后期)
主要用在深井。 三磺处理剂:SMP、SMC.SMK(老三磺), 有效地降低钻井液高温高压失水,进而提高井 壁稳定性。
用这类处理剂成功钻成我国最深的两口井:关 基井(7175米)、女基井(6011米)。
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(3)聚磺钻井液阶段(70年代末-80年代)
聚磺钻井液: 聚合物钻井液+三磺钻井液。 即: 在三磺水基钻井液基础上引入阴离子型丙
缺点: 不利于钻井液性能的稳定。
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b.“分”类处理剂: 主要是磺化聚合物、褐煤、 纤维素及淀粉等。
特点: 有利于钻井液性能稳定,使钻井液成为 稳定胶体并具有钻井工程所需要的流变性和造 壁性。
缺点: 对地层的稳定有时不利。
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采用钻井液原则
第四系
Q
独山子组
塔西河组 沙湾组
N1d N1t N1S
1872 3326
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④两种基团比例应适当 吸附基与水化基比例: a. 与处理剂作用的矿化条件、PH相关。 规律: 矿化度↗→要求水化基比例↗。 b. 水化基种类与比例应该与抗钙抗盐要求想适
应。
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降粘剂与分散剂的区别
降粘剂特点 只能在端面, 不能在 表面和层间作用。 用量少, 逐次使用效
果下降。 用量多时, 吸附在平 面起另外作用。 不增加粘土粒子浓
度。
分散剂特点
促使粘土粒子对面 分开。 使已经分开的保持 稳定。 增加粘土粒子浓度。
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■ 降粘剂的评价方法
采用降粘率的概念进行相对评价:
90
80
降粘率 0 '0 100%
70
0
60
降粘率%
也可以采用100转时的表观粘度
超高温钻井液体系研究_抗高温钻井液处理剂设计思路_王中华
第37卷第3期2009年5月石油钻探技术P ET RO LEU M D RIL LI NG T ECHN IQ U ESVo l137,N o13M ay,2009收稿日期:2009-02-09;改回日期:2009-03-05基金项目:中原石油勘探局重大科技攻关项目/超高温钻井液体系研究0(编号:2007301-3)部分研究成果作者简介:王中华(1965)),男,河南柘城人,1985年毕业于郑州大学高分子化学专业,中原石油勘探局副总工程师,教授级高级工程师,主要从事精细化工和钻井液技术的研究和管理工作。
联系电话:(0393)4899235#教授专家专栏!超高温钻井液体系研究(Ñ))))抗高温钻井液处理剂设计思路王中华(中原石油勘探局钻井工程技术研究院,河南濮阳457001)摘要:在分析抗高温钻井液处理剂研制的难点及高温对聚合物的要求的基础上,提出了抗高温(\220e)聚合物处理剂的分子设计思路,并通过引入主导官能团和非主导官能团的概念,形成了超高温聚合物处理剂的分子设计思路。
根据分子设计提出了用自由基聚合合成烯基单体聚合物处理剂(包括降滤失剂、增黏剂、解絮凝剂和分散剂),通过分子的化学修饰合成抗盐抗高温高压降滤失剂,并对合成超高温处理剂原料的选择进行了探讨。
关键词:高温;高压;钻井液添加剂;聚合物;超深井中图分类号:T E254+14文献标识码:A文章编号:1001-0890(2009)03-0001-0720世纪80年代以来,世界各国深井、超深井、复杂井的数量不断增加,这对钻井液技术提出了更高的要求,特别是高温下钻井液流变性和滤失量的控制成为制约钻井液技术发展的主要因素,原有的钻井液处理剂和钻井液体系已不能完全满足超深井钻井技术发展的需要。
故世界各国都开始研制开发适用于深井、超深井的抗高温钻井液处理剂和钻井液体系,以满足深井超深井钻井的需要[1-3]。
对于高温钻井液来说,抗高温钻井液处理剂是其核心,因此近年来国内外研究者根据抗高温水基钻井液的需要,围绕适用于超深井的新型钻井液处理剂的研制与开发开展了大量的研究。
抗高温油井水泥降失水剂的研究进展_李晓岚
抗高温油井水泥降失水剂的研究进展李晓岚1,石凤歧2,孙 举1,李韶利2,姜雪清1(1.中原石油勘探局钻井工程技术研究院,濮阳457001;2.中原石油勘探局固井工程处,清丰457331)[摘 要] 综述了近年来抗高温油井水泥降失水剂的研究现状,分为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(A M P S )聚合物、改性天然高分子以及聚合物与其他处理剂复配体系三大类。
将国内外研究降失水剂的具体实例进行对比分析,总结了国内与国外研究存在的差距,展望了该领域的研究重点和发展方向。
[关键词] 降失水剂 固井 聚合物 改性 复配收稿日期:2011-01-17。
作者简介:李晓岚,博士,毕业于中国科学院成都有机化学研究所高分子化学与物理专业,现从事油井水泥外加剂的研究工作。
油井水泥降失水剂在油田固井施工中能增强水泥浆的保水作用,防止水泥浆在渗透性地层中先期脱水,保证水泥浆体的稳定性,提高固化水泥石的强度,防止气窜,提高水泥环的抗渗能力,保护水敏地层,防止水泥浆滤液污染油气层及水泥浆颗粒对油气层的堵塞〔1〕。
在石油可采和易采储量不断减少的情况下,油田勘探开发已向海洋、复杂地层、深井、中深井以及超深井方面发展,为满足高温高压固井需求,需要不断研制出性能良好而且稳定的降失水剂〔2〕。
因此,抗高温油井水泥降失水剂成为近年来国内外学者研究的热点之一。
1 国内研究现状目前国内常用的聚乙烯醇(P V A )和羟乙基纤维素(H E C )两种降失水剂都存在缺陷。
P V A 型降失水剂具有价格低、防气窜的优点,在低温下无缓凝作用,且与氯化钙配伍性好;但高温适应性能差,使用温度最高只能达到95℃,而且抗盐(N a C l )性能差(通常不超过5%)〔3〕。
H E C 等纤维素类降失水剂价格适中,降失水性能也较强;但增稠作用明显,同时会延缓水泥浆的凝固时间,而且由于分子环状链单元中醚键在高温下会发生氧化分解,导致其使用温度一般不超过110℃〔4〕。
分析水溶性聚合物在油田钻井液中的应用
分析水溶性聚合物在油田钻井液中的应用石油开采作业一直是我国目前较为重视的环节,而石油开采作业中的钻井环节对石油开采的效率具有较大的影响。
钻井作业中需要利用钻井液的作用,使钻井作业的质量与效率达到预期的目标。
在使用钻井液时,已经普遍在钻井液中加入水溶性聚合物,主要是因为水溶性聚合物拥有的作用,能够增加钻井液的作用,使钻井作业的质量和效率大幅度提升。
本文针对水溶性聚合物融入钻井液中的应用进行了研究。
标签:石油;钻井液;水溶性聚合物;应用分析水溶性聚合物已经是钻井液中普遍使用的处理剂,在石油钻井作业中水溶性聚合物起到的作用较多,是石油钻井作业中不可或缺的物质。
通过实际应用可知,拥有水溶性聚合物的钻井液发挥出防坍塌、调流型、增粘、降粘的作用,能够将钻井平台液体的性能有效维护,具有稳定性能的化学制剂。
在钻井作业中加入水溶性聚合物,能够保障钻井作业的安全性能,避免地下生态环境受到破坏。
一、水溶性聚合物应用于钻井液中的使用情况分析钻井液是钻井作业中普遍利用的物質,目的是改善井壁的不利条件,使钻井作业顺利开展。
在科学技术的不断发展下,钻井液中加入处理剂的方式呈现了不断更新换代的现象。
现阶段下,水溶性聚合物的处理剂已经普遍应用于钻井液中,充分发挥出水溶性聚合物的作用,增加了钻井液的功能。
水溶性聚合物的特点是拥有较强的亲水性,在与水分子充分结合后,产生容积或者是溶胀的现象,最终生成分散液或者是溶液[1]。
水溶性聚合物中,两性聚合物拥有的特点较为特殊化,是由正负两种电荷离子组成,如果处于静电的环境下,静电对正负电荷离子产生作用,使正负电荷离子发生互相吸引或者是互相排斥的现象,能够将粘稠度有效的把控,充分发挥出来增稠剂与润滑剂的作用。
(一)增粘剂的使用情况在石油钻井作业中已经普遍采用增粘剂,使用增粘剂能够使管道下方的粘稠程度得以增加,同时增塑与软化管道,使钻井工作顺利开展。
另外,由于水溶性两性聚合物拥有较高的PH稳定值,表现出耐温的特点以及耐盐性的特点。
研究水溶性聚合物在油田钻井液的应用
研究水溶性聚合物在油田钻井液的应用在社会和经济发展过程中,石油是各领域广泛应用的能源之一。
但是由于石油为不可再生能源,同时受到开采工艺、环境条件等因素的影响,会降低石油资源的开采效率和质量。
目前,许多石油企业在开采石油过程中,都会应用到水溶性聚合物,作为一种油田钻井液,既能提升石油的开采效率和质量,还能推动石油开采工艺的创新发展。
本文围绕水溶性聚合物在油田钻井液中的应用展开讨论,为石油企业开采石油提供参考依据。
關键词:水溶性聚合物;油田钻井处理剂;聚合物应用;研究与应用引言:在油田钻井液中,水溶性聚合物是重要的组成部分,并且也是应用较为广泛的物质。
将水溶性聚合物应用在使用开采过程中,不仅有效防止钻井过程出现坍塌等事故,还能发挥增粘和降黏的作用,有助于保护石油开采环境,并且承担重要保护工作人员生命安全以及企业财产重要的职责。
在水溶性聚合物发展过程中,作为一种油田钻井液,现阶段在所有钻井液中占比超过一半以上。
1.水溶性聚合物油田钻井液的利用现状油田在钻井作业发展过程中,积极应用创新技术生产制造出高新材料,如水溶性聚合物材料,已经替代传统的钻井液。
水溶性聚合物可以与水产生较好的融合关系,并借助自身具有的亲水性,与石油中的水分充分的融合,此时该物质会发生膨胀现象,并在物质中产生正负电荷离子,在电荷离子排斥或者吸引过程中,可对石油的粘稠度进行调节。
在下文中对水溶性聚合物具有的增粘、降黏以及降滤失作用进行充分的分析,同时介绍不同聚合物处理剂的应用现状以及发挥的作用。
1.1增粘剂石油开采过程中使用的集输管道,将增粘剂投入到管道中,从而使管道下方的粘稠度不断提升,并且还能增强管道的塑性能力,使管道保持在稳定的软化状态。
而在增粘剂作为水溶性聚合物,具有两种特性,一种是具备粘稠性能,另一种是调节阴离子和阳离子,让两种离子通过聚合的方式增加物质的粘稠度,并且展现出良好的PH状态,保证增粘剂在高温或者高盐地区保持稳定的性能。