聚胺仿油基钻井液研究与应用
聚胺高性能水基钻井液特性评价及应用
2 0 1 1 Z X 0 5 0 2 1 - 0 0 4 ) 、 中国石油大学 ( 华东) 优秀 博士学位论文培育计划 ( L W1 1 0 2 0 2 A) 和中央高校 基本科研业务费专项 资金( 1 2 C X 0 6 0 2 3 A) 资助
第一作者简介 : 钟汉毅( 1 9 8 4 一) , 男, 汉族 , 湖南衡 阳人 , 油气井工程 专业博士研究生 , 研究 方向 : 油气井 化学工程 。E — m a i l : z h o r - g h a n y i @
研 制 的聚 胺 页 岩 抑 制 剂 S D J A是 含 有 胺 基 、 羟
2 0 1 2年 1 1 月1 9日收到 十二五 国家科 技重 大专项
低 。由此可知 , 聚胺在低浓度下即可最大限度降低 黏土水化层 间距 , 导致 黏土去水化 , 表 现出优异 的 抑制效果。此外可 以看 出, 国外 同类产 品 U l t r a h i b ( M —I 公 司聚胺) 对钠蒙脱 土层间距 的影响表现 出 与S D J A相似的规律 。
摘
要
根据泥 页岩水化特点和 多元协 同抑制思路 , 构建 了聚胺高 性能水基钻 井液。介绍 了该体 系 的关键处 理剂聚胺 页岩
抑制剂、 包被抑 制剂 、 铝盐封堵 防塌剂和清洁润滑剂。通过屈 曲硬度 实验和粘结实验对 比评价 了聚胺 高性能水基钻 井液与几 种典型 防塌钻井液的性能。结果表明 , 聚胺 页岩抑 制剂 能在低 浓度 下最 大限度 降低 黏土 水化 层 间距, 有 效抑制 黏土水 化膨 胀 。聚胺页岩抑制剂与铝盐封堵防塌剂复配 后能 显著 阻缓孔 隙压力传 递。聚胺 高性 能水基 钻井液 抑制 性和清 洁润滑 性突 出, 与油基钻 井液接近 。聚胺高性 能水基钻 井液在胜利 油田田 3 0 5区块进行 了成功应用, 解决 了该 区块泥 页岩井壁失稳问题。
聚胺完井液的研制与应用
溶 液 中吸 附水分 子 的倾 向 , 从而 抑制 页岩膨 胀 。
针对海 上疏 松砂 岩储 层_ ]酸 敏性储 层及 低 孔 4 、 低 渗储 层 , ] 结合 有关 聚胺抑 制 剂 的研 究 , ] 中海 油
田服 务 股 份 有 限 公 司 研 制 出 了 一 种 以 聚 胺 抑 制 剂
的膨胀 。 13 界面 张力测试 .
P— F HAB 8 主剂 , 弱碱性 、 有 较强 的高 价金 属 l为 ] 呈 具 离子 螯合 能力 和低 油水界 面张 力等 特点 的新 型完井 液—— 聚胺完 井液 , 聚 胺 完井 液 已经 获 国家 发 明 该 专利 _ , 9 目前 已在 L 3 — 、 Z 61 J 2 — J D 22 S 3 — 、Z 51等油 田应 用 , 得 了 良好 的储 层保 护效果 。 取
业 。 目前所研 制 的聚胺 完井液 已成功 应用 于 L 3 — 、 Z 6 1J 2 — 油 田完井作 业 , D 22 S 3 — 、Z 51等 取得 了 良好
的储 层 保 护 效 果 。
关 键 词 聚 胺 完 井 液
性能 评价
现 场 应 用 储 层 保 护
Байду номын сангаас
近 2 O年 来 , 材 料 、 技 术 的 不 断研 发 推 动 了 新 新 钻 探技 术 的发展 , 国海 上油 田完 井 液 已从 无 固相 中 清 洁 盐 水 完 井 液 发 展 为 无 固 相 聚 合 物 盐 水 完 井 液l] _ 。作 为 国际上 第 三 代 高性 能 水 基 钻 井 液 的 主 1 。 剂, 有关 聚胺 抑 制 剂 的研 究 正 在逐 年 升 温 。聚 胺 抑 制 剂是 一种 结构 独 特 的多 元 聚 胺 , 有 较 多 的胺 基 含 (NH ) 具 有 完 全水 溶 、 一 , 低毒 、 水溶 液 呈 碱 性 、 与 可 其 它 添加剂 一起 使用 等 特 点 , 充 填 在粘 土 晶片 之 可 间并将 晶片 束缚 在 一起 , 有效 地 减 少 页 岩从 周 围的
聚胺UHIB强抑制性钻井液的室内研究
[收稿日期]2008-12-03 [作者简介]王昌军(1963-),男,1985年重庆石油专科学校毕业,硕士,高级工程师,现主要从事油田化学的教学、科研及现场应用工作。
聚胺UHIB 强抑制性钻井液的室内研究 王昌军 (长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023) 许明标 (长江大学石油工程学院,湖北荆州434023) 苗海龙 (中海油田服务股份有限公司,天津塘沽300458)[摘要]研制了一种新型的聚胺抑制剂U HIB ,其理化性能与国外同类产品UL TRA HIB 基本一致,将U HIB 引入PL US/KCl 钻井液中优化出了一套聚胺U HIB 强抑制性聚合物钻井液体系,其配方组成为:3%海水土般土浆+012%NaO H +0115%Na 2CO 3+115%聚合物降滤失剂+015%J M H Y J +2%L SF 21+0115%XC 2H +015%U HIB +014%PL H 石灰石调密度至1120g/cm 3,该体系具有良好的流变性、降滤失封堵性、强抑制性,并具有很好的储层保护效果和较好的应用价值。
[关键词]聚胺处理剂;储层保护;热滚回收率;强抑制性[中图分类号]TE25411[文献标识码]A [文章编号]1000-9752(2009)01-0080-04近年来,国外不少公司和研究机构分别研究开发出了一类新型的具有强抑制性的聚胺型水基钻井液[1~4],可以取代油基钻井液钻遇高活性强水敏性地层,取得了优异的应用效果[5];国内中海油服和长江大学已初步研制开发出聚胺的同类产品2U HIB 聚胺钻井液,并已在现场应用,取得了一定的应用效果[6]。
该钻井液具有抑制性强,在高温高密度下仍具有良好的流变性和抗温稳定性、低滤失性和良好的润滑性等特点,这些特点有利于钻井液性能的稳定和预防高温高密度情况下的压差卡钻。
为此,笔者主要介绍聚胺U HIB 强抑制性钻井液的室内研究工作。
1 聚胺强抑制剂的研制及其作用机理111 聚胺强抑制剂的研制近年来,中海油服和长江大学联合研究开发出了类似于UL TRA HIB 的聚胺强抑制剂———U HIB ,其理化性能见下表1。
聚胺钻井液在南海流花26—1—1井的应用
室 内在选 取 聚胺 抑制剂 不 同加 量 的 情 况 下 ,对 海水 、P A/ 1 井 液 和 聚胺 聚合 物 3种 不 同介 HP KC 钻
质 的抑制 性进 行 了 比较 评价 ,试 验结 果 如表 2所 示 。
聚 胺 钻 井 液在 南 海 流 花 2 —— 的应 用 611井
余 可 芝 ( 中海油田 服务股份有限公司油田化学事业部, 广东 深f 586) 10 J 7 l l 许 明 标 ( 长江大学石油工程 学院, 湖北 荆州 442) 303
[ 要 ] 通 过在 聚 胺 钻 井 液 P A K 1 系 中加 入 聚 胺 抑 制 剂 而 得 到 高 抑 制 性 能 的水 基 钻 井 液 ,该 体 系 摘 HP / C 体‘ 在南海水深 46 6m、 海 床 温 度 7 、 井 深 3 2 m 的初 探 井流 花 2 —— ℃ 83 611井 使 用 中 。 室 内评 价 结 果 表 明 ,聚 胺 钻 井 液 体 系性 能 稳定 ,现 场使 用 表 现 为 抑 制 性 强 , 润 滑 性 好 ,起 下 钻 通 畅 , 电测 和 地 质 资 料 准 确 , 钻 井
工程安全顺利 。
[ 键 词 ] 聚胺 钻 井 注 ;抑 制 性 ;水 化 膨 胀 ;低 温 增 稠 关 [ 图分 类 号] TE 5 . 中 24 3 [ 文献 标 识 码] A [ 章编号]10 文 00—9 5 (0 1 9 O 1 一O 7 2 2 1 )O 一 l 9 4
聚胺钻 井 液是一 类 在钻 井液 中加 入聚 胺抑 制剂 而得 到 的具有 代替 油基钻 井 液潜力 的新 型高 性能水 基 钻 井 液 ,最 近 几年 在 国外现 场得 到 了较好 的应 用 ,在解 决高 造浆 、强 水敏 地层 的钻井 作业 中显 示 了特别
KCl-聚胺钻井液技术研究与应用
约为 100℃,在该温度下对优化后的钻井液体系做了抗
温性试验,优化后的钻井液体系的抗温性稳定,当岩屑
表2
体系优化前后膨胀率的对比评价
污染达到 15%时,钻井液性能依然表现良好(见表 3)。
3.2.5 油气层保护
配方
回收率(%)
膨胀率(%)
清水
43.3
40.5
优化前
87.0
18.4
加入了磺化沥青,有效地改善了泥饼质量,提高了油层
2020 年,为实现提速目标,通过大量的室内实验和现场
量,对体系进行进一步升级优化。
实践,对无固相 KCl 聚合物钻井液体系做了全面的优
(1)优选降滤失剂。无固相氯化钾钻井液的失水
化,研制出新型的 KCl-聚胺钻井液体系,该体系不但
控制是比较困难的,因为在有固相(采用膨润土配浆)
流型易调整、井眼净化能力好、油层保护能力强,而且
段易分裂的层状页岩,极易发生剥落坍塌,造成井下复杂,Mishrif 和 Zubair 两个储层渗透性好,易发
生渗漏和形成小井眼。通过对页岩地层井壁稳定机理研究,优选页岩抑制剂、水基润滑剂等处理剂,
通过室内实验和现场应用,形成一套适用于鲁迈拉页岩层的 KCl-聚胺钻井液体系。
关键词:
鲁迈拉;KCl;聚胺
二是包被作用,使用长链大分子聚合物,利用其产生多
经过反复的实验验证,我们最终优选出白油和 Non
点吸附,包被粘土表面,阻止泥页岩与钻井液中自由水
foaming E.P. Lubricant 作 为 液 体 润 滑 剂 ,Graphite
的接触,抑制泥页岩的水化膨胀、分散。通过室内评
Powder 作为固体润滑剂。
3.1
KCl-聚胺钻井液体系的室内研究
胺基钻井液技术进展
20 年 , 09 屈沅治¨ 研发的泥页岩抑制剂 SA IT
含有胺基 , 存在 醚键 , 对分 子 质量 不超 过 l00 相 0 ,
对膨润土有 良 好的水化抑制作用 , 能明显提高泥页
2 1 年 8月 01
胺基钻井液技术进展
[] J .钻井液与完井液 , 09, 6 3 :3— 5 20 2 ( )7 7 .
目前 的胺基 钻井 液 , 程约 略为 : 进 氯化 铵—— 铵盐 钻井液 体 系— — 有机 阳离子 物质 季胺 阳离 子聚合 物— — 部分水 解 聚丙烯 酰胺— —有 机 阳离子 物质 季烷 基胺— — 有机 阳离 子物质 季羟基 胺— — 两性
聚胺 酸——烷 基 二胺— — 聚胺 乙二 醇类— —醚 乙
子也具 有较 强 的抑制 岩屑分 散 能力 。小 阳离子 即
精
8
细石Biblioteka ADVANCES I N
nN PE TR E
化
工
进
展
OCHEM I ALS C
… … ’ 期 第 l 卷第 8 2 …
了金属阳离子形成了对黏土的束缚 ; 其抑制页岩 膨胀的机理不 同于聚合醇的作用机理 , 这是 由于 胺基独特的束缚作用 , 而不是把水从层间排除; X 射线衍射分析结果表 明, 随着其浓度的增加 , 蒙脱 土的层 间距在下降, 与在聚合醇溶液 中观察到 这 的现象相反 , 同时这也支持 了一种新抑制机理 的 假设 ; 对具 有 中性 的胺 抑 制 剂进 行 了各 种分 子 量
方, 现场应 用取得 了 良好 的效果 引。
钻井液及钻屑排放所必需 的工程处理设备 , 缩短 了钻井时间, 并使钻井成本显著降低。 P t 等l al 4 e 采用聚醚二胺作为泥页岩抑制剂
胺基聚醇防塌钻井液的现场应用
井液体 系必须要 具有 良好的抗油 气污染 能力 和抗温 能力 , 同时钻井 液要有 良好 的携 岩净化 能 力和 良好的 防卡 润滑 陛。 3 、胺基 聚醇聚 磺钻 井液 体系应 用 根 据渤南 油 田地 层特 点 、 技术难 点 , 依据胺基 聚醇聚 磺钻 井液室 内试验评 价 , 定义 2 6 确 8 井三 开后进 入 沙河街 组地层 应 用胺基 聚醇 聚磺钻 井液 。 三 开后进 入 沙河街 组地层 使用 “ 胺基 聚醇聚磺 钻井 液体系 ” 技术要 点 : 从 东营 中下 部开 始强 化 了钻井 液性 能 的调 整 , 首先在 前 期固相 控制设 备 连续运 转 、 固相控 制 比较好 的基 础上 , 加大 聚 合物和 清 水的 用量 , 使基 浆密度 ≤ 1 . 1g c 、 0 /m3 般土含 量 ≤4g m3 在此基 础上 , 入磺化 酚醛树 脂 , 荧光 封堵 0/ , 加 低 防塌 剂 、 褐煤 类防塌 剂达 到2 %以上 , 钻井 液调整 为聚磺 钻井液 , 进入 沙河 将 在 街组 时 , 合胺基 聚醇 防塌剂将 钻 井液转化 为胺基 聚 醇钻井 液体系 , 成 “ 配 形 双 聚 ” 固壁 作用 , 定井壁 ; 用硅氟稀 释剂 调整钻 井液 流变参数 , 持钻井 化学 稳 利 保 液 良好 的流动 性 , 的塑性粘 度 、 合理 动切 力 , 持钻 井液 的携岩效 果 , 保 适当 的触 变性 保持 钻井 液的悬 浮能 力。 践证 明 , 实 这种配 合使 用的作法 能够有 效提高 钻 井 液的 防塌能 力 , 降低 钻井液 的高 温高压 滤失量 , 到了“ 达 两好 , 两低 , 适当 三 水 平 , 个施 工过程 顺 利。 整 2 应用效 果评 价 ①双 聚钻井 液具有 优 良的抑制性 能 , 通过在 现场 的现场 应用表 明 , 井眼规 则, 井径 扩大率 小 , 开平均 井径 扩大率 为 78 % 。 三 .6 ②稳 定井壁 效果好 , 聚钻井 液体系 物理 防塌和化 学 防塌 相结 合 , 高和 双 提 改善 泥饼质 量 , 减少钻井 液滤液 的进入 , 起到 了防塌和井 壁稳定 的效果 , 井壁 对 稳 定起 到了很 好 的作 用 , 减少 了井 下复杂 情 况的 发生。 ③提 高钻井 液的抑 制润 滑效果 , 泥饼 摩阻 系数在0 1 以下 , .0 钻进 过程 中因 机 械修理 , 具 在井深 42m, 止达 2 小 时 1分 钟后 , 动钻具基 本 无阻卡 钻 60 静 8 O 活 显示 , 保证 了 完井作 业施 工的顺 利 。 ④抗 高温 抗污 染效 果好 , 聚钻 井液 体系 使用 了足够 量 的抗高 温降 滤失 双
深水聚胺高性能钻井液试验研究
Z h a o X i n , Q i u Z h e n g s o n g , S h i B i n g z h o n g 2 , L i n Y o n g x u e 。 , G a o S h u y a n  ̄
( 1 . S c h o o l o f P e t r o l e u m En g i n e e r i n g, 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( Hu a d o n g ) , Q i n g d a o , S h a n —
b r e a k t h e t e c h n i c a l mo n o p o l y o f f o r e i g n c o mp a n i e s a n d r e d u c e C O S T S 。 b a s e d o n t h e d e v e l o p me n t o f a h i g h l y i n h i b i t i v e p o l y a mi n e s h a l e i n h i b i t o r a n d t a k i n g c o n s i d e r a t i o n o f l O W t e mp e r a t u r e r h e o l o g y a n d h y d r a t e i n h i ~ b i t i o n, a h i g h p e r f o r ma n c e p o l y a mi n e d r i l l i n g f l u i d h a d b e e n f o r me d f o r d e e p wa t e r d r i l l i n g b y s e l e c t i n g a d d i ~ t i v e s . Th e c o mp r e h e n s i v e e v a l u a t i o n r e s u l t s s h o we d t h a t t h e p r o p e r t y o f t h e d r i l l i n g f l u i d i S s t a b l e a f t e r h o t r o l l i n g a t 1 5 0℃ . Th e r a t i o s o f a p p a r e n t v i s c o s i t y a n d y i e l d p o i n t a t 2℃ a n d 2 5 ℃ we r e 1 . 3 6 a n d 1 . 1 4 r e — s p e c t i v e l y, wh i c h i n d i c a t e d t h a t t h e d r i l l i n g f l u i d wa s g o o d i n l o w t e mp e r a t u r e r h e o l o g i c a l p r o p e r t y , a n d c o mp a r a b l e wi t h o i l - b a s e d d r i l l i n g f l u i d i n s h a l e i n h i b i t i o n, s u g g e s t i n g t h e d r i l l i n g f l u i d i s h i g h l y i n h i b i t i v e . I n a s i m— u l a t i n g c o n d i t i o n o f l O W t e mp e r a t u r e a n d h i g h p r e s s u r e( 1 . 7℃ , 1 7 . 4 1 )a t 1 5 0 0 m wa t e r d e p t h, t h e r e wo u l d b e n o g a s h y d r a t e f o r me d i n t h e ri d l l i n g f l u i d i n 1 2 0 h o u r s . Mo r e o v e r , i t h a d g o o d r e s i s t a n c e t o C a C1 2 ( u p t o 1 . 0 )
新型聚胺水基钻井液研究及应用
有较高的回收率 ,表明 X J A 一 1 能有效抑制泥页岩水
化分 散 ,且具 有  ̄I
好的清洁润滑性 ,能预防钻头泥包 ,可以减少井下
复杂 情 况 ,提 高机 械 钻速 ,缩短 钻 井周 期 ,因此该 体 系 被 认 为 是 能 取 代 油 基 钻 井 液 的 新 一 代 水 基 钻
井
垂 羹
回 4 0
3 0
2 0 l 0 O
1 主要 处 理 剂 性 能评 价
1 . 1 聚 胺抑制剂 x J A 1
1 ) 页 岩滚 动分散 实验 。采 用塔 里 木油 田 B K 3 H 井 泥 页岩 岩样 ,在不 同温 度 下进 行 页 岩滚 动分 散 实 验 ,其 中聚胺 Ul t r a h i b和 XJ A一 1的浓度 为 1 % ,KC 1
第3 0卷 第 3期
2 0 1 3年 5月
钻
井 液
与
完
井 液
、 , 0 1 . 3 0 No . 3
Ma y 2 01 3
DRI LLI NG FLUI D & COM PLETI ON FLUI D
【 理论研究与应用技术 】
新型 聚胺水 基钻 井液研 究及应 用
究 与应用工作。地址 : 北 京市朝 阳区北辰东路 8 号北辰 时代 大厦 5 1 0 房间 ; 邮政编 码 1 0 0 1 0 1 ; 电话 ( 0 1 0 ) 8 4 9 8 8 6 9 9 ; E . m a i l :
PDF—PLUS聚胺聚合物钻井液在RM19井的应用
1 R 9井地层 特性及 钻井液技 术难 点 M1
R 9 位于 R岛北 部 。该 区地层 岩 性 主要 为 M1 井 含蒙脱石 、 / 混层 的软泥 岩 , 层 倾 角大 、 伊 蒙 地 断层 发 育, 存在 多个推覆体 , 多个 破碎带 , 地层 压力 为异 常高
在钻 开地 层后应 力 释 放 速度 问题 ; 存 在 高 温高 密 ⑤
度钻 井液 对储层 的污 染 问题 。 钻井液 施工 重点 : 由于微 裂缝 发育 , 在破碎 ① 存
性 地层 , 易造成 井 壁 掉 块 、 塌 , 以井 壁 稳定 性 极 垮 所 尤 为重 要 ; ②含遇 水强 分散 的活性 泥 岩 ( 层岩 性矿 地
P —L DF P US聚 胺 聚 合 物 钻 井 液 在 RM 1 的 应 用 9井
胡 进 军 邓 义 成 王 权 伟
( 中海 油 田服 务 股 份 有 限公 司 油 田 化 学 事业 部 , 津 塘 沽 ) 天
摘要
RM1 9井 位 于 R 岛北 部 , 区地 层 岩 性 主 要 为含 蒙脱 石 、 / 该 伊 蒙混 层 的 软 泥 岩 , 造 复 杂 , 释 模 型 待 证 构 解
2 P r Ⅵ 一 ( 化 沥 青 降 滤 失 剂 ) P - J FD Ⅱ氧 +2 F H Z ( 表面活性剂 , 减阻剂 ) K 1 . P - L ( +5/ C +0 4 F P US 聚 9 6 合物包被 剂) +重 晶石 ( p为 2 0g c 3 +铁矿 粉 至 . /m )
表1地 岩 矿 组 分 结果 层 性 物 成 析
高, 安全密度 窗 口窄 , 易发生井 下 复杂情况 ; ⑥在造 浆
KCl-聚胺强抑制性高密度钻井液体系室内研究
21 年第 1 期 01 2
西部探矿工程
8 1
表 5 盐污染实验
表 6 钙污染实验
为了模 拟钻 井过 程 中钻遇 石膏 层 的状 况 , KC 一 在 1 聚胺 体 系 中分 别 加 入 0 1/ 0 2 、. 、. 的硫 . 、. 0 3 0 4 9 6 酸钙 , 6的实 验结果 显 示 , 入硫 酸钙 后 , 井液 粘切 表 加 钻
4 66 5.
25 ~2 6 75 7O 3 1 ~ 3 1 3O 35
3 5~ 33 33 40
5 .0 15
5 5 7. 0
4.8 4 9
1 74 o.
由表 3可 以看 出 , 屑 清水 回收率 很低 , 岩 容易 水 化
3 2 3 抗 污染性 能评 价 ..
分散 , C 一聚胺强抑制性高密度钻井液体系抑制性与 K l 清水相 比, 回收率有很大 的提高, 并且 高于 K 1 H C 一P — P A聚合醇体系, 明其抑制性优于 K 1 P P 聚合 说 C- H A 醇无固相体系。同时 , 做浸泡实验发现 , 钻屑在清水 中 浸泡 2h , 4 后 钻屑完全散开 , 说明钻屑具有很强的水敏 性; 而在钻井液中浸泡 2h , 4 后 其形状保持完好 , 明钻 说 井液具有很强的抑制性 , 以有效阻止钻屑水化分散 。 可 体系具有很强的抑制性 , 能够有效的保持井壁稳定 、 防
摘 要: 聚胺类材料是 当今钻井液材料 中的一个热点, 其分子 中的胺基吸附覆盖在粘土表 面, 防止 活 性粘土的水化膨胀。在国外, 聚胺类材料 已经成功的运用于高水敏层、 复杂地层的钻井作业。通过 大 量 实验 摸 索 出一 套 密度 迭 22 /m3流 变性 好 、 制性 强 、 污染 、 护 油 气层 的 K l 聚胺 强抑 制 . gc 、 抑 抗 保 C一 性 高密度钻 井液体 系, 并对其各项性能进行 了室内评价。 关 键词 : 高密度钻 井液 ; 聚胺 ; 制性 ; 变性 抑 流 中图分 类号 : 2 文献 标识 码 : 文章 编号 :0 4 51 (0 11一 O7一 O TE A 10- 76 21 )2 O 9 4 高密度钻井液在钻井过程中会存在着一个矛盾 , 为了 维护体系稳定我们必须保持其具有较强的分散性 , 但是强 分散体系会造成钻屑细分散侵入钻井液 , 导致钻井液密度 上涨, 粘切上升 , 流变性变差, 在钻井过程中导致起下钻不 通畅, 甚至引起钻头泥包、 粘附卡钻等严重钻井事故。针 对复杂地层钻井 过程 中 出现 的掉块严 重 、 壁坍塌 、 井 井径 不规则的问题, 我们摸索出了一套能够满足现场应用, 解 决高密度和强水敏 陛 地层钻井难题的 K l C一聚胺强抑制性 高密度钻井液体系( 简称 c一聚胺体系) l 。 1 聚胺 类抑 制剂 作用 机理 聚胺类 页 岩抑 制剂 分 子 中具 有 大 量 游 离 的 胺基 基 团, 从而能够很好地镶嵌在粘土层间 , 并使粘土层 紧密 结合在一起 , 降低粘土水化层 的厚度 , 抑制粘土水化分 散 。这种胺基吸附作用机理是 中性 的胺类化合物分子 通过与粘土矿物中金属离子相结合吸附在粘土上 , 或者 是质子态的胺分子通过阳离子交换作用取代粘土矿 物 中的金属离子。分别配置不 同浓度 的聚胺溶液同时加 入粘土 , 对浸泡在溶液中的粘土样品进行 x 一射线衍射 实验 , 结果发现聚胺浓度越高 , 泡在里面的粘土层 间距 越小 , 这也验证 了聚胺抑制剂的作用机理。 2 聚胺 单剂 筛选 聚胺单剂筛选我们采取的实验方法是, 分别配置同 等浓度的聚胺溶液 , 加入膨润土, 充分搅拌后静置 2 h 4, 待其水化完全 , 测六速和失水 ; 经高温老化后再次测六 速和失水 , 从而对各类聚胺产品在常温和高温下抑制膨 润土造浆的能力进行评价。
钻井液用低聚胺类页岩抑制剂的结构与性能
钻井液用低聚胺类页岩抑制剂的结构与性能钻井液(Drilling Fluid)是地质勘探和钻井作业中必不可少的元素。
其作用包括维持、稳定、降低钻井过程中的摩擦、冲刷泥浆和抑制井壁崩塌等。
而在页岩气和页岩油钻探中,钻井液对于提高生产效率和经济效益具有重要作用。
目前,低聚胺类页岩抑制剂是钻井液的一种常用添加剂。
本文旨在探讨其结构与性能。
首先,我们需要了解什么是低聚胺。
低聚胺是一种聚合物,是由少于10个的单体(也称单体组分)组成的高分子化合物。
它们通常是通过催化剂或引发剂引发聚合反应而合成而成。
低聚胺中的单体或单体组分包括乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯和氨基甲酸酯等。
然后,我们需要明确低聚胺类页岩抑制剂的结构。
低聚胺类页岩抑制剂是一种由低聚胺组成的复合体系。
它包括主链分子、侧链分子和跨链分子。
主链分子指低聚胺分子中主要构成的部分,可以是乙烯等单体组分形成的聚合物,也可以是具有多功能性的芳香族环化合物。
侧链分子是在低聚胺主链上接枝的分子,用于调节低聚胺的溶液性能和抑制下降性。
跨链分子是在低聚胺分子之间交联的分子,形成一种3D立体结构,从而增加它的空间构型和稳定性。
最后,我们需要探讨低聚胺类页岩抑制剂的性能。
低聚胺类页岩抑制剂可以有效地抑制页岩影响钻头,提高钻探速率。
此外,它还可以通过表面活性剂作用,抑制井壁崩塌,避免开裂、断层等不良复杂情况的发生,提高钻井液的稳定性和切削性能。
低聚胺类页岩抑制剂与亲水性亚磷酸盐类、无机盐等杂质在钻井液中的相容性较好,大幅提高了防止石灰沉淀、降低泥浆过滤损失、抑制污染等效果。
总的来说,低聚胺类页岩抑制剂是一种在钻井液中的添加剂。
它具有良好的抑制和降解页岩的效果、提高钻探效率、防止井壁崩塌、降低污染等优点。
同时,其分子结构多样性、突出的油水界面活性、耐高温性能及抗污染性等优异性能为其在钻井工业中的广泛应用奠定了基础。
但是,由于低聚胺的多样性和复杂程度,当前其结构与性能的相关文献和实验结果不够严谨和完整,需要进一步加强研究,以进一步推动其应用和发展。
HEM深水聚胺钻井液体系的研究与应用
HEM深水聚胺钻井液体系的研究与应用HEM深水聚胺钻井液体系的研究与应用摘要:深水钻井环境中,聚合物钻井液因其优越的性能而备受欢迎,其中,聚胺是一种十分常见的成分。
本文介绍了一种以HEM为基础的深水聚胺钻井液体系,比较了不同体系的性能表现,并对HEM体系的应用进行了实验验证。
关键词:深水钻井,聚合物钻井液,聚胺,HEM,性能表现,实验验证一、引言随着石油资源的不断减少,勘探深海油气储层成为了石油行业关注的焦点之一。
深海钻井面临的环境条件十分恶劣,海底水压强大、温度低、盐度高,而采用传统的水泥浆、黏土浆等钻井液技术存在很多问题。
因此,在深水钻井中,聚合物钻井液被广泛应用,其优越的性能在深水钻井中得到了充分的发挥。
聚胺是一种常见的聚合物钻井液成分,可以提高钻井液的黏度、减少滤失等问题。
但传统聚胺容易在高温高盐的条件下失效,影响钻井工作进展。
本文将介绍一种以HEM为基础的深水聚胺钻井液体系,并比较了不同聚合物钻井液的性能表现,验证了HEM体系的应用效果。
二、HEM深水聚胺钻井液体系的组成HEM聚合物为胺酰氧乙酸乙酯与1,6-二氯己烷的共聚物。
在聚胺的基础上,添加HEM、磺化胶及其他助剂,形成了HEM 深水聚胺钻井液体系。
该液体系统的组成如下:(1)基体液:水、无机盐等。
(2)主要聚合物:聚胺、HEM。
(3)其他助剂:磺化胶、缓蚀剂、钙离子控制剂等。
三、比较HEM经典聚胺体系的性能差异1.氧化稳定性在高温高盐的深海环境中,聚合物容易受到氧化而失效,因此该体系的氧化稳定性成为了一个很重要的指标。
经测试,HEM体系聚胺的氧化稳定性相比较经典聚胺有所提升。
2.胶体稳定性在深水钻井中,钻井液必须保持稳定,以免引起漏失等问题。
经测试,HEM体系聚胺可以更好地保持钻井液的胶体稳定性。
3.抗盐性由于深水钻井液需要循环使用,因此对其抗盐性的要求十分高。
经测试,HEM体系聚胺在高盐条件下仍然能够很好地发挥其性能。
四、实验验证HEM深水聚胺钻井液体系的应用本文采用实验法对HEM深水聚胺钻井液的应用效果进行了验证。
UHIB聚胺及现场应用技术简介
8
2
47.5 36.5 26 19 21.5 17.5 14/11 13/10 8/5.5 7/5 5.0
8
3
48 36.5 26 18 22 18.5 14/12 13/10 8/5.5 6.5/5 5.0
9
注: AV 为表观粘度; PV 为塑性粘度; YP 为动切力; Gel 为初终切力; FL·API 为 API 滤失量。
表 聚胺对钻井液滚动回收率影响
配方
残渣重
滚动回收率(%)
海水
5.8
11.6
PEM 基浆
40.9
81.8
PEM 基浆+1%聚胺
47.8
95.6
PEM 基浆+1.5%聚胺
47.9
95.8
PEM 基浆+2%聚胺
48
96
PEM 基浆+2.5%聚胺
48.2
96.4
PEM 基浆+3%聚胺
48.4
96.8
随着聚胺UHIB加量的增加,体系的滚动回收率增加;未加聚胺UHIB时,体 系的滚动回收率为81.28%;当聚胺UHIB加量为1%时,体系的滚动回收率为95.6 %;聚胺处理剂可以明显提高水基钻井液的抑制性,1%的加量可以将基浆的滚 动回收率提高十个百分点以上,显示出强的抑制能力。
2003 年,哈里伯顿的介绍了一种采用聚胺作为交联剂,在聚丙烯酰胺、AM PS/丙烯酰胺以及丙烯酸酯等聚合物存在下的钻井液中的使用。
2003 年 MI 公司对具有油基钻井液效果的渗透膜和井眼稳定行为进行了研 究,对包括聚胺在内的抑制性的具有成膜效果的物质进行了评价。
2006 年,M-I SWACO 描述了在现场使用的独特的聚胺水基钻井液的技术发 展,对广泛的页岩类型聚胺都显示了较好的独特页岩稳定特征,该技术可使水基 钻井液使用在先前严重依耐油基钻井液的使用场合。
新型改性聚胺聚合物钻井液体系室内研究
( )抗 Na 1 染 评 价 。从 抗 Na 1 1 C 污 C 污染 能力
评 价实 验数 据 可 以 看 出 ,随 Na 1 量 的增 加 ,聚 C加 胺 钻井 液 体系 的表 观黏 度 、切力 以及 滤 失量 均变 化
不 大 。这 表 明钻 井 液体 系 有 很好 的抗 Na 1 染 的 C 污
李 志军 李武 胜 吴军 汪 鸿鹏 钟 雨
中 国石油 青海 油 田分公 司采 油 三厂
摘 要 :聚胺 的加 入 可 以有 效 降低 钻 井液
的 滤 失 , 改 善 钻 井 液 的 流 变性 能 。 通 过 对 聚 胺 理 化 性 能 的 比较 分 析 ,在 传 统 的 聚 合 物 钻 井 液 中加 入 UAE 聚 胺 进 行 抑 制 性 改 进 , 建 立 了聚 胺 聚 合 物 钻 井 液 体 系 , 并 对 该 体 系进 重 到 】 2 / m。 _ 5g c 。
2 聚 胺 钻 井 液 体 系评 价
2 1 聚 胺钻 井 液流 变性 能评 价 ( . 低剪 切 速率黏 度 ) 为 了提 高井 眼净 化能 力 ,及 时把井 下钻 屑 携带
行 了常规 性 能评 价 。研 究表 明 ,经过 聚胺优 化 改进后 的 聚合物 钻 井液体 系具有 更加 优 良
a
‘一
25
5 \ 1
目 20 二
10 5
辩
1 聚 胺 钻 井液 体 系 简 介
为满 足环 保要 求并 降低 钻井 液 成本 ,近 年来 国
外一 直在 寻求一 种 具有 油基 钻井 液性 能 的水基 钻井 液 。在过 去几 年 内 ,采 用 了多种 方法 提 高水基 钻井
的抑 制 性 能 和 更 好 的 流 变性 能 、滤 失 性 能 和
聚胺抑制防塌钻井液的研究及其在川西地区的推广应用_李尧_杨国兴_樊志刚_王权阳_
) 。 录泥饼厚度 , 对泥饼质量进行描述 ( 表 2、 图 1
+ - 幑幐R—NH3 +OH R—NH2 +H2O
收稿日期 ]2 0 6 1 7 4 0 1 [ - - , 男 ,2 作者简介 ] 李尧 ( 0 0 3 6 年大学毕业 , 硕士 , 工程师 , 现主要从事钻井液技术研究工作 。 1 9 8 [ -)
·1 3 8·
石油天然气 工 程
第3 6 卷第 1 2期
李尧 等 : 聚胺抑制防塌钻井液的研究及其在川西地区的推广应用
·1 3 9·
由表 1 可 以 看 出 ,J 1在体系中的 A - 加入会 略 提 高 钻 井 液 体 系 的 塑 性 黏 度 及 动切力 , 对初 切 力 和 终 切 力 基 本 无 影 响 。 随着密 度 的 提 高 , 聚 胺 抑 制 防 塌 剂 J 1 A - 与高密度 体 系 具 备 良 好 的 配 伍 性 能 。 从 表 2、 图 1 泥饼厚度及泥饼 质 量 情 况 可 以 看出 , 聚胺 抑 制 剂 的 加 入 对 泥 饼 厚 度 无 明显影响 , 但 是 对 泥 饼 质 量 有 明 显 的 改 善作 用 , 同 时 能 够 增 强 泥 饼 的 韧 性 。 根 据聚胺抑制 处 理 剂 的 抑 制 机 理 分 析 认 为 , 聚胺抑制防 塌 剂 吸 附 在 黏 土 颗 粒 表 面 后 , 其疏水基 团 部 分 覆 盖 在 黏 土 表 面 , 改 变 了黏土表 面 的 结 构 , 使 得 高 密 度 条 件 下 的钻井液体系泥饼质量得到明显改善 。 . 2 抑制性 2 . 2 [] / 参考 S 1 前后钻井液体系线 3 5—1 9 9 7 标准 6 得出不同密度条件下 , 加入聚胺抑制防塌剂 J Y T 6 3 A -
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]。
川西中浅层水平井聚胺仿油基钻井液技术研究
( 2 ) ME G能 有 效 改 善 泥 页 岩膜 效 率 。MEG水 化 单体 的尺 寸较 小 , 能进 人 渗 透率 极低 的泥 页岩 孔 隙 , 通 过在 孑 L 隙 的表 面 吸附 固定 , 减 少 了孔 隙空 间 , 孔 隙 空 间
收 稿 日期 : 2 0 1 3 - 0 5 — 2 9
大, 能有效 降 低水 活度 嘲 。
2 聚胺仿 油 基钻 井液 体 系室 内性 能评价
针对 目前 川西 区块 钻 井 液体 系 的使 用 现状 以及现 场需 求情 况 , 依据 马蓬 8 3 一l H井 的井 身结 构 、 地 层 情况 和钻 井 液技 术难 点 等要 求 , 实 验通 过 处 理剂 优选 、 最 佳
2 0 1 4 年第 3 期
西部 探矿 工 程
3 1
川西 中浅层水 平井聚胺 仿油基钻 井液技术研 究
刘金牛 , 张 国 , 徐 江
( 1 . 中石化 华北 石 油5 - 程有 限公 司西部 分 公 司 , 新疆 轮台 8 4 1 6 0 0 ; 2 . 中国石 化石 油工程 技 术研 究院 , 北京 1 0 0 1 0 1 )
低, 易生物降解 , 因而 对 环 境 造成 的污 染 很 小 , 有 利 于
储 层保 护 和环境 保 子通过页岩的难度 , 而 尺 寸较 小 的水 分 子 仍 可 以 自由通 过 , 加 大 了 溶质 分 子与水分子通过泥页岩的速度差异 , 导致泥页岩的膜
中取 代 了金 属 阳 离 子形 成 了对 粘 土 的束 缚 : 一 方 面通 过 抑 制粘 土 的水 化 作 用 , 减 少 粘 土 的塑 性 以 降低 钻 头 泥 包 的可 能性 ; 另一 方 面又 可通 过 吸 附 , 在 钻具 的表 面 形成 一个 疏 水 的油膜 , 有 效 防止钻 头 泥包 。
国内外油基钻井液研究与应用进展
油基 钻井液 的缺点 主要体 现在 成本高 、不利 于 录 井作 业 、 环境存 在严重影 响 等 。采用 油基钻井 液成 对 J 功钻 井 的同时 ,会 对周 围的环境 产生 污染及 对储层 造
结构 , 黏弹性 会 逐渐增 大 , 定 时 间后 ( 于 4h 趋 于 一 大 ) 平衡 。 一现 象对于 现场作业 很不利 , 这 故保证 钻井液低
滑 性好 , 制性 强 , 利于 保持 井 壁 稳定 , 最 大 限度 抑 有 能
所吸 附的油量 , 还具 有改善 流变性 和降滤 失的作用 。 通 过加 入一种 油溶性 的聚合物 表面活 性剂 ,能够 显著降 低 岩屑 上油 的滞 留量 l。 9 _
1 . 低 剪 切 速 率 流 变 性 控 制 .4 3
1 . 技术 难点 3
1 . 悬 浮 稳 定 性 。1 3
降 滤失 剂 主要 用 于控 制体 系 的滤 失量 和稳 定性 ,
高 软 化点 ( 于 2 0℃ ) 青是 良好 的降 滤 失剂 之一 , 大 2 沥 同时还有 一些其 他类型 的降滤失 剂 。国外研 制 出了一
种 在油基 钻 井液 和合 成 基钻 井 液 中均具 有 溶解 性好 、
81 ~ 2个 碳 原 子 的 亲 油 基 和 一 个 亲 水 的 胺 基 的 烷 基 伯
盐 膏层 、 量衰竭 的低 压地 层 和海洋 深水 钻井 ] 能 。
221 .. 3 气 制 油 钻 井 液 .
胺 表 面活性 剂 ,可通 过选 择不 同 的烷基 来实 现 亲油 基 团 的变化 , 通 过胺基 的重 复作 用来 改变 亲 水基 团 , 并 从 而使 表面活 性剂 达到 预想 的性 能 lj I 8 。油 脂加 工废料 与 有 机碱 为原 料 , 成可 降解 乳化 剂 C T, 合 E 用其 配制 的油 基钻井 液体 系 , 滤失量 较低 , 化稳 定性 较好 [ 。 B值 乳 1 V 小 于 1的 2种 或 3种 乳 化 剂 复 合 而成 的 可转 相 乳 化 剂 . 用于钻 井 液ห้องสมุดไป่ตู้的可转相 的乳 化 剂 ] 可 。
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浅层水平井 中得到广泛应用 。室 内实验表 明 , 该钻井液流变性 、 抑制性和润滑性较好 ; 现场应用表 明 , 该钻井 液性能稳 定, 抑制性强 , 润滑性好 , 水平段井 径扩大率较小 , 起 下钻摩 阻较低 , 能够满足川西 中浅层水平井 的钻井需要 。
关键词 仿油 基钻井液 聚胺抑 制剂 水平井 流变性
Ke y wo r d s p s e u d o o i l— - ba s e d dr il l i ng lu f i d p o l y a mi n e i n h i b i t o r ho r i z o n t a l we l l r h e o l o g i c a l p r o p e r i t e s
聚胺 仿油基 钻井液是一类 以聚胺抑制剂 和 M E G( 甲 点, 目 前 已在川西 中浅层水平井中得到广泛应用 。 聚胺 抑制 剂 是一种 不 水 解 、 完全水溶、 低毒 ( 9 6 h 进 而起 到稳 定井 壁 的作用 。 同时高剂 量 的 ME G使得 钻 井液 具备 优 良的 的润 滑特 性 。 国外 在 环保 要 求 严
第2 7卷第 9期 2 0 1 3年 9月
化工时刊
Ch e mi c a l I n d u s t r y Ti me s
V o 1 . 2 7, No . 9 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 2—1 5 4 X. 2 0 1 3 . 0 9 . 0 0 5
Re s e a r c h a n d Ap p l i c a t i o n o f Po l y a mi ne Ps e ud o Oi l — — b a s e d Dr i l l i ng lu f i d
Q i C o n g l i
( E n g i n e e i r n g T e c h n o l o g y I n s i t t u t e, S i c h u a n ,D e y a n g , 6 1 8 0 0 0 )
Ab s t r a c t P o l y a mi n e p s e u d o o i l — — b a s e d d i r l l i n g l f u i d wa s a n e w d i r l l i n g l f u i d s y s t e m c o n s i s t i n g c h i e l f y o f p o l y ・ - a mi n e i n h i b i t o r a n d MEG.I t Wa s w i d e l y u s e d i n t h e mi d d l e a n d s h a l l o w l a y e r h o iz r o n t a l w e l l s i n c h u a n x i .Re s u l  ̄o f e x p e i r me n t s h o we d t h a t t h e d i r l l i n g l f u i d h a d g o o d r h e o l o g i c a l p r o p e r t i e s ,i n h i b i t i o n a n d l u b i f c i  ̄ ;t he i f e l d a p p l i c a t i o n i n d i c a t e d ha t t he t d r i l l i n g l f u i d h a d s t a b l e p e f r o r ma n c e ,s t r o n g i n h i b i t i o n nd a g o o d l u b i r c a i t o n;a c t u a l h o l e e n l a r g e — me n t r a t e wa s s ma l l i n h o i r z o n al t s e c i t o n.a n d t r i p f i r c i t o n w a s l o w.T h e d i r l l i n g l f u i d c o u l d me e t t h e d il r l i n g r e q u i r e — me n t s o f mi d d l e a n d s h a l l o w l a y e r h o i r z o n al t we l s i n c h u nx a i .
聚 胺 仿 油 基 钻 井 液 研 究 与应 用
齐 从 丽
( 中石 化西 南油 气分 公 司工程 技术研 究 院钻 井工 艺所 , 四川 德 阳 6 1 8 0 0 0 )
摘 要 聚胺仿油基钻井液是一类 以聚胺 抑制剂和 ME G( 甲基葡萄糖甙 ) 为 主要处理 剂的新型钻井液体系 , 在川西中
在井壁岩石和钻屑上 , 而亲油基朝外 , 使M E G能在井 基 葡萄糖甙) 为主要处理剂 的水基钻井液体系 , 该 钻井 液 壁 岩石 表 面和钻 屑表 面 吸附形成 一层膜 , 阻止钻 井液 具有抑制性强、 润滑性能好、 环保兼容性强、 维护简单等优 中的水分子进入页岩 内部, 从 而抑制页岩水化分散 ,