【摘 要】
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针对鄂尔多斯盆地富县区块井壁失稳技术难题,从复杂地层的矿物组成、微观结构和理化性能角度,揭示了富县区块刘家沟组、石千峰组和石盒子组井壁失稳机理.泥岩中黏土含量较高,地层孔隙、裂缝发育,为泥页岩水化提供了空间.结合“多元协同”井壁稳定理论,提出“物化封堵/固结井壁阻缓压力传递—加强抑制黏土水化性能—合理密度支撑井壁”的防塌钻井液技术对策.通过单剂优选和配方优化,构建了适用于富县区块的强抑制强封堵防塌钻井液体系,该钻井液体系流变性良好,高温高压滤失量仅为8.4?mL,抑制防塌、封堵能力强,滚动回收率大于90％
【机 构】
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中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛 266580;中国石油化工股份有限公司华北油气分公司,郑州 450006;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛 266580;中国石油化工股份有限公司
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针对鄂尔多斯盆地富县区块井壁失稳技术难题,从复杂地层的矿物组成、微观结构和理化性能角度,揭示了富县区块刘家沟组、石千峰组和石盒子组井壁失稳机理.泥岩中黏土含量较高,地层孔隙、裂缝发育,为泥页岩水化提供了空间.结合“多元协同”井壁稳定理论,提出“物化封堵/固结井壁阻缓压力传递—加强抑制黏土水化性能—合理密度支撑井壁”的防塌钻井液技术对策.通过单剂优选和配方优化,构建了适用于富县区块的强抑制强封堵防塌钻井液体系,该钻井液体系流变性良好,高温高压滤失量仅为8.4?mL,抑制防塌、封堵能力强,滚动回收率大于90％,400?μm裂缝承压能力达到6?MPa,储层保护性能良好.现场应用表明,新研制的强抑制强封堵钻井液体系能有效控制刘家沟组、石千峰组和石盒子组等地层的缩径、坍塌,显著降低了井径扩大率,提高了机械钻速,无井下复杂事故发生,为保证富县区块“安全、高效”的钻井施工提供了钻井液技术保障.
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研究了2种乳化剂RHJ-Ⅰ和RHJ-Ⅱ的油/水界面活性及温度的影响.以国产合成油为基础油,25％?CaCl2水溶液为水相,并添加Ca(OH)2制备了油包水(W/O)型乳状液,考察了体系组成、老化处理温度和静置温度等对其稳定性的影响,探讨了稳定机理.结果表明,所研究的乳化剂可显著降低合成油/水界面张力,在油/水界面形成黏弹性界面膜.所制备的W/O型乳状液具良好的分散稳定性,RHJ-Ⅰ和RHJ-Ⅱ复配具协同增稳效应.乳状液经高温(180和232?℃)老化处理后,其稳定性明显增强,缘于乳化剂与Ca(OH)2作用
针对油基钻井液封堵性不足的难题,以N,N-二甲基丙烯酰胺(DAM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)为单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用悬浮聚合法合成了一种两性离子聚合物凝胶微球.采用核磁共振氢谱对凝胶微球进行了分子结构表征,并考察了单体投料比、交联剂加量、乳化剂加量等对凝胶微球粒径与封堵性能的影响规律,最终将单体投料比优选为DAM:AMPS:DMDAAC=7:1:2,MBA加量优选为单体总质量的0.2％,乳化剂加量优选为单体总质量的3
传统能源储量日益减少,干热岩类新型能源的开发变得尤为重要.然而干热岩井底温度较高、井深较深且存在造斜井段、其周边有自然保护区,对钻井液的高温稳定性、环保性有着严格的要求.如果能设计高效的抗高温钻井液体系,将会对干热岩的开发起到事半功倍的效果.因此对30余种处理剂进行常规性能测试与热滚老化实验,通过控制变量、正交实验等方法,根据干热岩特征对钻井液的组分、含量进行设计筛选,得到一套干热岩抗高温钻井液体系,并对该体系在不同温度、密度、老化时长的条件下进行抗温性能测试.实验结果表明,该钻井液体系在240?℃高温下
以实验为基础,观察了微泡沫流体3种失稳形式:析液、沉降或两者同时存在,研究了微泡沫体系的黏度和切力、稳泡剂分子量、搅拌速度、温度、Na+和Ca2+等对失稳形式的影响,并对比各失稳状态前微泡沫流体的界面膜黏度和强度,分析了其内在失稳机制,为构建抗温抗盐的微泡沫体系提供技术借鉴.总体来说,当基液黏度及动塑比低,或者稳泡介质为轻质凝胶时,微泡沫流体失稳表现为析液;当基液稳泡介质密度高,或凝胶分子量过高致使束缚自由水增多,造成液膜厚重时,微泡沫体系失稳表现为沉降;而经不同高温老化或者被不同浓度金属离子污染情况下,
关于自修复剂掺入水泥浆后对水泥石力学性能及微观结构的影响研究较少.自修复乳液掺量分别为0％、5％、10％、15％和20％,液固比均为0.44,各水泥浆试样在90?℃水浴中养护3?d.结果表明,自修复乳液的掺入,降低了水泥石的弹性模量,随掺量的增加,水泥石的弹性模量降低较显著;自修复水泥石的强度高于普通水泥石,掺量较小时抗压强度更高,掺量较大时,抗折强度增幅更大.自修复乳液改变了水泥水化产物Ca(OH)2晶体的微观形貌,使其不再呈叠片状堆积,而是乱向、松散分布且晶体形貌不规则,自修复胶粒沉淀分布于水化产物凝
针对目前油基钻井液存在因所含矿物油和处理剂的生物毒性大,而被限制或禁止排放的问题,制备出生物毒性低的油基钻井液基油,合成高效低毒的一体化乳化剂和新型高凝胶改性有机土,并对钻井液处理剂及加量进行优选,最终形成了一套环保型油基钻井液体系.该钻井液体系的生物毒性LC50达到15000?mg/L以上,生物可降解性好;体系的流变性良好,破乳电压达到800?V以上,高温高压滤失量小于6?mL;钻井液体系能抗5％石膏、5％钻屑和15％盐水污染;该油基钻井液应用性良好,油水比可在60/40～90/10的范围内调节,密度可
针对塔里木库车山前超高压气井四开低返速固井过程中钻井液实际处于低剪切流动状态和现场采用全剪切速率流变测试数据拟合其流变模式和流变参数的不足,研究了库车山前钻井液在低返速固井过程中的低剪切速率范围、对应的流变模式和流变参数及其对注水泥环空流动摩阻系数的影响.研究结果表明,在低返速固井过程中,钻井液的剪切速率明显小于1022?s?1(600?r/min),且对应的流变模式及流变参数与全剪切速率范围内的差异巨大,导致基于二者的注水泥环空摩阻系数也存在较大的差异,从而影响对注水泥环空压力计算的精确控制.为此,对低
长探1井是部署在松辽盆地南部长岭断陷神字井洼槽哈尔金构造上的一口风险探井,完井井深为5400?m.为解决该井三开井段中存在的井底温度高、设计密度低、火成岩地层坍塌掉块、二氧化碳侵等技术难点.经室内研究形成了一套抗温200?℃、高温流变性好、封堵性强、有一定抗污染能力的抗温防塌水基钻井液体系,该钻井液利用磺酸盐共聚物降滤失剂的高温护胶作用提高了体系的抗温和抗污染能力,通过纳米二氧化硅提高了体系的流变调节和封堵能力.在现场应用中,该钻井液具有良好的高温稳定性,抑制了火成岩井段地层坍塌,高温流变性良好,解决了井
通过水溶液聚合体系研制出含双尾疏水单体的两性离子型聚合物分子P-DHZ,黏均分子量达到1000万以上,其具有极佳的耐盐型、减阻性与成胶性,可作为页岩气水力压裂液减阻剂或稠化剂利用高矿化返排液直接配液,耐盐能力可达6×104?mg/L.为满足页岩气压裂现场连续混配的工艺需求,将研制出的P-DHZ制成粉剂,分散于烃类连续相中形成稳定的悬浮体系,并优选出最佳的粉剂粒径、分散剂、转向剂及烃类连续相,制备出可用于现场连续混配的悬浮体系,粉剂比例占体系的45％,在高矿化度返排液中的溶解时间低于30?s,其最高减阻率达
为解决准噶尔盆地南缘山前构造带钻井过程中出现的井壁失稳及井漏问题,通过对目标地区的岩样和掉块进行实验分析,明确了目标地区的井壁失稳机理.根据实验结果知道,主要是地层破碎性、油相损害和强水敏性导致目的地区的井壁失稳.针对井壁失稳机理,采用油基钻井液避免地层强水敏性引起的井壁失稳,并研选了一种油基钻井液强封堵防塌剂XZ-OSD,XZ-OSD粒子通过封堵不同尺寸孔缝,胶结破碎性地层,在岩石表面形成疏油吸附层,避免地层破碎性、油相损害引起的井壁失稳.现场试验表明,?对比邻井,XZ-OSD降低GHW001三、四开阶