环保型正电聚醇钻井液在大港油田的应用研究
正电聚醇／KCl钻井液体系室内研究
果明显 ， 甲酸 盐价格 较 高 ， 钻井 液 费用 较高 。为 但 使
降低钻井液成本 ， 需研 制性 能优 良、 本 合理 的钻 井 成
液体系 。
地层 粘 土 矿 物分 析
对张 ２０ ７ ３井 、 ２ Ｘ１ 的 明 化 镇 组 和 沙 河 街 张 ７ 井
２． ８２
表 ２
＊
粘 土 矿 物 ｘ射 线 衍 射 分 析 结 果
收 稿 日期 ： ０ ７ １ － ８ 改 回 日期 ：０ ８ ０ 一 ｌ ２０－２１； ２ ０ － ４ ｌ 基 金 项 目： 育 部 “ 江 学 者 和 创 新 团 队 发 展 计 划” （ 准 教 长 批
张 ２ Ｘ１ １１ ８ １４ １ ４ ４ ４ ４ ５ ７ １ ． ７ ８ ７ ８ ～ ２ ３ ． ． ． ２ ８ ．
张 ２ Ｘ１ ４ １ ０ ４２ １ ３ ０ ７ ０ １ ． １ ． ３ ３ ７ ３ ～ １ ３ ． ． ４ ５ ３ ６ ．
３． ４９
张 ２ ０ １５ ２ １６ ０ ５ ０ ６ ２ ７ ３ ４ ～ ４ ２ ． ． 张 ２ ０ ３１ ５ ３２ ８ ７ ８ ０ ７ ７ ３ ０ ￣ ５ １ ． ．
正交试 验设 计是研 究 和处理 多 因素试验 的一种
科 学 方 法 ， 用 正 交 表 来 安 排 试 验 。 由 于 正 交 表 的 利
全 岩 矿 物 ｘ射 线 衍 射 分 析 结 果
％
利 于抑制性 的提 高 ， 甲酸钾 和 氯 化钾 对 明化 镇组 地 层 的抑制 效果 基本 相 同 。 由于氯 化 钾 成本 低 ， 选 故
用氯 化钾 。
ｍ
聚合醇甲酸盐钻井液工艺体系研究与应用
该论文为2003年《深井钻井液配套技术推广应用》项目部分获辽河石油勘探局科技进步二等奖 获奖人柳颖 刘榆等证书号2002203聚合醇甲酸盐防塌钻井液工艺技术吴军康 刘 榆 卢永琴 李忠义（辽河油田一公司， 辽宁 盘锦 124010）摘要 ：针对沈北地区致密硬脆性泥页岩井壁不稳定问题，利用聚合醇、甲酸盐的强抑制性，经室内研究形成了聚合醇甲酸盐钻井液体系，其防塌能力、稳定性、抗污染能力好 。
通过在沈北2口井的使用，证明该钻井液体系可满足在易塌地区钻深井的需要。
关键词：聚合醇 甲酸盐 钻井液 防塌 沈北前言在沈北地区致密硬脆性泥页岩井壁不稳定问题一直是钻井液施工中的难题，同时由于井深深，泥岩造浆严重、压力系数高等因素，使得钻井液性能难于控制、稳定性差等问题，造成使用密度过高，泥浆排放量大。
如何提高钻井液的防塌、抗污染一直是研究的重点，通过多年研究和实践，利用钾钙双磺防塌体系基本满足要求，但以上问题未能得到很好解决。
问题的根源是处理剂和体系的抑制能力不够，对致密硬脆性泥页岩不能实现有效的封堵，因此不能彻底解决井壁不稳定问题和泥岩抑制问题，使用密度、泥浆排放量等无法解决。
随着聚合醇、甲酸盐的使用，甲酸盐的强抑制性，聚合醇的浊点效应和封堵效果，及其协同响应，为解决沈北地区钻井液施工中的问题提供了条件。
1 聚合醇甲酸盐钻井液体系的形成试验根据沈北地区地层的特点，下部潜山以前易塌地层钻井液密度较高，地层存在一定的造浆，在下部深井井段一般使用分散钻井液体系。
因此，结合以前成熟分散钻井液体系的组成，经过室内实验钻井液（基浆A ，下同）配方为：般土3.5-4.5% +1.5-2% 稀释剂+ 2-3%SMP+2-3%SAS(或2-3% KH931)+2-3%SPNH+0.2-0.3% 80-A51 +润滑剂3-4%。
1．1甲酸盐加量的优选甲酸盐稳定页岩的机理是甲酸盐泥浆的滤液粘度高，使水不易进入页岩；甲酸盐可以提高页岩地层的膜效率，提高钻井液体系的抑制性，提高防塌能力。
大港油田水平井保护油层钻井液技术
文章编号:100125620(2006)0520031205大港油田水平井保护油层钻井液技术黄达全 陈少亮(大港油田集团钻井泥浆技术服务公司,天津大港)摘要 水平井油层保护工作比普通开发井更为重要,其重要环节是钻井液的油层保护工作。
大港油田集团钻井泥浆技术服务公司针对大港油田和冀东油田断块型砂岩油层特点,依据不同的完井方式,研究出适应不同区块、不同完井方式的水平井钻井液保护油层方案,在75口水平井进行了现场应用,取得了较好的油层保护效果,平均渗透率恢复值达到86.75%,试验井原油产量均超过配产指标。
现场应用结果表明,广谱型屏蔽暂堵和理想充填保护油气层技术能实现有效暂堵,确保封堵效果,非常适用于非均质砂岩油藏的油层保护,其中理想充填保护油气层技术是借助计算机软件工作,操作更方便,它更适用于高孔高渗的砂岩油藏;低固相超低渗透保护油气层钻井液技术适应筛管完井的水平井油层保护,具有较高的现场应用价值;油层保护研究必须按区块、分层位进行,油层保护方案必须个性化,才能取得理想的效果。
关键词 水基钻井液 防止地层损害 水平井 大港油田中图分类号:TE254.3文献标识码:A 开发水平井的目的是为了提高油井单井产量,提高油藏采收率,降低开发成本,因此,水平井油层保护工作比普通开发井更重要。
大港油田集团钻井泥浆技术服务公司开展了水平井钻井完井液保护油层技术研究工作,对于射孔完井方式,采用了广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术和理想充填保护油气层技术,以水平井所在区块的储层物性、储层孔喉半径分布为依据进行油层保护方案研究;对于筛管完井方式,采用了具有酸溶、油溶特性的低固相超低渗透保护油层技术。
首次在水平井施工中使用了K Cl 有机正电胶钻井液、无固相钻井液和低固相甲酸盐聚合物钻井液。
在现场应用中严格按室内研究配方加入油层保护材料,通过现场井浆油层保护效果评价和完井后试油结果表明,研究成果对油层保护效果好,达到了预期的目的。
一种高性能环保型钻井液的研究与应用
随着新的环境保护法的实施，石油行业面临的环保压力越 来越大，在油气勘探开发过程中，钻井液作为第一种入井流体， 对油气开发的效果至关重要，但同时产生的废弃钻井液对生态 环境也造成了很大 的 污 染 ［１－２］。 目 前 胜 利 油 田 钻 井 主 要 采 用 聚合物钻井液，该 体 系 性 能 上 能 满 足 钻 井 的 要 求，但 是 存 在 着 处理剂难降解、重金属离子污染、废弃物处理难度大等问题，已 经不能满足当前环保形势的要求。环保钻井液技术可以实施 源头污染控制，最 大 限 度 地 减 少 污 染，减 少 钻 井 废 弃 物 排 放 量 和处理量，满足环境保护的要求［３－４］。目前环保钻井液技术研 究取得了一定的进展，但是存在着环保性能和钻井液性能难以 兼顾、成本高、现 场 推 广 难 度 大 等 问 题 ［５］。 因 此 需 要 开 展 高 性 能环保钻井液技 术 的 研 究，开 发 出 既 能 满 足 钻 井 需 要，又 能 达 到环保要求的钻井液技术。本文基于天然高分子材料改性，研 制了降滤失剂、润 滑 剂 等 关 键 处 理 剂，建 立 了 高 性 能 环 保 钻 井 液技术，在现场进 行 了 应 用。 该 技 术 性 能 稳 定，可 满 足 钻 井 施 工的要求，并且环保性能优异，可满足直接排放的要求，有效解 决了钻井液的ｉｏｎｏｆｔｈｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＦｒｉｅｎｄｌｙＤｒｉｌｌｉｎｇＦｌｕｉｄ ｗｉｔｈＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ＷａｎｇＸｕｄｏｎｇ
（ＤｒｉｌｌｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｈｅｎｇｌｉＰｅｔｒｏｌｅｕｍ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＬｉｍｉｔｅｄ，Ｓｉｎｏｐｅｃ， Ｄｏｎｇｙｉｎｇ ２５７０００，Ｃｈｉｎａ）
·７４·
聚合醇钻井液体系的应用研究
聚合醇钻井液体系的应用研究摘要：随着油田的持续开发生产，油藏地质环境变得愈加多样化和复杂化，大位移定向井、超深井、水平井等钻井技术的广泛应用，对钻井液的性能要求也越来越高。
实践证明，聚合醇钻井液体系作为一种新型的钻井液，具有较强的页岩抑制性能和润滑性能，能有效降低钻井摩阻、保护油气层不受伤害、并对强水敏地层环境等复杂情况具有较强的稳定性，是目前技术条件下油基钻井液体系的优良替代产品，对定向钻井更具实用性。
为此，本文对聚合醇钻井液体系的应用研究进行分析和阐述。
关键词：聚合醇钻井液体系研究1引言聚合醇钻井液体系是一种新型钻井液体系，实践证明，聚合新婚钻井液体系的抑制性能和润滑性能非常强，对于复杂底层环境条件下的钻井施工，能较好地保护油气层、提高钻井速度、有效缩短钻井完井周期而不干扰地质路径工作，具有良好的技术发展前景[1]。
2聚合醇钻井液体系的实验室实验2.1泥页岩滚动回收实验室试验本项研究分别按照2.5%的聚合醇、5.5%的KCl、2.5%的聚合醇+2.5%的KCl 水溶液进行实验，实验方法：第一，取50克岩屑分别放入老化罐之中，老化罐预先注入样品溶液，将老化罐置于滚子炉之中加热并保持65℃炉温下15小时后取出并冷却；第二，将冷却好的样品溶液和岩屑同时用自来水冲洗、过筛后将其置于表面皿之上，在108 ± 2℃的温度下烘干3.5小时后取出，再置于空气中静止放置24小时后，对剩余岩屑进行称重并计算出岩屑的回收率[2]。
第三，计算公式：K = m2 / m1× 100%公式中：K——岩屑回收率，m2——所回收岩屑质量，m2——初始岩屑质量。
实验室实验结果见表1。
表1. 泥页岩滚动回收实验室实验结果钻井液类别实验温度/℃ 1次回收率% 2次回收率%2.5%聚合醇 65 66.12 69.875.5%KCl 65 79.94 85.272.5%聚合醇+2.5%KCl 65 39.65 44.58通过表1得知，2.5%聚合醇+5.5%KCl的移植性能最好2.2润滑性能评价实验证明，聚合醇钻井液体系的粘附系数因聚合醇添加量（质量分数）的增加导致迅速降低，说明聚合醇钻井液体系的润滑性能非常强，详见表2。
正电聚醇钻井液的室内实验研究
ＰＶ
ｍ Ｐａ． Ｓ
电聚醇 分 子 的浊 点效 应使 水基 钻井 液形 成 的泥饼 类
似 油基 钻井 液 的泥 饼 ， 电聚 醇 分 子 能形 成 胶 团而 正
降低 泥 饼 的渗透 率 ， 能有 效地 封堵 岩石孔 隙 ， 阻止水
ＹＰ
分 渗入 地层 ， 因而具 有 稳 定 井 壁 和保 护油 气 层 的作
用 一 。
ＹＰ／ Ｖ ＦＬ７５ ＦＬ３ Ｐ ｏ
．
Ｐａ Ｐａ ｍＰ ／ …
ｍ
Ｌ
ｍ
Ｌ
基 浆
９ ０ ２ ． ０ ２ ． ５ ０ ．８
１０ ． ３． ５． ０ ０ １０ ． ３． ５ ５ ．０ ０． １６ ０． ４ １
９ ０ １． ． ７０
３ ８．２ ．０ ４ ９ ．２ ．９ ４ ８．７ ．４
ＳＰＮ Ｈ Ｈ Ｆ２－ ０１ ＂２ ＮＰＡ Ｎ
０． ７． １ ．０ ． ０． ６ ０ ５ ２１
褐 煤 降 滤失 剂 硅 腐 钾
１０ ３ ０ ２ ５ ． ． ． １０ ３ ０ ． ． ０
０ ０ ．８ ０
４ ８ １． ． １ ２ ５ ２ １． ． ２ ０
防塌 降粘 降滤 失 剂
ＬＶ— ＣＭ Ｃ
１０ ３ ５ ． ．
０
０
０． ３ １
４ ０ ９０ ． ．
４ ９４ ．６ ．
合 稳定 剂 Ｄ ＹＷ 为 ８ ． ， ． ％乳 液 大分子 Ｒ 为 ４８ ０ ４ Ｇ
８ ． ％ ， ％防塌 降粘 降 滤失 剂 为 ７ ． ５ ，． 乳 ０３ １ ０７ ０ ４ 液 大分 子 ＋０ ２ ． ％ＤＹ 为 ９ ． ５ ，． 乳 液大 分 Ｗ １ ７ ０ ４
无毒环保型高性能水基钻井液室内研究
无毒环保型高性能水基钻井液室内研究无毒环保型高性能水基钻井液室内研究随着现代钻井技术的快速发展，对于钻井液的要求也越来越高，其中无毒环保型高性能水基钻井液被广泛应用于钻井行业。
本文旨在通过室内研究分析，探究无毒环保型高性能水基钻井液的性能特点和应用前景。
一、无毒环保型高性能水基钻井液的研究背景作为钻井过程中的必需品，钻井液在完善钻井过程，保障生产安全、环境保护等方面发挥着重要作用。
传统石油钻井液广泛应用，但由于其成分复杂、含有大量化学物质，因此不利于环境保护和工作人员的健康，同时也存在难以处理的问题。
而无毒环保型高性能水基钻井液以其环保、高效、安全等优势逐渐成为发展趋势。
二、无毒环保型高性能水基钻井液的研究内容1. 测试液体黏度和pH值：液体黏度是液体流动性的重要指标，直接影响钻岩效率；pH值的高低是表征钻井液性质的重要参数之一，有助于了解钻井液的酸碱性。
本研究通过对无毒环保型高性能水基钻井液液体黏度和pH值的测试，分析其特点和优点。
2. 分析化学成分：探究无毒环保型高性能水基钻井液的化学成分，了解其特性和作用。
传统的化学合成材料诸如亚甲基双酚A等都面临着环境和健康问题，而该钻井液使用了环保原料，更符合现代环保意识。
3. 测试其物理特性：高温、高压等极端环境是钻井液工作的常态，因此，本研究还测试了无毒环保型高性能水基钻井液在不同温度、不同压力下的物理特性变化，了解其耐温、耐压等性能。
三、无毒环保型高性能水基钻井液的应用前景无毒环保型高性能水基钻井液不仅符合国家环保政策的要求，还有以下应用优势：1. 降低企业环保成本，不管是处理废液，还是人力资源，对企业有非常明显的降低成本的效果。
2. 提高钻井效率，钻井液的优化可以减少事故和延误的可能性，从而使钻井过程更加高效，缩短钻井时间。
3. 减少人员伤害后果，无毒环保型高性能水基钻井液不含有害物质，使在钻井现场工作的人员大大减少了职业病的发生。
综上所述，无毒环保型高性能水基钻井液在钻井领域的性能特点很明显，应用前景广阔。
无固相储层专打钻井完井液在大港油田的应用
无固相储层专打钻井完井液在大港油田的应用随着油气资源开采技术的不断发展，难以开采的油气储层成为勘探和开发的重要难点之一。
其中，无固相储层的开采是一个值得关注的领域，因为它对于油田采油的提高具有重要意义。
本文将介绍无固相储层专打钻井完井液在大港油田的应用等方面进行探讨。
一、无固相储层的特点无固相储层是相对于有固相储层而言的，其特点是储层介质中没有可识别的固体颗粒，如石英、方解石等。
因此，这种储层具有比有固相储层更大的孔隙体积和孔隙度，但缺乏中空孔隙，使得油藏的特性与其他油藏不同。
二、专打钻井完井液的应用无固相储层的开采需要特殊的开采装备和技术，同时需要特殊的钻井液和完井液来保护这种储层，从而提高油田采油的经济效益。
在大港油田，专打钻井完井液已经应用成功。
专打钻井完井液是一种去胶、低粘度、高强度的新型钻井液和完井液。
与传统的水基钻井液和油基钻井液相比，它具有以下优点：1.弱酸性专打钻井完井液具有微酸性，可有效地防止酸侵蚀，从而减少对储层的伤害。
2.低毒性专打钻井完井液采用低毒、环保材料制成，对环境友好。
3.高渗透性专打钻井完井液的渗透性强，可快速渗透储层，减少渗透压降。
4.低粘度专打钻井完井液的粘度较低，可有效地降低井壁周围的黏土含量和粘度，从而减少对储层的伤害。
应用专打钻井完井液可以有效地保护无固相储层，降低采油成本，提高采油效率。
同时，这种液体也可以用于其他采油领域，如煤层气开采，页岩气开发等。
三、结论无固相储层的开采尚处于探索阶段，需要研发新型工艺和装备，以满足开发的需要。
专打钻井完井液作为无固相储层开采中的一项重要技术手段，在大港油田已经获得了成功的应用。
我们相信，在不久的将来，这种液体还将在更广泛的油田采油领域得到推广和应用。
四、专打钻井完井液在大港油田实践中的应用在大港油田的实践中，专打钻井完井液已经被广泛应用，并取得了良好的效果。
通过优化钻井液的配方和使用流程，能够最大限度地保护无固相储层，促进油藏的稳定生产。
钻井液体系总汇分类
钻井液的种类（1）稳定泡沫钻井液技术稳定泡沫钻井液是一种低密度钻井液体系，是在钻井液中加入表面活性剂，降低气、液、固三相表面张力，使空气均匀、稳定地存在于体系中，从而降低钻井液密度。
其特点是能够产生低于水的表观密度，在低压地层中产生微泡膨胀桥堵孔隙，保护油气层，提高勘探开发的综合效益。
通过对稳定泡沫钻井液系统研究，开发出适合大港油田低压油气藏特点的稳定泡沫钻井液体系。
我公司进行了稳定泡沫钻井液技术研究，形成了研究成果。
在现场应用中实现钻井液密度可调、泡沫稳定时间较长、抗污染能力强等优点。
在官新10-16井进行了现场试验，现场钻井液密度达到0.7g/cm3,收到了预期的效果。
2003年我公司在长庆油田气探井的服务中成功应用该钻井液技术，解决了低压气藏储层保护的难题。
（2）无固相欠平衡钻井液技术无固相欠平衡钻井液主要是为了解决低压、低渗油气藏而研究的钻井液体系，控制合理的钻井液密度实现欠平衡条件，减少钻井液滤液对储层的损害是该技术的核心，它适用于灰岩地层、稳定的砂泥岩地层。
1999年完成了第一口井深为5191.96m板深7井，所用的钻井液体系为具有防H2S损害、CO2腐蚀及防水锁损害的无土相钻井液，体系的特点主要表现在：体系采用无土相有利于保护油气层；体系的抑制性较强；体系具有防腐能力；体系便于维护；有利于清洗井眼，由于采用欠平衡有利于提高机械钻速；成本低。
到2002年使用该钻井液体系，相继完成了板深8、板深4、千18－18、西G2等16口井的现场应用，使用最高密度为1.42g/cm3，最低密度为0.84g/cm3。
该体系在现场应用中取得了明显的效果，尤其在保护油气层方面成果显著，该体系在大港油田首次欠平衡探井施工作业中一举成功，在所实施井中平均恢复值达到88%，实施井均获得良好的油气显示，为发现和保护油气层展现了光明的前景，尤其板深7井最为突出，经过5～11mm油嘴多次测试，平均产气量为1×105m3/d，其中轻质油31.75 m3/d，完钻后测试表皮系数为-1.35，投产后井口压力和油气产量相对稳定。
钻井液体系总汇分类
钻井液的种类（1）稳定泡沫钻井液技术稳定泡沫钻井液是一种低密度钻井液体系，是在钻井液中加入表面活性剂，降低气、液、固三相表面张力，使空气均匀、稳定地存在于体系中，从而降低钻井液密度。
其特点是能够产生低于水的表观密度，在低压地层中产生微泡膨胀桥堵孔隙，保护油气层，提高勘探开发的综合效益。
通过对稳定泡沫钻井液系统研究，开发出适合大港油田低压油气藏特点的稳定泡沫钻井液体系。
我公司进行了稳定泡沫钻井液技术研究，形成了研究成果。
在现场应用中实现钻井液密度可调、泡沫稳定时间较长、抗污染能力强等优点。
在官新10-16井进行了现场试验，现场钻井液密度达到0.7g/cm3,收到了预期的效果。
2003年我公司在长庆油田气探井的服务中成功应用该钻井液技术，解决了低压气藏储层保护的难题。
（2）无固相欠平衡钻井液技术无固相欠平衡钻井液主要是为了解决低压、低渗油气藏而研究的钻井液体系，控制合理的钻井液密度实现欠平衡条件，减少钻井液滤液对储层的损害是该技术的核心，它适用于灰岩地层、稳定的砂泥岩地层。
1999年完成了第一口井深为5191.96m板深7井，所用的钻井液体系为具有防H2S损害、CO2腐蚀及防水锁损害的无土相钻井液，体系的特点主要表现在：体系采用无土相有利于保护油气层；体系的抑制性较强；体系具有防腐能力；体系便于维护；有利于清洗井眼，由于采用欠平衡有利于提高机械钻速；成本低。
到2002年使用该钻井液体系，相继完成了板深8、板深4、千18－18、西G2等16口井的现场应用，使用最高密度为1.42g/cm3，最低密度为0.84g/cm3。
该体系在现场应用中取得了明显的效果，尤其在保护油气层方面成果显著，该体系在大港油田首次欠平衡探井施工作业中一举成功，在所实施井中平均恢复值达到88%，实施井均获得良好的油气显示，为发现和保护油气层展现了光明的前景，尤其板深7井最为突出，经过5～11mm油嘴多次测试，平均产气量为1×105m3/d，其中轻质油31.75 m3/d，完钻后测试表皮系数为-1.35，投产后井口压力和油气产量相对稳定。
聚合醇钻井液在中原油田的应用
聚合醇 吸 附在钻 屑 和 泥 页 岩表 面 ， 利于 防塌 。③ 形 成复合 物 ； 聚合醇 基本 结构 中 主要官 能团是 羟基 ， 具 有很 强 吸附挣 性， 其结 果是 在粘 土表 面形成 复 合物 ， 这种 复合 物可 防止粘 土与水 的直接 接触 。 现场 应用 中主 要是通 过 聚合醇 的浊点 效应 来 发
钻 井 二公 司 技 术 发 展部 副部 长
维普资讯
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第 ２卷 ５
第 ２期
钻
采
工
艺
聚合 醇 钻 井 液 在 中原 油 田的 应 用
张 东海 ， 长 军 ， 家祥 ， 刘 杜 刘瑞 杰
（ 中原 石 油勘探 局钻 井二公 司）
摘 要 ： 合醇 钻井液是近年来 为解决环境 伤害 、 聚 提高 油气产 量和 钻井综 合 效益而研 制 的一种 新型钻 井液体
出 ， 去 了对氧 化沥青 的乳 化分 散作用 ， 化沥 青与 失 氧 聚合醇 同时从 钻井液 中析 出， 吸附在井 壁 上 ， 到封 起 堵、 填充 微 裂缝 的作用 。
醇具有 良好 的配伍 睦 ， 过优 选体 系配方 、 场精 心 通 现
维护和处 理 ， 体 系 能 大 大降 低 大斜 度井 的摩 阻和 该
为 了抑 制 上部 软 地 层 的 吸水 膨 胀 ， 决 太 斜 度 解 井 的润滑 防卡 及有 效 地 保 护 油气 层 ， 年来 中原 油 近
田研究并 应用 了聚合醇钻 井 液体 系 ． 实践 证 实 ， 聚合
合 醇从钻 井液 中析出 ， 附 在钻具 和井壁 上 ， 粘 形成 类 似 油相 的分 子膜 ， 从而使 钻井 液 的润滑性 增 强 ； 同时 由于参与 滤饼 的形成 ， 堵 岩石孔 隙 ． 封 阻止水 分渗 入 地 层 ， 现稳 定井 壁 的作 用 。 当钻井液返 出地 面时 ， 实 固温度 降低 ． 聚合 醇又恢 复 其水 溶性 ， 免被 震 动筛 避 滤 出 聚合醇 与 氧化 沥青 复 合 用 于 防塌 ， 温 低 于 井 聚合醇浊 点 时 ， 聚合 醇 可 使 氧 化沥 青 充 分分 散 在 钻 井液中； 当高 于聚合醇 浊点 时 ， 聚合醇从 钻 井液 中析
聚合醇钻井液体系的研究与应用
论文题目：聚合醇钻井液体系的研究与应用班级：应化S131学号：201371247姓名：****聚合醇钻井液体系的研究与应用[摘要]：综述了聚合醇作为水基钻井液处理的开发背景，国外现有聚合醇主要剂种的化学结构及推荐用途，聚合醇的主要物化性质溶解性和浊点，聚合醇的抑制机理（浊点效应，协同效应，渗透机理，吸附机理）。
以及国外几种应用效果良好的聚合醇钻井液体系。
[关键词]：聚合醇；钻井液处理剂；抑制润滑剂；水基钻井液；抑制机理；聚合醇钻井液体系聚合醇钻井液自80年代末提出，至今已得到了较大的发展和广泛的应用，最早主要用于钻井液防泥包、润滑防卡等。
通过对其特性的研究，其在稳定井壁、保护油层、协调钻井液与环境之间的矛盾方面也发挥了作用。
美国贝克·休斯INTEQ公司认为，聚合醇钻井液的作用效果与其浊点有直接关系，要充分发挥聚合醇钻井液的特性，必须根据不同井深及地层特性优选出不同浊点温度的聚合醇，配制相应的钻井液体系。
在我国，江汉石油学院于90年代初研究开发出聚合醇产品和聚合醇钻井液体系，在渤海油田得到广泛应用，在安全快速钻井、保护油层和保护环境等方面均取得良好的效果，继之在南海油田得到了推广应用。
到目前为止已成功钻成各类深井、大斜度大位移井及水平井数百口。
随着石油勘探开发区域的拓宽，深井、大斜度大位移井及环境敏感地区和低压低渗油藏的钻井数量大幅度增加，钻井液技术所面临的安全快速、油层保护等问题更加突出。
针对河南油田深井、大斜度井、水平井钻井的井壁稳定、润滑防卡问题，河南油田研究出聚合醇一两性聚合物钻井液体系和聚合醇一钾基聚磺钻井液体系，针对低压低渗油藏的油层保护问题，研究出聚合醇一KCI聚合物钻井液体系，先后在两口不同井型的生产中进行了先导性试验，对安全快速钻井，减少井下复杂情况，保护油层方面发挥了积极作用，初步取得了良好的效果。
聚合醇也被称为多元醇、复合醇，是90年代初发展起来的一种新型水基钻井液添加剂，兼具易维护、易降解、无荧光、与其他处理剂配伍性好等特点，被看作是协调钻井工程技术、储层保护技术与环境保护需要之间矛盾的产物，是逆乳化钻井液和高电解质体系的取代产品，是钻井液水基处理剂研究中的新秀。
聚合醇钻井液
石蜡细小乳液及其在钻井液中的应用研究随着勘探开发领域的扩展,钻井技术日趋复杂化，同时由于环保的日趋严格等因素对钻井液的性能提出了更高的要求。
当前，如何有效地预防粘附卡钻、稳定井壁和保护油气层等技术的研究正日益成为人们的研究重点。
但是，目前的钻井液处理剂基本上都只具有单方面优势，如硅酸盐的防塌性能突出，而对油层的伤害很大；聚合醇的润滑性能优良，油层保护能力强，但对破碎性地层及水敏性地层以及对盐膏层等地层的防塌性能并不好。
因此，为了兼顾探井，生产井和环境保护等方面的要求，开发性能优异且满足日益严格的环保法规要求的低（无）荧光、低（无）毒、防塌性能好、润滑性能好并具有优良配伍性与价格适当的多功能钻井液添加剂有着广阔前景。
目前，除了一些工程原因外，钻井施工中泥页岩坍塌的主要机理之一是钻井液中缺少有效的封堵材料。
而且钻井液和固相颗粒的侵入会对油气层近井壁地带造成一定伤害，使油气产出受到一定影响，并影响开发后期的注水开发效果。
钻井过程中，油层一旦受到污染，就可能影响到勘探开发的整体效果。
过去常用的封堵材料是沥青类制品, 它在一定的温度和压力条件下发生变形, 挤入裂缝，并嵌入或粘附在岩石上，有利于形成优质泥饼保护井壁，防止地层坍塌。
但由于沥青类制品富含荧光, 在探井中会干扰录井而被禁止使用。
同时由于沥青在油层中的渗入带过深，不易于反排。
另外，沥青的广泛使用也存在环境和毒性问题。
近年来,油田对钻井液润滑剂需求量不断增加,但目前润滑剂产品成分单一,且性能难以满足定向井特别是大斜度、大位移定向井钻井的需求，许多情况下依靠加入原油来防止粘附卡钻。
虽然对改善钻井液润滑性、降低钻井液密度、保护井壁及防止粘附卡钻起到了一定的作用, 但弊端明显,最突出的问题是干扰录井, 难以识别真假油气。
石蜡细小乳液防塌润滑剂是一种具有良好的综合性能的钻井液处理剂，该处理剂无毒、无荧光，在钻井液中具有润滑、抑制页岩膨胀分散和保护油气层的作用。
聚合醇在钻井液中的应用
聚合醇在钻井液中的应用
李辉;肖红章;张睿达;邹刚;霍伟;蔡永生;张玉;郑远渭;董贺明;魏坤
【期刊名称】《油田化学》
【年(卷),期】2003(20)3
【摘要】综述了聚合醇作为水基钻井液处理剂的开发背景 ,国外现有聚合醇主要剂种的化学结构及推荐用途 (列表 ) ,聚合醇的主要物化性质溶解性和浊点 ,聚合醇的抑制机理 (渗透说 ,浊点说 ,吸附说 )及国外 3种应用效果良好的聚合醇钻井液体系(聚合醇 /氯化钾 /聚合物、聚合醇 /沥青、聚合醇 /羟基铝体系 )。
表 1参 12。
【总页数】5页(P280-284)
【关键词】聚合醇;钻井液处理剂;抑制润滑剂;水基钻井液;抑制机理;聚合醇钻井液体系
【作者】李辉;肖红章;张睿达;邹刚;霍伟;蔡永生;张玉;郑远渭;董贺明;魏坤
【作者单位】中国石油石油勘探开发科学研究院油田化学所,北京,100083;中石油集团公司中国石油化学公司,北京,100724;中国石油学会学术交流部,北京,100724【正文语种】中文
【中图分类】TE254.4;TE254.3
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大港油田研制成功成膜钻井液
大港油田研制成功成膜钻井液
佚名
【期刊名称】《石油钻探技术》
【年(卷),期】2005(33)4
【摘要】近日大港油田研制成功了保护油的层超低渗透成膜钻井液。
该钻井液通过在常规钻井液中添加不渗透材料，形成不渗透层，有效提高弱胶结地层的承压能力，控制钻井液中固相和液相进入地层孔隙。
针对不同的漏层，该钻井液具有较好的防漏堵漏能力，可以有效保护产层，而且配伍性较好，适用范围较广泛。
此外，不渗透材料具有一定的酸溶性，可以提高后期酸化作业的作用效果。
【总页数】1页(P75-75)
【关键词】研制成功;大港油田;钻井液;成膜;承压能力;地层孔隙;有效保护;作用效果;酸化作业;低渗透;渗透层;配伍性;酸溶性;材料;固相;堵漏;防漏;产层
【正文语种】中文
【中图分类】TE254.4;TQ325.3
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文章编号:100125620(2006)0520036204环保型正电聚醇钻井液在大港油田的应用研究熊腊生 许京国 张松杰(大港油田集团钻井公司,天津大港)摘要 勘探开发对环境保护的要求越来越严格,滩海等环境敏感区域更是如此。
以提高钻井液抑制性为核心,研究出了正电聚醇和正电护壁剂2种产品,并形成了淡水和海水2套正电聚醇体系。
该体系的主要处理剂均由天然矿物经化学改性而成,能够自动降解,具有低毒特性。
评价了环保型正电聚醇钻井液主处理剂的作用及体系性能,介绍了其在张海4、庄海5及庄海2x1等不同类型的12口井的应用效果。
室内试验和现场应用结果表明,该体系具有良好的润滑防塌、抑制、抗温、抗污染、油气层保护和环保性能;应用井井径扩大率小(小于6%),产油量高(平均达36t/d),电测1次成功;该体系有利于提高机械钻速,携岩能力强,摩阻系数小于0.08。
指出,低毒正电聚醇体系能满足海洋井的环境保护需要,也可满足浅井和中深井井壁稳定、润滑和快速钻进的要求。
关键词 水基钻井液 正电钻井液 正电聚醇 环境保护 防止地层损害 大港油田中图分类号:TE254.3文献标识码:A 随着中国对环境立法的健全和油田市场的对外开放,勘探开发对环境保护的要求越来越严格,滩海等环境敏感区域更是如此,因此要求钻井液技术不仅在钻井和保护油气层方面有突出的性能,而且应具有好的环境保护性能,大港油田集团钻井公司研制的环保型正电聚醇钻井液体系正是基于这个理念而产生的。
大港油田集团钻井公司以提高钻井液抑制性为核心,研究出了正电聚醇和正电护壁剂2种产品,用于增强体系的电性抑制,提高钻井液防塌能力和保护油气层效果。
经过室内研究,形成了淡水和海水2套正电聚醇钻井液配方。
该钻井液的主要处理剂絮凝剂H F 2PS 、正电聚醇、降粘剂(液体降粘剂2Ⅱ)、降滤失剂(SMP 2Ⅱ)、正电护壁剂、油保剂WZD 2Ⅱ均由天然矿物经化学改性而成,完成钻井施工后能够在自然界中自动降解而失去化学特性,因此体系满足环境保护的要求。
1 主添加剂作用评价1.1 正电聚醇聚合醇的浊点效应使其形态随井下温度变化,在井壁、钻屑和钻具上形成憎水性分子膜,通过稳定井壁、抑制钻屑水化分散而达到稳定钻井液性能、降低钻具扭矩、保护油气层的目的。
非离子型有机物聚合醇吸附于井壁的化学力是氢键力,而正电聚醇增加了电性作用,其吸附于井壁的胶结力为电性力。
聚合醇吸附于井壁的胶结力强弱直接影响到其使用效果。
因此对正电聚醇和聚合醇的吸附量和吸附强度进行了对比,结果见图1和表1。
图1 聚合醇和正电聚醇吸附量测定表1 聚合醇和正电聚醇的脱析率处理剂吸附量/(mg/g)脱逸量/(mg/g)脱析率/%聚合醇 5.2 3.363.5正电聚醇7.03.144.3由图1和表1可以看出:正电聚醇在吸附量及吸附强度参数上均优于非离子型聚合醇。
第一作者简介熊腊生,高级工程师,65年生,85年毕业于江汉石油学院,一直从事钻井工程技术及管理工作,现任大港油田钻井工程公司副经理兼总工程师。
地址天津市大港油田集团钻井公司;邮政编码38;电话()58。
第23卷第5期 钻 井 液 与 完 井 液 Vol.23No.52006年9月 DRILL IN G FL UID &COMPL ETION FLU ID Sept 12006:1919:00200222921071.2 正电护壁剂正电护壁剂分子量低于200时以液体状态存在,到2000时软化点达100℃,到4000时软化点达180℃。
正电护壁剂利用其软化点原理,在不同井段通过温度的变化由固态变为液态,涂敷于井壁而防塌,起到保护油气层的作用。
1.2.1 吸附量及吸附强度试验正电护壁剂与常用的无荧光润滑防塌剂磺化沥青的吸附量及吸附强度对比情况见表2。
由表2可知,正电护壁剂较无荧光润滑防塌剂磺化沥青的吸附量高36%,吸附强度高2%,说明它在钻井液中的有效利用率可以得到提高。
表2 正电护壁剂与磺化沥青的吸附量及吸附强度名称吸附量(mg/g)脱逸量(mg/g)脱析率%磺化沥青 2.7 1.244正电护壁剂 4.2 1.8421.2.2 抗高温降滤失作用在中4276井井浆中加入不同量的正电护壁剂后,测定其性能,结果见表3。
由表3可知,随正电护壁剂加量的提高,高温高压滤失量降低,流变参数变化不大。
表3 正电护壁剂对井浆流变性及高温高压滤失量的影响加量%AVmPa sPVmPa sYPPaFL HT HPmL井浆372313201362412152382513113402515843825138 注:井浆为:基浆+2%CMC+0.3%KPAM+0.5% N H42HPAN+1.5%KHm+1%SAS+0.5%HMP2Ⅱ+片碱;FL H THP的实验温度为120℃。
1.2.3 岩心回收率正电护壁剂在该钻井液体系中的主要作用是稳定井眼,防止井壁垮塌,但同时也有抑制钻屑分散的作用。
在不同浓度的正电护壁剂溶液中加入明化镇组岩屑,测定一次、二次岩屑回收率,结果见表。
由表可知,随正电护壁剂加量增加,一次回收率和二次回收率均有较大提高。
表4 正电护壁剂加量对岩心回收率的影响加量/%R清水/%R1/%R2/% 137.0086.3673.32237.0090.1583.14337.0094.7086.43437.0096.6888.66经过大量研究和正交实验,得到以下配方。
膨润土浆+(0.3%～0.5%)H F2PS+(2%～3%)降滤失剂+(2%～3%)正电聚醇+3%正电护壁剂2 室内研究及评价环保型正电聚醇钻井液性能评价实验选用的配方为:1.03g/cm3膨润土浆+0.3%HF2PS+1% SMP2Ⅱ+2%正电聚醇+3%正电护壁剂2.1 密度的提高对体系性能的影响钻井过程中,不可避免地会遇到密度调整。
探讨了提高密度对正电聚醇体系的影响,结果见表5。
从表5可以看出,在保证正电聚醇体系基本配方不变的情况下,仅提高重晶石加量,粘度稍有升高,滤失量降低,说明该体系能用于高密度井。
表5 用重晶石提高密度对体系性能的影响ρg/cm3AVm Pa sPVmPa sFLmL1.13019.313.0 4.21.23520.015.0 3.71.32023.018.02.91.37023.017.52.71.42023.519.02.31.45524.819.5 1.81.50027.022.0 1.01.55026.522.00.82.2 抗温性能抗温性能评价结果见表6。
从表6可以看出,体系在℃或℃热滚6后流变性能有所变化,粘度有所升高,滤失量增加,但是都在可以接37 第23卷第5期 熊腊生等:环保型正电聚醇钻井液在大港油田的应用研究 441201401h受的范围内,表明该体系有良好的抗温性能。
表6 正电聚醇体系的抗温试验试验条件FVsAVm Pa sP VmPa sFLmLp H常温5131.021 4.68 120℃5634.520 5.28 140℃6838.022 5.682.3 抑制性选用港83423井明化镇组粒径为2.0～3.2mm 的岩心做回收率实验,在120℃滚动16h后,用孔径为0.90mm的筛回收。
低毒正电聚醇体系以及大港油田常用的聚合物体系、有机硅体系和甲酸盐体系岩心回收率分别为96.0%、81.0%、88.0%和92.0%,表明该体系抑制泥页岩水化膨胀与分散的能力优于聚合物体系、有机硅体系和甲酸盐体系。
用N P201页岩膨胀测试仪测定过孔径为0.154 mm筛并在105℃下烘干2h的二级土的8h线性膨胀量,结果如下:蒸馏水、聚合物体系、有机硅体系、甲酸盐体系和低毒正电聚醇体系的膨胀量分别为6.56mm、2.62m m、2.49mm、2.10m m、1.97 mm,可以看出,正电聚醇体系的页岩膨胀量略低于甲酸盐体系。
2.4 抗污染性能①抗岩屑污染实验。
在低毒正电聚醇体系中加入不同量的粒径为0.154mm的沙河街组岩心粉,测钻井液性能,见表7。
表7中钻井液配方为:1.03g/cm3膨润土浆+0.3%HF2PS+1%降滤失剂+2%正电聚醇+3%正电护壁剂表7 低毒正电聚醇体系的抗钻屑污染试验岩心%试验条件ρg/cm3FVsFL AP ImLGelPa/PaP VmPa sYPPa4常温 1.0645 4.2 4.0/7.02111.5 120℃、16h 1.0653 5.6 5.0/10.02511.5 6常温 1.0747 4.8 3.5/6.52411.5 120℃、16h 1.0754 6.2 5.0/14.02612.063常温 1.0736 4.6 2.0/6.5227.5℃、658335 注值均为8;3用%液体降粘剂2Ⅱ对钻井液进行处理。
由表7可知,随钻屑粉加量的增大,粘度、切力增加,经高温老化后表现得更为明显,但加入降粘剂后,流变性恢复正常。
②抗盐污染试验。
用海水配浆,观察钻井液性能,见表8。
由表8可以看出,用海水配浆,钻井液老化后仅粘度和切力有所降低,滤失量略有升高,但都在可接受的范围内,说明该体系抗盐性能较好。
表8中配方如下。
1# 500mL1.07g/cm3基浆+500mL海水+0.5%HF2PS+1.5%降滤失剂+1%正电聚醇+ 2%正电护壁剂2# 500mL1.07g/cm3基浆+550mL海水+0.48%H F2PS+1.4%降滤失剂+0.95%正电聚醇+1.9%正电护壁剂+重晶石表8 低毒正电聚醇体系抗盐污染试验配方试验条件ρg/c m3FVsFL APImLGelPa/PaPVm Pa sYPPa1#常温 1.06568.0 4.0/8.0238 140℃、16h1.06498.0 1.0/2.02532#常温 1.475010.4 4.5/8.54811 140℃、16h1.474512.4 2.0/3.5432 2.5 油气层保护效果正电聚醇、正电护壁剂在一定的井温下可以通过几何变形封堵微孔隙,使屏蔽环的渗透率降至零,从而阻止钻井液中的固相和液相进一步侵入油层;同时又具有良好的油溶性,当开始采油时,屏蔽环可以反排解堵。
用岩心流动测试仪测定环保型正电聚醇体系的渗透率恢复值,结果见表9。
表9 环保型正电聚醇体系的渗透率恢复值试验岩心K o×103μm2K oo×103μm2渗透率恢复值/%纯107井5# 4.50 3.3975.4切去0.5cm 4.50 3.7082.3切去1.0cm 4.50 4.1091.0切去1.5cm 4.50 4.3095.6切去53 注岩心孔隙度为86%、渗透率为×3μ,污染条件为35M、。
38 钻 井 液 与 完 井 液 2006年9月1201h 1.0749..0/14.0211. :p H12.0cm 4.0 4.4799.:2.79.410-m2 .Pa2h由表9可知,该体系能有效地形成暂堵环,很大程度地降低油层污染深度,渗透率恢复值大于80%。