深水钻井液高效水合物抑制剂研究
深水钻井液添加剂抑制气体水合物生成实验
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｔｈｅ ｓ ｉ ｇ ｎｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎｔ ｆ ｏｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｇ ｇｒ ｅ ｇａ ｔ ｉ ｏｎ ｏｆ ｈ ｙｄ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｗｏｕ ｌ ｄ ｌ ｅ ａｄ ｔ Ｏ ｂｌ ｏ ｃ ｋ ａ ｇｅ ｏ ｆ Ｂ（ ） Ｐ ｓ ｔ ａ ｃ ｋ ｓ ｄｕｒ ｉ ｎｇ ｄｅ ｅ ｐ ｗａ ｔ ｅ ｒ
初始 生成 。在 ０ ． ９ １ ｈ （ ２ ． ２ ５℃ ， １ ０ ． ５ ３ ＭＰ ａ ） 时， 温 度 突然大 幅上 升 ， 压 力骤 降 ， 且扭 矩 明显 增 大 ， 表 明
土 浆 中加入 一定 质 量浓度 的钻 井 液添 加 剂 ， 搅拌 １ ５ ｍｉ ｎ ， 将该 试液 置于高压 釜 中， 抽 真 空 后 通 人 甲烷
著 推 迟 水舍 物 大量 生 成 的 时 间 ， 其 抑 制 效 果 优 于 常 用水 合 物 动 力 学 抑 制 剂 Ｐ ＶＣ ａ ｐ ； 聚 阴 离子 纤 维 素 Ｐ Ａ Ｃ — Ｉ Ｖ、 生 物
聚合 物 Ｘ Ｃ、 羧 甲 基 纤 维 素 ＣＭＣ — Ｉ Ｖ 以及 动 力 学 抑 制 剂 Ｐ ＶＰ也 具 备 一 定 的 抑 制 效 果 ； 而 部 分 水 解 聚 丙 烯 酰 胺
ｐ ｏ ｌ ｙ ａ ｍｉ ｎ ｅ （ Ｓ ＤＪ Ａ）ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｌ ｆ ｏ ｍｅ ｔ ｈ ａ ｌ ｐ ｈ ｅ ｎ ｏ ｌ ａ ｌ ｄ ｅ ｈ ｙ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ （ Ｓ １ ￣１ ０ ２ ）ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｉ ｇ ｎ ｏ ｒ ｅ ｄ ．
深水高盐／阳离子聚合物钻井液室内研究
天 然 气 勘 探 与 开 发 表 １ 钻井液增粘剂优选
２０ ０７年 ９月出版
注： ①基浆 ： ％海水土浆 ＋ ． ％Ｎ ２ Ｏ ＋ ． ％Ｎ Ｏ １ ３ Ｏ２ ａＣ ３ Ｏ ２ ａ Ｈ＋ ％小胺 ＋ ．％大胺 ＋ ． ％降失水剂 Ｆ Ｏ＋ ％润滑剂 Ｌ Ｂ ２ ％Ｎ Ｃ （ Ｏ３ １５ Ｌ １ Ｕ Ｅ＋ ｏ ａ１ 用重 晶石加重到密度为 １１ ｇｅ ’ ；②热滚条件为 ８ ￣ １ ｈ ． ５／ ｒ ） ａ ０Ｃ。 ６ ；③Ａ 、Ｐ 、Ｙ Ｖ Ｖ Ｐ为钻井 液表观粘度 、塑性 粘度、动切力 ， 为旋转粘度计在 ６／ ｉ 和 ３ ｍ ｎ ｒｍ ｎ ｒ ｉ 时的读数 。Ｆ ＾ 为钻井 液的 Ａ Ｉ ／ ＬＨ Ｐ 滤失量 。 、 分别
量小的有机阳离子化合物小胺则能进人到粘土片的 晶层 间形成永 久 的吸 附 ，有 着更好 地抑制泥 岩页岩 水化、膨胀和分散 的能力 － 。阳离子聚合物 吸附 ３ Ｊ 在粘土颗粒上 ， 使粘土颗粒絮凝 ， 钻井液析水，因 此，为了维持钻井液体系稳定还需要在体系中加人 合适的钻井液稳定剂 ，防止粘土颗粒过度絮凝 ， ］ 为此优选 了增粘剂 Ｈ 。它是一种与大胺 、小胺 ＷＪ
整个钻井液体系保持稳定 。 １２ 钻井液增粘剂优选 ． 表１ 是阳离子处理剂大胺、小胺与阴离子型降 失水剂聚阴离子纤维素 Ｌ Ｐ Ｃ和 Ｈ Ｐ Ｃ Ｖ— Ａ Ｖ— Ａ 、阴 离子型包被剂 Ｐ Ｕ Ｌ Ｓ以及非离子型增粘剂 Ｈ 的 ＷＪ 配合实验 。从中优选 出体系增粘剂 Ｈ Ｊ Ｗ ，其加人 体系后体系性能稳定 。 １、２、３ 、 ４ 样静置均不稳定 ，发 生分层析 水。 从表 １ 实验数据可以看出：阳离子与粘土作用 可导致基浆发生絮凝 、沉降 ，失水增大 ；阳离子型 钻井液处理剂大胺、小胺 与 Ｌ Ｐ ＣＨ Ｐ Ｃ Ｖ— Ａ Ｖ— Ａ 、 Ｐ Ｕ 等阴离子型钻井液处理剂 配伍 ，混合后体系 ＬＳ
一种高性能深水水基钻井液体系研究
效果好，渗透率恢复大 于 ８ ５ 。
［ 关 键 词 ］ 深 水 水 基钻 井 液 ；强 抑 制 ；高 性 能 ；低 温 ；储 层 保 护 ［ 中图分类号］Ｔ Ｅ ２ ５ ４ ． １ ［ 文献标 志码］Ａ ［ 文章编号］１ ６ ７ ３—１ ４ ０ ９（ ２ ０ １ ３ ）２ ６ —０ ０ ９ ６ —０ ３
，
［ 摘 要］ 基 于 研 制 的 聚胺 页 岩 抑 制 剂 Ｐ Ｆ — ＵＨＩ Ｂ和低 分 子 量 包 被 抑 制 剂 Ｐ Ｆ — ＵＣＡ Ｐ，室 内研 制 出 了 一 种 适 用
于 深 水 作 业 的 强 抑 制 、 无土 相 、 高 性 能 深 水 水 基 钻 井 液 体 系 ， 并 对 其 性 能 进 行 了 综 合 性 能 评 价 。试 验 结
膨润土加量／ ％
膨 润 土 加量 ／ ％
图 】 体 系 ＡＶ随 膨 润 土加 量 变 化 曲线
图 ２ 体 系ｙ Ｐ随 膨 润 土 加 量 变化 曲线
［ 收稿日期］２ ０ １ ３— ０ ６ 一ｌ ８ ［ 基 金 项 目］ 中 海 油 服 研 究 项 目 （ ＹＨＢ １ １ ＹＦ ０ １ ２ ） 。 ［ 作者简介］李怀科 （ １ ９ ８ ３～ ） ，男 ，工 程 师 ，现 主 要 从 事 深 水 钻 井 液 方 面 的 研 究 工 作 。
制剂 、包 被剂 、分散剂 和 降滤 失剂 组成 ］ 。基 于研制 的 聚胺 页 岩抑 制 剂 Ｐ Ｆ — ＵＨＩ Ｂ和低 分 子量 包 被抑 制 剂 Ｐ Ｆ —ＵＣ ＡＰ，通 过室 内试 验研 究 ，最 终构 建 了一套 强 抑制 、无 黏土 相 的高性 能深 水水 基钻 井 液体 系 。
琼东南深水钻井井筒天然气水合物抑制剂推荐浓度确定方法
中石化集 团科技攻关项 日（ １０ ５ 联合 资助 Ｐ １９ ）
第一作 者简介 ： 柯 珂 （９２ ）男 ， １８ 一 ， 湖北宜 昌人 ， 工学 博士。工程
师 。研究方 向： 深水 钻 井关键 技术 与装 备技 术管理 。Ｅｍａ ：ｅｅ ． ｉ ｋ ｋ． ｌ
深 水钻 井井 筒 多 相 流 温 度 压 力 场 进 行 了进 一 步 完
善， 结合相平衡 条件 ， 初步提 出 了天然气水合 物形
成 区域 的预 测方 法 ， 并 没有 提 出防 止水 合 物 形 成 但 的抑制 剂 推 荐 浓 度 的确 定 方 法 。本 文 在 上 述 研 究
基 础上 ， 琼 东 南 地 区 的水 文 资 料 进 行 调 研 分 析 ， 对
１ 琼东南 南海 海水温 度场 计算模型 的建 立
琼 东南 海域 海水 水 温 的垂 直 分 布可 分 三 层 ： ①
２１ ０ ２年 ６月 １ ４口收到
酮家“ ６ ” ８ ３ 计划课题 （０ ６ Ａ ９ ０ ） ２ ０ Ａ ０ Ａ１６ 、
混 合层 ， 般在 大洋表 层 １０ｍ 以 内 ， 一 ０ 由于对 流 和风 浪 引起 海 水 的 强 烈 混 合 ， 温 均 匀 ， 直 梯 度 小 。 水 垂
第 ｌ ２卷
第２ ９期
２１ ０ ２年 １ ０月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ０．１ Ｎｏ ２ ０ｅ ．２ ２ １ ２ ．９ ｔ ０１
１７ — １ １ （ ０ ２ ２ —４ ５ ０ ６ １ ８ ５ ２ １ ） ９７ ８ —８
Ｓ ｉｎ ｅＴ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｃｅ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅ ｇ ｎ ｅｉ ｎ
钻井液添加剂抑制天然气水合物形成的试验
在深水油气钻探过程 中， 由于天然气水合物 的 形成 可 能会导 致 井筒 、 管线 、 制元 件 堵 塞 ， 控 引发 井
Ｆｅ ２ ０８ ｂ． ０
文章 编 号 ：６３５０ （ ０ ８ Ｏ －０ ６０ １７ —０ ５ ２０ ） １０ ５ －４
钻井液添加剂抑制天然气水合物形成的试验
孙 宝江 ，刘 晓 兰 ， 韶 然 任
（ 中国石油大学 石油工程学 院， 东 东营 ２７ ６ ） 山 ５ ０ １ 摘要 ： 利用 自行设计的试验设备 ， 对钻井液处理剂 Ｓ 一 ２Ｘ 一８ Ｐ —Ｈ Ｎ，Ａ Ｌ —ＭＣ对天然气水合物形成 的影 响 Ｄ １ ， Ｙ ２ ，ＦＴ Ｉ Ｐ Ｍ，Ｖ Ｃ ０
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｆ ｃ ｓｏ ｒ ｌ ｇｆ ｉ ｓｉ ｃ ｕ ｉ ｇ Ｓ １ ２， ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｅｆ ｔ ｆ ｉ ｉ ｕ ｄ ｎ ｌ ｄ ｎ Ｄ一 ＸＹ， ８， Ｆ Ｔ Ｎ， ＡＭ ｎ Ｖ— ＭＣ ｏ ａｕ ａ ａ ｙ ｒ ｔ ｒ — ｅ ｄ ｌｎ ｌ ０ ２ Ｐ — ＨＩ Ｐ ａ ｄＬ Ｃ ｎ ｎ ｔｒ ｌ ｓ ｈ ｄ ａｅｆ ｍａ ｇ ｏ ｔ ｎ ｗ ｒ ｎ ｅ ｔ ａｅ ｙ ｌ ｂ ｒ ｔｒ ｘ ｅ ｍｅ ｔ． Ａｎ ｈ ｅ ｐ ｃｉｅ ｓ ｐ ｒｃ ｏｉ ｇ ｄ ｇ ｅ ｆ ｄ ｉ ｉ ｇ ｆ ｉ ｙ ｔｍ ｓ ｏ — ｉ ｅ ｅ ｉ ｖ ｓｉ ｔ ｄ ｂ ａ ｏ ａｏｙ ｅ ｐ ｒ ｎ ｓ ｏ ｇ ｉ ｄ ｔｅ ｒ ｓ ｅ ｔ ｕ ｅ — ｏ ｌ ｅ ｒ ｅ ｏ ｒｌ ｎ ｕ ｄ ｓ ｓｅ ｗａ ｂ ｖ ｎ ｌ ｌ ｔｉ ｅ ．Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔ ｔ ｓｎ ｃ ｓ ａ ｏ ｈ ｂｔ ｇｎ ｔ ｒ ｌ ａ ｙ ｒ ｔ ｏｍａｉ ｎ ｔ ｈ ｏ ｅａ ｄ ａ ｄ ｓ ｍｅｏ ｇ ｎ ｃｐ ｌ— ａｎ ｄ ｅ ｒｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｅ ｅ ｓ ｒ ｆｒｉ ｉ ｉ ｎ ａｕ ａ ｇ ｓ ｈ ｄ ａｅｆ ｒ ｔ ｏ ｃ ｏ ｓ ｎ ｄ ｏ ｒ ａ ｉ ｏｙ ｓ ｉｉ ｙ ｎ ｉ ｏ ｍｅ ｒ ａｉｇ ａ ｅ ｔ ｉ ｔ ｒｌ ｎ ｕ ｄ ｄ ｒ ｇ ｔ ｅ ｃ ｕ ｅ ｏ ｅ ｐ ｏ ｅ ｎ ｗ ｌ ｄ ｌ ｎ ．Ｉ ｈ ｂ ｒ ｔｒ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｏ ｄ ｔ ｎ ， ｒｔ ｔ ｇ ｎ ｓ ｎｏ ｄ ｌ ｇ ｆ ｉ ｕ ｉ ｈ ｏ ｒ ｆｄ ｅ ｃ ａ ｅ ｌ ｒ ｌ ｇ ｎ ｔ ｅ ｌ ｏ ａｏ ｅ ｐ ｒ ｅ ｎ ｉ ｉ ｌ ｎ ｓ ｉ ｉ ａ ｙ ｍｅ ｔｌ ｎ ｉ ｏ ｓ ｃ ｉ Ｐ— Ｆ ＴＨＩ ａ ｅｐ ｇ ｓ ｈ ｄ ａｅ ｆｒ ｔ ｎ ｔ ｏ ｅ ｒ ｅ ｈ ｔ ｅ ｓ ｈ ｖ ｎ ｉｉ ｏ ｆ ｃ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｒ ｌｇ ｓ ｈ ｄ ａｅ ｆ ｒ ａ Ｎ ｃ ｎ ｈ ｌ ａ ｙ ｒ ｔ ｏ ｍａｉ ｏ ｓ ｍｅ ｄ ｇｅ ，ｔ ｅ ｏｈ ｒ ａ ｅ ｉ ｈ ｂ ｔ ｎ ｅｆ ｔｏ ｈ ａｕ ａ ａ ｙ ｒ ｔ ｏ ｍ — ｏ ｉ ｅ ｔ ｎ，ｔ ｅ ｏ ｄ ｒｆ ｍ ｏ ｅ ｆ ｌ ｏ ｗ ａ ｓ Ｌ Ｃ ｉ ｏ ｈ ｒ ｅ ｏ ｐ ｗ ｒｕ ｅ ｋ ｉ Ｖ— ＭＣ， ＡＭ ， Ｄ一０ ＸＹ一 ８ ｒ ｔ Ｐ Ｓ １ ２， ２ ． Ｋｅ ｒ ｓ ｒｌ ｎ ｕ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ；ｎ ｔ ｒ ａ ｙ ｒ ｔ ；ｓ ｐ ｒｃ ｏ ｉ ｇ ｄ ｇ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ：ｄ ｉｉ ｇ ｆ ｉ ｄ ｉ ｖ ｓ ａｕ ａ ｇ ｓｈ ｄ ａｅ ｕ ｅ — ｏ ｌ ｅ ｒｅ；ｉ ｈ ｂ ｔ ｎ ｅｆｃ ；ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌ ｌ ｉ ｌ ｎ ｎ ｉｉ ｏ ｆ ｔ ｘ ｅ ｉ ｅ ｉ ｎ
钻井液添加剂JLX-B抑制天然气水合物形成的实验研究
，
，
，
加剂J
L X B
—
抑 制 天 然 气 水 合 物 形 成 的 作 用 进 行 了 室 内 实 验 得 到 了 聚 合 醇 J L X B 在 不 同 浓 度 和 相 同 浓 度 不 同初 始 压 力 下 的 温 压 曲
-
，
线
。
实 验 结 果 表 明 在 深 水 钻 井 用 的 钻 井 液 中加 入
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在 深 水 油 气钻探 过 程 中 天 然 气水 合物 的形 成 会
，
度 压 力 数据采集 系 统 和 搅 拌 系统 ( 图
1)
。
导 致 堵 塞 井 筒 减 少 油 气 产 量 损 坏 井 筒 内部 的 部 件
、
、
，
甚 至 造成油 气井停产 等危 害 因此 有 必 要 抑 制 或 防止
钻井液添加剂抑制天然气水合物形成的实验研究
１ 引言
如何抑制或防止气体水合物 的生成一直是油气生产和运输部门关注的问题 。 目前普遍采用的抑制 方法是在生产设备或运输管线中注入热力学或动力学抑制剂， 改变水合物的生成条件从而达到抑制或 避免水合物生成 的 目的。本文从钻井液 自身的角度 ，自行设计一整套实验设备， 通过一系列钻井液处 理剂对天然气水合物形成 的抑制作用的室内实验研究 ， 分析总结钻井液多种有机处理剂在抑制天然气
４ 实验 结果及分析
４１纯 水体 系 甲烷水 合物 ｐｔ ． ＿ 曲线
硝
室
０
５ １ １ ２ ２ ３ ３ ４ ４ ５０ ０ ５ ０ ５ ０ ５ ０ ５
６
８
１ ０
１ ２
１ ４
１ ６
１ ８
温度／ ￣ Ｃ
温度／ ￣ Ｃ
图 ２ 纯 甲烷 水合物 生成 ｐｔ －曲线
纯 甲烷 水合物 分解 ｐｔ －曲线
维普资讯
４ 卷 增刊 ８
刘晓兰等： 钻井液添加剂抑制犬然气 水合物形成的实验研究
４３ ８
图 ２所 示 ，初 始阶 段 ，在 高压 条件 下 ，配合 搅拌 ， 甲烷 气逐渐 溶解 于水 中，并且 由于温 度 降低 ， 气体 体积 缩小 ，气 相 压力呈 现线 性下 降趋 势 ，下 降趋 势 比较平 缓 ：当温 度 降至 ４５ ℃左右 时 ，压力 开 ．８
各实验组分的过冷度，并得出结论：在钻井过程 中添加一定剂量的有机聚合物类处理剂可以抑制水合物生 成，在实验条件下，抑制能力从强到弱分别为：Ｐ －Ｈ Ｎ Ａ ＦＴ Ｔ 、Ｐ Ｍ、Ｌ －ＭＣ Ｙ２ 、Ｓ －０ 。 ＶＣ 、Ｘ －８ Ｄ １２
关 键 词 ：钻井液添加剂；实验；天然气水合物；过冷度
深水气井测试水合物抑制剂优选及注入方法
准确判 断 产水 及产 气 量 ， 或 地 面 计 量 设 备 出现 故 障
而无法 准 确确 定产 气 量 时 ， 通常会以高（ 或过量） 注 入 率来 确 保来 自钻 井液 侵入 滤液 或其 他 水源 的水 不 生成水 合 物 。此外 ， 关 于 ３个 注 入 点 的注 入 量 分 配 问题 ， 考虑 到 管柱 内流 体 的流动 方 向 ， 最下 部 注入 点 的注入 量 应最 大 ， 达到总量 的 ５ ０ ％， 其 他 ２个 点 各
２０ ０ ８．
［ １ ７ ］ 李 建周 ， 关利军 ， 高 永海 ， 等． 深 水 气井 测 试 期 间不 同 产 量 条 件 下 水 合物 形 成 区 域 预 测 方 法 ［ Ｊ ］ ． 油气井 测试 ， ２ ０ １ ２ ， ２ １ （ ２ ） ：
１ ７ — １ ９。 ２ ３ ．
２ ）南 海 东 部 深 水 气 井 测 试 流 通 道 上 须 设 置 ３ 个 甲醇 注 入 点 ： 泥 面 以下 ６ ０ ０ ｍ 左右 、 泥 面 附 近 和 地 面油 嘴管 汇 。在测 试期 间水 合物 生成 的高危期 须 注入 甲醇 ， 主要有 初 开 井 期 、 开井流动后低产期、 井 口关 井期 等 ； 实 际操作 时 ， 注入 量 可依据 甲醇注入 量 与水 合 物形成 关 系 图 版 确定 ， 在无 法精 确 计 算 和 开
３ 结 论
１ ）实验 及理 论研 究均 表 明 ， 深水 气 井 测试 期 间
甲醇 可作 为有 效 的天 然气水 合 物抑 制剂 。
ｗｅ ｌ ｌ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｇ ａ ｓ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｔ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ［ ｃ ］ ． ＯＴＣ １ ９ １ ６ ２ ，
海水钻井液的水合物抑制性实验研究
海水钻井液的水合物抑制性实验研究海水钻井液的水合物抑制性实验研究摘要本文以海水为基础，进行了水合物抑制实验。
结果表明，添加聚丙烯酰胺(PPA)和硫酸镁(MgSO4)对于海水钻井液水合物的形成有抑制作用。
其中，PPA在50ppm ~ 200ppm浓度范围内的抑制效果显著。
MgSO4的抑制效果也在50ppm ~ 150ppm浓度范围内表现出来。
研究结果对于海水钻井液水合物抑制技术的发展具有指导意义。
关键词：钻井液；水合物；抑制；聚丙烯酰胺；硫酸镁引言海水钻井液因其成本低，可供性高等特点，在深海石油开发中得到了广泛应用。
但是，海底海水中所含的盐类、矿物质等会对钻井液的性能造成影响，其中较为严重的问题是水合物的形成。
水合物是由气体分子和水分子组成的复合物，其稳定性使得其能够在高压低温条件下形成。
水合物的生成会导致钻井液黏度增加，从而影响钻井效率和安全。
因此，如何抑制海水钻井液的水合物形成，成为深海钻井液体系研究中的重点之一。
实验方法实验采用钻井液快速筛选实验仪器（FANN76 AV），控制温度、时间、压力等实验参数，并添加不同的抑制剂，对海水钻井液的水合物形成进行研究。
实验设计通过对海水钻井液添加不同浓度的聚丙烯酰胺（PPA）和硫酸镁（MgSO4）进行实验，探究其在不同浓度条件下对于水合物形成的抑制作用。
实验步骤1.将海水钻井液放入耐压实验瓶中，控制温度为4℃，保持压力在1.5MPa，时间为30min2.记录液体的黏度和流动性3.分别向实验瓶中加入不同浓度的PPA（50ppm、100ppm、150ppm、200ppm）和MgSO4（50ppm、100ppm、150ppm）4.重复步骤15.对于不同条件下海水钻井液的实验结果进行比对分析实验结果添加不同浓度的PPA和MgSO4后，实验结果表明海水钻井液的水合物形成得到了抑制。
其中，PPA在50ppm ~ 200ppm浓度范围内的抑制效果显著。
随着浓度增加，PPA的抑制效果逐步增强，而且在最高浓度时，水合物的形成得到良好的抑制。
一种水基钻井液用高效能小分子抑制剂MVA的研究与应用
一种水基钻井液用高效能小分子抑制剂MVA的研究与应用水基钻井液是一种用水作为基质的钻井液，它与传统的油基钻井液相比，具有环境友好、安全可靠、成本低等优点。
然而，由于钻井液在作业过程中可能会与井壁岩层发生反应，导致泥浆剪切稳定性下降，影响钻井过程的顺利进行。
为了解决这个问题，研发高效能的小分子抑制剂是非常重要的。
小分子抑制剂是通过与钻井液中的各种成分发生化学反应，从而改变液相结构的稳定性和性能的。
MVA （Microvesicle Acitve Agent）是一种有效的小分子抑制剂，具有优异的抗剪切能力和抑制沉淀能力，被广泛应用于水基钻井液中。
MVA的主要研究内容包括其在水基钻井液中的性能和应用以及其与其他添加剂的协同效应的研究。
首先，需要研究MVA的物化性质，如表面张力、溶解度、稳定性等。
通过对MVA在不同温度、压力和离子浓度条件下的性能测试，可以获得其适用范围和最佳工作条件。
其次，研究MVA在水基钻井液中的抑制沉淀能力。
由于钻井液中可能存在各种沉淀物，如固相颗粒和水合物等，这些沉淀物的产生会直接影响钻井液的稳定性。
通过添加适量的MVA，可以有效地抑制这些沉淀物的产生，提高钻井液的抗剪切性能，保证钻井过程的顺利进行。
此外，还需要研究MVA与其他添加剂（如乳化剂、润滑剂等）的协同效应。
通过研究不同添加剂之间的相互作用，可以优化水基钻井液的配方，进一步提高其性能。
例如，MVA与乳化剂的复合应用可以显著提高钻井液的乳化性能，从而提高井下固相悬浮体积分数。
最后，在实际应用中，需要对研发的MVA进行现场试验和评估。
可以利用水基钻井液模拟实际钻井情况，评估MVA在降低钻井液粘度、提高稳定性等方面的效果。
在试验结果的基础上，可以进一步改进和优化MVA的配方，提高其抑制效果和可靠性。
综上所述，高效能小分子抑制剂MVA的研究与应用对提高水基钻井液的性能和效率具有重要意义。
通过研究MVA的性能和应用，可以改善钻井液的稳定性，保证钻井过程的安全可靠进行。
水合物抑制剂研究综述
水合物抑制剂研究综述水合物生成的抑制1背景1.1水合物的构成条件水合物合成条件：必要条件―液相水的存在、高压低温条件（即①气体处于水汽饱和或过饱和状态并存在游离水；②有足够高的压力和足够低的温度）；辅助条件―压力波动、气体流向的突变、晶种的存在。
水合物分解成须要一定的条件，使得水合物分解成的关键条件存有3个：(1)存有足够多低的压力条件。
在系统压力足够多低时，就可以使得饱和状态水蒸气的气体构成水合物；(2)存有足够多高的温度条件。
在系统中的温度大于临界温度时，才有可能分解成水合物；(3)天然气中所含足够多分解成水合物所须要的水分。
另外，由现场的实际经验可以晓得，气体压力变动、气体流动方向发生改变所引致的涡流、可能将存有的酸性气体、水合物晶核的诱导等因素对水合物的构成也存有影响。
除温度、压力和含水量等三个主要因素外，油气井的产量、运输管线的长度、运输油管的直径、运输油管中气体的温度、压力变化以及管线埋的环境也对水合物构成产生影响。
1.2运输管线中天然气水合物的构成原因高压、低温：管线中高压、管线所处环境低温；水合物晶种存有：井筒内有激化天然气水合物构成的晶种存有，加之井温相对较低，突遇密度梯度水便可以构成天然气水合物阻塞。
节流降温效应：埋地管线积液处、分离器出口变径处(分离元件)、排污阀、弯头、三通和分离器积液包等部位。
这些部位由于节流降温效应，加上未采取加热保温措施，必然会发生天然气水合物堵塞。
积液（聚积的液体）：为天然气水合物的构成提供更多了物质基础。
引致积液的原因就是:（1）部分气井井口温度较低或出来东站计量温度控制较低，管线下游末端温度较低，减少了管线的含水量；（2）管线多寡曲折很大，大量密度梯度水或气田水易聚积在管内低洼地区处，不仅并使天然气与积液构成段塞流，减小流动阻力，更可以因节流效应引致天然气运送温度减少，最终构成大量天然气水合物阻塞管线。
井筒中的污染物：钻完井的残留物、生产过程中加注的缓蚀剂及腐蚀产物等，也会引起井筒和地面设备管道堵塞，造成气井不能正常生产。
深水浅层钻井液水合物抑制性能优化
DOI: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.05.001深水浅层钻井液水合物抑制性能优化任冠龙1， 孟文波1， 何玉发2， 黄亮1， 王金堂3（1. 中海石油(中国)有限公司湛江分公司, 广东湛江524057；2. 中海油研究总院有限责任公司, 北京100029；3. 中国石油大学(华东), 山东青岛266580）任冠龙，孟文波，何玉发，等. 深水浅层钻井液水合物抑制性能优化[J]. 钻井液与完井液，2022，39（5）：529-537. REN Guanlong, MENG Wenbo, HE Yufa, et al.Optimization of hydrate inhibition performance of deep water shallow drilling fluid[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid ，2022, 39（5）：529-537.摘要 深水浅层地质条件复杂，土质疏松、作业压力窗口窄、海底泥线温度低、井筒内易生成水合物，钻井液面临着井壁稳定、低温流变性调控难度大以及环境污染等问题，钻井安全作业风险高。
为此，以南海某深水井浅层钻井为研究对象，总结分析了深水浅层钻井液应用现状，建立了深水浅层钻进ECD 计算模型和井筒温度场计算模型，分析了深水浅层钻井期间的井筒温度场分布规律和水合物生成风险，结合数值模拟和室内实验，进行了浅层钻井液体系水合物抑制性能优化。
研究结果表明，建立的深水浅层钻进ECD 计算模型和井筒温度场计算模型，与实测数据对比模型计算平均误差小于8%；计算得出深水浅层钻进期间井筒水合物生成区域范围随着钻井深度的增加逐渐减小，但钻进准备期间及钻进初期，井筒内仍存在水合物生成风险；常规半防钻井液体系优化为HEM+14%NaCl+6%KCl ，可满足正常钻进期间作业需求。
结论认为：通过深水浅层钻井液体系优化，可以减少钻井液体系中水合物抑制剂的加入，简化钻井液配方，降低钻井成本，提高作业效率，为深水油气钻探钻井液设计提供指导。
深水钻完井天然气水合物防治技术
天然气水合物是由于天然气和水在低温高压环境条件下形成的一种笼型化合物。
随着深水油气勘探开发步伐的逐步加快,深水钻完井中水合物带来的危害已被人们认识到。
在深水钻完井作业中当天然气和自由水的同时存在时,就有可能在井筒、阻流压井管线和防喷器等部位形成水合物,造成井筒、管道堵塞和井控困难等风险,给生产作业带来危害。
为此,本文将重点研究在深水钻完井作业过程中天然气水合物的危害及防治方法,并结合深水作业实例进行了分析,为我国深水油气开发提供一定的技术参考。
1 水合物对深水钻完井作业的影响水合物对深水钻完井作业的影响主要包括对井控和钻完井液性能的影响。
1.1对钻完井作业的影响在井筒、钻柱、井口管线和防喷管汇内形成气体水合物,将造成堵塞,给正常钻进和井控作业带来严重影响。
具体表现为:(1)阻流压井管线或地面管线堵塞,无法建立循环。
在井控情况下,阻流和压井管线被水合物堵塞时,将会降低防喷器系统的作用。
(2)套管密闭空间中形成的水合物,如果在油气井生产中受到加热后分解,则会使得套管环空压力增大,造成套管被压溃;(3)在防喷器系统内部形成水合物时,将会引起防喷器闸板的正常开启和关闭困难。
1.2对钻完井液性能的影响天然气水合物的形成和分解分别为高度放热和吸热的过程。
深水钻完井液中形成水合物时,将会释放大量的热能,改变钻完井液体系的温度,而温度的改变使得使得钻完井体系的性能发生变化,如钻完井液的粘度和剪切力将下降。
此外,水合物的形成使得钻完井液失水,加重钻完井液比重,可能造成压漏地层,发生井漏等复杂情况。
2 深水钻完井水合物的防治措施2.1添加化学抑制剂添加化学抑制剂是深水钻完井作业常用的防治水合物的手段。
目前主要有3种化学方法用于深水钻完井作业中水合物抑制,分别为热学抑制、动力学抑制和水合物晶体聚集和成团的抑制。
热力学抑制作用机理为以降低水的表面张力提高气的凝聚速度来抑制水合物形成;动力学抑制能阻止水合物形成一层或多层,它能降低天然气水合物的形成速度,并且能够延长水合物晶核形成的诱导时间和改变晶体的聚集过程。
钻井液处理剂水合物分解抑制性实验研究
钻井液处理剂水合物分解抑制性实验研究
张玉彬
【期刊名称】《应用化工》
【年(卷),期】2024(53)5
【摘要】分析了常规钻井液处理剂对水合物分解的影响规律,评价了不同抑制剂的水合物分解抑制性,优选了两种高效水合物分解抑制剂并探讨了其作用机理。
结果表明,所选常规钻井液处理剂均表现一定的水合物分解抑制性,其中,XC对水合物分解的抑制作用最强,可将水合物分解时间延长21.9%;水合物分解时间与表观黏度呈良好的线性正相关性,相关系数(R^(2))>0.95;优选出聚乙烯基己内酰胺(PVCap)复合型产品和抗冻蛋白具有良好的水合物分解抑制效果,延缓率为97.3%和
66.6%;PVCap七元环结构中的氧原子易与水合物表面的水分子形成氢键作用,在水合物晶核表面形成稳定笼型结构,大量的七元环吸附形成了一层包覆膜,削弱外部流体带来的传质、传热作用;抗冻蛋白通过氢键和疏水作用吸附到水合物表面,降低了水合物表面积,增加了外部流体向水合物表面传质、传热的阻力,从而延缓水合物分解。
常用钻井液处理剂对水合物分解抑制的黏度效应和优选的两种高效水合物分解抑制剂可为水合物地层钻探提供钻井液技术支撑。
【总页数】5页(P1076-1080)
【作者】张玉彬
【作者单位】中石化石油工程技术研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ016;TE254
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深水钻井液中天然气水合物抑制技术研究的开题报告
深水钻井液中天然气水合物抑制技术研究的开题报告一、研究背景与意义随着深水油气勘探的不断深入，深水钻井液中天然气水合物的问题愈发凸显。
天然气水合物是一种烃类气体与水在一定条件下形成的固体结晶，如果在钻井过程中未得到有效控制，会严重影响钻井安全和生产效率。
目前，针对深水钻井液中天然气水合物抑制技术的研究已成为业界关注的热点问题。
本研究旨在探究深水钻井液中天然气水合物抑制技术，提高深水钻井安全性和生产效率。
二、研究方法本研究将采用实验研究方法，具体步骤如下：1. 分离天然气水合物样品；2. 选择不同种类的化学抑制剂，进行实验探究其抑制天然气水合物的效果；3. 探究深水钻井液的物理化学性质对天然气水合物抑制效果的影响；4. 使用实验结果，建立深水钻井液中天然气水合物抑制剂的筛选模型。
三、研究内容和目标本研究的具体内容和目标如下：1. 调研深水钻井液中天然气水合物的形成机理；2. 对常用的天然气水合物抑制剂进行文献综述，汇总其优缺点；3. 通过实验研究，探究不同种类、浓度、温度的化学抑制剂在深水钻井液中抑制天然气水合物的效果；4. 研究深水钻井液的物理化学性质对天然气水合物抑制效果的影响；5. 利用实验研究结果，建立深水钻井液中天然气水合物抑制剂的筛选模型，并对其进行优化和改进。
四、研究计划本研究将分为以下几个阶段：1. 研究前期：调研深水钻井液中天然气水合物的形成机理，综述常用的天然气水合物抑制剂，制定实验方案，准备实验材料。
2. 实验阶段：进行天然气水合物分离、剂量测定、化学抑制剂筛选实验、物理化学性质影响实验等。
3. 数据分析阶段：对实验数据进行分析、总结，建立天然气水合物抑制剂筛选模型，并进行优化。
4. 写作阶段：根据调研和实验结果撰写毕业论文，并进行答辩。
五、研究预期成果1. 建立深水钻井液中天然气水合物抑制剂的筛选模型，提高深水钻井安全性和生产效率；2. 提供深水钻井液中天然气水合物抑制技术的研究成果，为深海油气开发提供支持；3. 收集研究过程中所需要的文献资料，建立自己的文献数据库；4. 增强本人实验能力、数据处理及论文撰写能力。
新型低水合物抑制剂在深水作业中的使用
新型低水合物抑制剂在深水作业中的使用摘要新型低水合物抑制剂在油气田方面的应用已经得到了发展。
新一代抑制剂都属于动力学抑制剂，它们可以使得水合物生成的情况频繁出现在深水作业的现象得以抑制。
这些化学试剂有效地抑制水合物生成，无论在系统中是否有水侵的现象发生。
它们同时具有低毒性的特点，这使得它们得到了良好的环境评价。
有关于这些新产品的应用范围以及实施技术已经通过近年来实验室研究以及现场试验的丰富经验中得出。
取得这次成功与优秀的前沿设计、全面的部署计划以及有效的监控程序是密不可分的。
有关这些新型抑制剂的化学过程以及在模拟深水作业条件它们的化学反应会在这里简略的讨论。
同时，LDHI 对水合物生成的影响和不同压力对LDHI的影响将会一并讨论。
介绍天然气水合物的生成在海上油气开采中是一个备受关注的重点。
这些水合物是一种水晶状、冰状的固体，是气体分子在高压低温的条件下被收集在水笼团簇氢键中形成的。
高压低温的情况在水深大于等于3000英尺的水下作业中十分典型。
例如，墨西哥湾处于这个深度的水温常年保持在39华氏度左右。
严酷的环境以及难以达到都是水化抑制剂在深水作业中遇到的挑战。
一旦失败，补救措施所花费用和收益上的巨大损失将会使得故障成本大大增加。
深水井必须通过大量的油气开采以弥补开发成本。
在开采过程中即使是一段很短时间的干扰都会造成经营者数百万美元的损失。
水合物生成一般可以通过一些已确定的方法得以抑制，例如脱水、热管理和化学抑制。
尽管其中任何一个方法都可以有效的抑制水合物生成，但是它们在深水作业中并不可行或者效果并不尽如人意。
例如，脱水在水下油井以及有空间限制的小平台上并不可行；供热和保温可以独立或者共同使用，但是并不适合高气油比流体的长线运输，这将使成本大大增加。
化学抑制结合热力学抑制共同使用是目前用于水合物抑制的最普遍的方法。
这些抑制剂通过降低水分子活性使水合物平衡曲线向着更高压力以及更低温度的方向移动，最终，作业条件可以远离水合物稳定存在的区间范围。
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制剂 Ｎ ａ Ｃ １ 的复配使用效果 。研究表 明 ： 在Ｓ Ｄ Ｈ作用下 。 可将水合物生成过 程划分为水合物成核 、 水合物缓慢 生长和
大量生成 ３个 阶段 ： Ｓ Ｄ Ｈ可吸附在水合物 表面 ， 通过空 间位 阻作用有效抑制 水合物 的生长 ， 其最优加 量为 １ ． ０ ％； 低 剂量 的 Ｓ Ｄ Ｈ与热 力学抑制剂 Ｎ ａ Ｃ １ 的复 配具 有很好的协 同作用 ， 在模拟 ３ ｋ ｍ水深 条件下 （ ２℃ ， ３ ０ ＭＰ ａ ） ， １ ． ０ ％Ｓ Ｄ Ｈ 与 １ ０ ％Ｎ ａ Ｃ １ 复配使用 可保 证钻井液搅拌 １ ２ ｈ无水合 物生 成 ， 满足超深水 钻井 需要 ， 同时可降低成 本。
２ ０ １ ３年
第３ ７卷
中国石 油大学学报 （自然科 学版 ）
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第 ６期
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文章编号 ： １ ６ ７ ３ — ５ ０ ０ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ － ０ １ ５ ９ － ０ ６
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３ — ５ ０ ０ ５ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ ２ ６
深水钻井液高效水 合物抑制剂研究
赵 欣 ，邱 正 松 ，江 琳 ，孔 祥 云 ， 徐 加 放
（ １ ． 中国石油大学石油工程 学院， 山东青 岛 ２ ６ ６ ５ ８ ０； ２ ． 中国石化 西北油田分公 司工程技术研 究院， 新疆鸟鲁木 齐 ８ ３ ０ ０ １ １ ） 摘要 ： 通过分子结构优化 ， 研制 出海洋深水 钻井 新型水合物动力学抑制 剂 Ｓ Ｄ Ｈ。利用 自行研制 的天然气水 合物抑制 性能评价 实验 装置模拟超深水海底低温／ 高压环境 ， 进行水合物抑制性评 价实验 。结 合压力 一 温度 曲线和温度 、 压力 随时 间的变化 情况 ， 分析 Ｓ Ｄ Ｈ作用 下水合物生成 的动力 学过程 ， 探讨其 作用 机制 。考察低剂 量 的 Ｓ Ｄ Ｈ与热力 学抑
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ，Ｑ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ ２ ６ ６ ５ ８ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ＆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｓ Ｉ ＮＯ Ｐ Ｅ Ｃ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｏ ｉ ｉｅ ｆ ｌ ｌ ｄ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ ，Ｕ ｒ ｕ ｍ ｑ ｉ ８ ３ ０ ０ １ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
关键词 ： 深水 ； 钻井 液 ； 天然气水 合物 ； 动力学 抑制剂 ； 作用机制 ； 抑制剂组合
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｅ ２ ５ ４ 文献标志码 ： Ａ
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