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2017年  第34卷  第3期

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2017, 34(3).
摘要:
钻井液
新型高温高密度盐水钻井液研究
胡文军, 罗平亚, 白杨, 林凌
2017, 34(3): 1-10. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.001
摘要:
针对中国高温高密度盐水钻井液普遍存在的"使用处理剂种类过多,加量过大,钻井液老化后HTHP造壁性和流变性难以控制,配制成本和维护成本居高不下"的难题,分析长期攻关而至今没能很好解决的原因,在此基础上提出了"以利用钻井液中处理剂高温交联作用为基础,结合使用优化重晶石级配以解决高密度钻井液黏度高、HTHP失水量大、且性能很难调控的难题,综合形成了高温高密度盐水钻井液研究"新的技术路线,并由此研发出性能好(HTHP失水量低,流变性良好……)而处理剂种类少(共4种)、总用量大幅度降低(仅为现用量的1/2~1/3)的高温高密度盐水钻井液体系,而且具有高温条件下使用性能越来越好,性能维护方便的潜力和趋势,为有效解决中国高温高密度盐水钻井液多年未能很好解决的技术难题,提供一条可行的途径。
抗高温无固相钻井液技术
李建军, 王中义
2017, 34(3): 11-15. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.002
摘要:
针对钻井液易高温变性的特点,通过研制出耐高温增黏剂XCC、降滤失助剂AADC、封堵剂FSCC,设计出一种无固相抗220℃超高温的钻井液配方。具体加量配比为2% XCC+1% AADC+3% SPNH+1% SMP+3% FSCC+0.5% Na2SO3。并对其进行性能表征,SEM显示其页岩层状微裂缝及碎片得到了明显封堵与修饰,在泥页岩表面形成与微裂缝方向平行的致密树状聚合层;FT-IR结果表明,该抗高温钻井液经过220℃高温老化后性能稳定,具有良好的流变性能和滤失造壁性能,抑制和润滑性能满足钻井需要;能抗10%黏土与5%钻屑的污染,同时对10% KCl+20% NaCl的盐溶液也有较好的抵抗能力;该钻井液EC50的检测结果大于80 000 mg/L,达到了建议排放标准。最终抗220℃超高温钻井液XCC/AADC/SPNH/SMP/FSCC在涩北1号气田24井得到了成功应用。
无毒环保型高性能水基钻井液室内研究
姚如钢
2017, 34(3): 16-20. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.003
摘要:
由于油基钻井液存在使用成本高、环保处理难度大等弊端,使用水基钻井液替代油基钻井液已成为大势所趋。针对页岩地层对钻井液性能的要求,以无氯、无重金属离子、无黑色材料等环保指标为基本原则,优选了胺基聚醇和乳液大分子作为环保型高性能水基钻井液的包被抑制主剂,配合甲酸钾进一步提高体系的抑制性,并通过高效封堵剂提高体系对页岩地层纳微米孔缝的封堵能力,构建了无毒环保型高性能水基钻井液体系。性能评价结果表明,该钻井液在密度为1.22~2.18 g/cm3范围内均具有优良的流变性及滤失造壁性能,该体系静置24 h后上下密度差为0.03~0.06 g/cm3,沉降指数低于0.508,悬浮稳定性好,触变性高,钻井液样品API泥饼黏滞系数最低达到0.026 2,润滑性能好,并兼具较强的抑制性和抗岩屑污染性能,5.0%及8.0%英国评价土或古巴VDW**井岩屑污染前后的塑性黏度、动切力、静切力的变化率均控制在25%左右,能够满足不同压力系统页岩地层钻井的需要。
龙马溪页岩井壁失稳机理及高性能水基钻井液技术
唐文泉, 高书阳, 王成彪, 甄剑武, 陈晓飞, 柴龙
2017, 34(3): 21-26. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.004
摘要:
目前长水平井段井壁失稳问题仍是制约国内外页岩气资源钻探开发的重大工程技术难题。为解决龙马溪组页岩长水平井段的井壁失稳问题,采用X射线衍射分析、氦气孔隙体积测试、高压压汞测试、高分辨率场发射扫描电镜、CT扫描、岩石连续刻划强度等实验,分析了龙马溪组页岩微观组构特征及理化特性,探讨了微观组构特征、理化特性对龙马溪组页岩井壁稳定的影响。研究表明:龙马溪页岩富含脆性矿物,黏土矿物以伊蒙混层为主,微纳米孔隙发育,微裂隙呈缝状、近平行分布,敏感性矿物的存在及其层理、微裂缝发育是导致页岩井壁失稳的主要内在因素。为此,针对性地提出了多元协同稳定井壁水基钻井液防塌技术对策,即"强化封堵-适度抑制-合理密度-高效润滑"。应用该技术对策构建了高性能水基钻井液优化配方,评价表明,该体系有较好的封堵性和抑制裂缝扩展的能力。该体系在黄金坝区块2口井三开进行了现场试验。现场试验结果表明,该体系较好地解决了页岩长水平井段的井壁失稳和水平段摩阻较大的问题,为中国采用水基钻井液技术高效钻探开发页岩气资源提供了新的思路及经验。
可降解清洁钻井液的研究及现场应用
许朋琛, 陈宁, 胡景东, 陈必武, 王丽丽, 滑志超, 桑军元
2017, 34(3): 27-32. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.005
摘要:
针对煤层气井钻井过程中钻井安全和煤层保护之间的矛盾问题,研制了钻井液用提切剂BZ-2和固膜剂GMJ,并以此为核心开发了可降解清洁钻井液体系。对BZ-2和GMJ的抑制性、流变性、残渣量及对岩心强度的影响等性能进行了评价。实验结果表明,该体系的页岩回收率为93.5%;流变性好,动塑比达到0.93 Pa/mPafs,初切、终切、动切力分别为2.5、3.0、20.5 Pa;API滤失量控制在12 mL以内,残渣量为4.5 mg/L,岩心强度增加了16.7%。该体系已在山西沁水盆地南部晋城斜坡带郑庄区块4口井进行试验。试验效果表明,其解决了该区块多分支水平井的钻井安全和煤层保护问题,日产气量较邻井提高了2倍以上,测算稳定产气量在3 000~5 000 m3/d,具有较好的推广应用前景。
磺基甜菜碱的合成及其在水包油乳化钻井液中的应用
邓小刚, 罗飞, 马丽华, 席凤林, 罗玉财, 殷祥英, 孙宗曼
2017, 34(3): 33-38. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.006
摘要:
水包油乳化钻井液作为一种重要的低密度水基钻井液体系,在低压油气层钻探中有着较为广泛的应用,针对目前该体系在深部地层使用过程中出现的抗温能力不足的问题,室内通过一步反应合成了不同碳链数的磺基甜菜碱,测定了其在高温处理后的表面性能变化情况,并将其引入水包油乳化钻井液中。实验结果表明,配制得到的钻井液性能良好,乳化稳定性好,在经过180~210℃热滚动16 h后,体系黏度、切力仍处于合理范围,高温高压滤失量均小于20 mL,满足基本要求;体系稳定性较好,无析油破乳现象发生;且具备一定的抗污染能力,抗水污染达15%,抗柴油污染达15%,抗钻屑污染达15%,抗盐污染达2%,因而能够满足深部低压油气层钻井的要求。
控流管路中降滤失剂的合成与性能研究
张群正, 刘金磊, 孙淑娟, 周慧鑫, 杨萌, 白永强
2017, 34(3): 39-43. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.007
摘要:
针对高压喷射钻井时,传统阴离子降滤失剂不能克服水眼黏度的问题,以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和丙烯酸钾(AA)为原料,在控流管路中共聚得到钻井液降滤失剂AMPS/AM/AA,确定AM与AMPS、AA与AMPS之间的最优投料比为7:6:1,总单体浓度为17%。考察了共聚物在淡水钻井液、盐水钻井液和饱和盐水钻井液中的降滤失及流变性能。结果表明:在控流管路中合成的聚合物黏度低于同条件下釜式反应中合成的,解决了传统阴离子降滤失剂使水眼黏度过高的问题;AMPS/AM/AA能使高矿化度水基钻井液的滤失量降低94%,在淡水基浆、盐水基浆和饱和盐水基浆中,共聚物均表现出较强的降滤失性能和较弱的增黏性能;热稳定性分析及高温老化评价表明,AMPS/AM/AA可抗330℃的高温,满足现场对高温钻井液的要求。
B国Syl气田Syl25井钻井液技术
刘海鹏, 王本利, 赵黎明, 李希君, 洪航海, 王伟, 吴万华
2017, 34(3): 44-48. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.008
摘要:
B国Syl气田地质结构复杂,在已布的21口井中,钻井过程中卡钻9口井,报废7口井,出现各种复杂23次。为了能够更好地开发Syl气田,B国国家天然气田有限公司与中石化合作,在Syl气田布井4口,Syl25井是合作的第一口井。Syl25井设计井深3 200 m,实际完钻井深3 560 m。通过室内试验模拟,优选不同体系以应对不同开次地层。施工过程中,通过适当提高膨润土含量和抑制能力,避免粉砂岩钻进振动筛大量跑浆问题;保持良好的流型冲刷井壁,并辅以工程划眼,克服了Syl区块砂岩段的瞬间小井眼问题;选用胺基聚醇钻井液体系应对Syl区块四开井段井壁稳定问题。在设计基础上,配合钻井、地质加深钻进至3 560 m,钻探开发了3 200~3 560 m井段,该井段是B国钻井史上从未钻探地层,获得了该井段地质岩性资料,并在该井段额外发现7套高产气层,完钻测试收获日产量为6.4×105 m3/d的工业气流。
凝胶复合防漏堵漏技术在火焰山腹地表层的应用
王广财, 王丰年, 张军, 呼惠娜, 王小龙, 李俊
2017, 34(3): 49-53. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.009
摘要:
吐哈盆地鲁克沁油田火焰山腹地表层钻井过程中,恶性井漏频繁发生,堵漏时间占表层钻井周期的60%以上,严重影响了鲁克沁油田的开发上产效果。针对火焰山腹地表层恶性漏失技术难题,在多次常规堵漏、注水泥堵漏、综合堵漏、膨胀堵漏、雷特堵漏和凝胶堵漏等多种堵漏方式效果不佳的情况下,研发了凝胶复合防漏堵漏技术。该技术的主剂是一种水溶性高分子聚合物堵漏凝胶,其分子链呈空间网状凝胶结构,利用结构性流体较强的剪切稀释性,通过引入不同粒径的刚性堵漏材料和可变形颗粒实现紧密堆积和压实,提高地层承压能力,形成具有防漏和堵漏双重功能的堵漏体系。凝胶复合防漏堵漏技术在火焰山腹地玉北10-20、玉北8-17、玉北8-16等5口井表层进行了现场试验。应用结果表明,比同区块平均漏失量降低74.3%,堵漏损失时间节约93.5%,表层钻井周期节约57.8%。该技术对失返性漏失、溶洞型漏失以及返出量较小的裂缝性漏失具有良好的堵漏效果。
氯化钾钻井液缓蚀剂的研究
张姣姣, 龚厚平, 陈李, 袁亮, 陈为, 陈东升, 周永璋
2017, 34(3): 54-58. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.010
摘要:
钻井液添加剂的成分比较复杂,会对井下钻具钢造成不可估计的腐蚀,甚至使钻具钢因腐蚀而报废。针对这一问题,笔者主要通过失重法、电化学实验及电镜扫描等途径,对氯化钾钻井液体系中缓蚀剂进行筛选,并对其腐蚀机理进行了研究。研究结果表明,0.7%含硅化合物+0.7%二乙烯三胺+0.1%三乙烯四胺复配时,缓蚀效果最好,缓蚀率达到90.36%;电化学实验和电镜扫描实验表明,该复配缓蚀剂产生的腐蚀电流较小,具有降低点蚀敏感性,抑制点蚀发生的效果。研究结果表明,该缓蚀剂可用于钾盐钻井液中钻具钢的防腐。
废弃油基钻井岩屑焚烧处理基础
孙根行, 王丽芳, 符丹, 刘沛
2017, 34(3): 59-63,67. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.011
摘要:
废弃油基钻井岩屑是钻井过程中产生的固体废物,是含有矿物油、酚类化合物及重金属的复杂多相体系,已被列入国家危险废物名录。为了给废弃油基钻井岩屑资源化利用提供依据,实验研究了废弃油基钻井岩屑的含油率、含水率、高位热值、元素含量及焚烧特性。结果表明:废弃油基钻井岩屑的含渣率为74.006%,含油率为18.71%,高位热值为8 000~9 000 J/g,可以在不需要辅助燃料的条件下稳定燃烧;废弃油基钻井岩屑的总硫含量为5.30%,可燃物组分全硫含量的平均值为1.25%,氮含量也较低,因此燃烧产生的氮氧化物及硫氧化物气体的排放量不大;氯含量为0.3467%,产生二噁英机率较小;焚烧后的灰渣中重金属含量较低,可以回填利用。
钻井液用页岩防塌剂中磺化度测定方法的改进
刘卫丽, 夏小春, 王文利, 易勇
2017, 34(3): 64-67. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.012
摘要:
磺化沥青中磺酸钠基含量为衡量其质量好坏的重要指标,其含量越高,性能越好。采用离子色谱与元素分析仪相结合,建立了1种快捷地测定磺化沥青中磺酸钠基含量的方法。此方法测定每个样品结果的相对标准偏差(RSD)均小于1%(n=5),表明该方法具有良好重复性。经实验表明,此方法简单快速可靠,可便捷地应用于磺化沥青中磺酸钠基含量的测定。
固井液
纳米级水化硅酸钙晶种作为油井水泥促凝剂的研究
王同友, 符军放, 赵琥
2017, 34(3): 68-71. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.013
摘要:
纳米材料对水泥水化有促凝作用,近几年研究的重点为纳米级二氧化硅,但高的比表面积使其对水泥浆体增稠明显。水化硅酸钙晶种是采用人工合成的纳米级水化硅酸钙,其成核作用可以加速水泥的水化反应,因此,以四水硝酸钙和五水偏硅酸钠为原料,通过沉淀反应制备水化硅酸钙晶种,并开展了晶种作为油井水泥促凝剂的研究。结果表明,在10℃下,采用Tam air微量热仪对水泥水化热和水化速率进行了96 h不间断测试,随着晶种添加量的增加,水泥水化的诱导期呈现明显缩短趋势,放热量呈现增加趋势;用超声波强度分析仪实时跟踪水泥石强度的发展过程表明,加入晶种后起强度的时间明显缩短,水泥石强度发展速率得到了明显提升,且随着晶种添加量的增加,趋势更加明显;而水泥浆黏度并没有随着晶种添加量增加而呈现出明显的增加趋势。因此,水化硅酸钙晶种具有加速水泥水化反应、提高水泥石早期强度以及缩短静胶凝过渡时间的特点,是一种具有应用潜力的低温促凝剂。
梳型聚羧酸减阻剂的室内研究
辛海鹏, 曾建国, 邹建龙, 赵宝辉, 孙富全
2017, 34(3): 72-76. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.014
摘要:
针对高压盐水层、大段盐膏层及海上作业直接采用海水配浆固井时,现有减阻剂分散能力差、分散保持性差、缓凝性强的缺点,采用自由基聚合方式开发了具有梳型结构的聚羧酸减阻剂。通过红外光谱、电镜分析和热重分析测定了减阻剂的结构和耐热性,根据行业标准测定了减阻剂加入对水泥浆流变性、稠化性能和强度的影响,并进行了对高密度水泥浆的适应性研究。热重分析结果表明,该减阻剂耐温可达233℃。扫描电镜与原子力显微镜测试表明该减阻剂呈梳型。该减阻剂对水泥浆分散能力强,对饱和盐水和海水配浆体系具有良好的分散作用,缓凝性弱,且不破坏强度,可用海水直接配浆。加入该减阻剂后密度为2.72 g/cm3的水泥浆体系失水量为24 mL,24 h强度为22 MPa,90℃稳定性及流变性好。其对饱和盐水体系良好的分散效果及对高密度水泥浆体系良好的适应性表明,梳型聚羧酸减阻剂是一种高效减阻剂。
一种适用于油基钻井液的表面活性剂隔离液
刘丽娜, 李明, 谢冬柏, 郭小阳
2017, 34(3): 77-80. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.015
摘要:
页岩气钻井过程中采用的油基钻井液极易残留在井壁和套管壁表面,与固井水泥浆产生接触污染。套管壁及井壁长期处在油基钻井液环境中,两界面亲油憎水,给固井作业带来油基钻井液顶替和清洗困难、混浆流变性能变差、混浆强度严重下降、界面胶结质量不良等问题。针对以上问题,对表面活性剂及隔离液进行了如下研究:①调研油基钻井液对水泥浆的接触污染机理;②测定溶液表面张力,验证表面活性剂对清洗效果的影响;③配制表面活性剂水溶液和隔离液,利用模拟套管冲洗法测定清洗效率。实验结果表明,表面活性剂的加入能显著降低水油界面张力,提高清洗效率;配制出了一种清洗效率高达92.86%的三元复配表面活性剂隔离液体系,表面活性剂组成为LAS+JFC-6+AOS (1:1:1);该隔离液对油基钻井液有良好的清洗效果,可提高界面胶结质量,有助于提升页岩气井的固井质量。
丁基羟基茴香醚提高冲洗液抗高温性的研究
陈光, 刘秀军, 宋剑鸣, 周四兵, 曹乐陶, 雷妍, 郭琮琮, 段富林
2017, 34(3): 81-84. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.016
摘要:
针对油基钻井液难清洗,易与水泥浆产生絮凝,影响固井质量的问题,制备了以糠醛作为清洗助剂的水基冲洗液TGD-65。为使TGD-65适用于高温条件下的固井作业,引入了BHA (丁基羟基茴香醚)作糠醛高温稳定剂,并制备了TGD-60。实验结果表明,BHA可明显提高糠醛在高温条件下的稳定性,使TGD-60在160℃下对油基钻井液仍具有很好的乳化分散作用,可完全破坏油基钻井液的结构,使其分散成细小的液滴,从而转变为水包油状态。同时,高温处理后的冲洗液TGD-60对油基泥饼具有良好的润湿性,其在高温条件下的冲洗效率也由TGD-65的79.71%提升至99.18%。
抗温敏大温差聚合物缓凝剂的合成与应用
于斌, 丹美涵, 姜经帅, 罗宇维, 赵琥
2017, 34(3): 85-88. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.017
摘要:
规律的水泥浆稠化时间是保证固井作业安全进行的前提,稠化时间异常会对固井施工带来严重的影响。波特兰水泥在100~120℃范围内,水泥水化会产生变化,水泥浆的稠化时间通常规律性较差,存在稠化反转或缓凝剂失效现象,给现场固井作业带来一定的安全隐患。研究了一种新型聚合物缓凝剂CCH120,并在室内对使用CCH120的抗温敏大温差水泥浆体系和现有的水泥浆体系进行对比。研究结果表明,100~120℃中温水泥浆敏感段,CCH120聚合物水泥浆随温度升高稠化时间逐渐缩短,不存在稠化反转现象,并从机理上进行了解释。该水泥浆体系具有抗温敏性、稠化时间规律性强,失水量低、养护强度高,顶部起强度快的特点。
储气库固井用油井水泥增韧材料的优选与应用
王秀玲, 任文亮, 周战云, 刘卫军, 孙丽, 侯平
2017, 34(3): 89-93. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.018
摘要:
针对储气库生产对水泥石韧性的特殊要求,优选了粒径为0.15~0.18 mm经表面改性的橡胶粉作为弹性材料,聚丙烯纤维作为增韧材料,通过实验确定弹性材料和增韧材料的最佳加量分别为3.0%和0.1%,并配合使用PVA胶乳类降失水剂,改善水泥石脆性,提高耐冲击能力及抗折能力,满足水泥环频繁高压注采条件下的长期密封性。综合评价了增韧水泥石的弹性模量、抗折强度、抗压及胶结强度、渗透率及应力条件下水泥环密封性,与净浆水泥石相比,弹性模量降低了43%,抗折强度增加了84.6%,渗透率小于0.05 mD,能够满足35 MPa压力、35℃温差下的水泥环密封性要求,适用于储气库固井。
酸化压裂液
液态二氧化碳增稠过程中相态变化及机理探讨
王满学, 何静, 陈刚, 朱彤
2017, 34(3): 94-98. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.019
摘要:
液态二氧化碳(LCO2)压裂液黏度低一直是制约新技术推广应用的关键问题。首次利用LCO2与增稠剂LPE和胶束促进剂CJ-1混合后LCO2的相态变化,探讨研究LCO2-LPE-CJ-1压裂液的增稠机理,同时借助HAAKE黏度计的D300/400系统验证LPE-CJ-1体系对LCO2增稠效果,利用偏光显微镜对LCO2-LPE-CJ-1压裂液的胶束形态进行验证。实验结果表明:LPE-CJ-1体系可使LCO2-LPE-CJ-1压裂液增黏且最大黏度为112 mPa·s左右,是目前文献报道的LCO2的最大黏度(20 mPa·s)的将近6倍。LCO2-LPE-CJ-1压裂液体系的增稠机理是LPE-CJ-1分子间的离子络合作用后形成的棒状胶束,类似于交联聚合物形成分子间相互缠绕的三维空间网状结构体。
一种基于阳离子稠化剂的高抗盐压裂液研究及应用
徐克彬, 任勇强, 王中泽, 付玥颖, 杨昱, 刘玉海, 杨小涛
2017, 34(3): 99-104. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.020
摘要:
针对目前压裂作业向着高温油气藏措施改造、节约用水,利用海水、地层高矿化度水配液等非常规领域的拓展,通过对疏水缔合聚合物压裂液增黏机理研究,基于阴阳离子电吸引原理,开发研制了自缔合高抗盐压裂液体系,并对其进行了性能评价和现场应用。研究表明,在阳离子聚合物溶液中加入阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠,可以使聚合物分子通过静电吸引作用进行自缔合交联,并通过在分子中引入球状胶束及钙镁离子稳定剂,大幅度增强压裂液的抗温抗盐性能。该压裂液体系黏度可以达到331 mPa·s,耐盐达60 000 mg·L-1,有良好的抗钙镁性能,岩心伤害性低,在130℃、170 s-1剪切1 h后黏度保持在50 mPa·s以上,可以满足60~130℃水温配液和压裂施工的要求;并且该压裂液在剪切速率上升时黏度降低,剪切速率下降时黏度又会恢复,可以有效降低摩阻。该体系在华北油田二连地区阿尔3-26井现场应用,采用矿化度达到9 104 mg·L-1的邻井地层水直接进行配液,提高了施工效率,增油效果显著。体系原料易得、成本价格低,抗盐性明显优于其他压裂液体系,具有良好的应用前景。
滑溜水用减阻剂室内性能测试与现场摩阻预测
孟磊, 周福建, 刘晓瑞, 杨钊, 石华强
2017, 34(3): 105-110. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.021
摘要:
经验预估滑溜水压裂现场的减阻效果具有差异较大的不足,而以往的减阻剂减阻性能评价实验多侧重于相关产品的对比优选,对其测试结果如何应用于现场实际的说明并不多见。针对以上问题,搭建了室内环路摩阻测试系统,依据Prandtl-Karman定律,通过清水湍流率定出测试用的3条直管管径分别为10.46,7.59和5.86 mm。对不同管径,在一定泵送排量梯度下对5种不同浓度的DR-800减阻剂溶液的摩阻压降进行了测定。对于0.07%和0.10%浓度的减阻剂溶液,将测试压降换算成摩阻系数,与考虑黏度项计算出的雷诺数相对应,可以很好地拟合于Virk渐近线,证明了DR-800减阻剂的优良减阻性能。在定量测试减阻性能后,采用摩阻放大法中的阻力速度法,将室内实验测得的降阻比与阻力速度进行回归得出表达式,确定出各阻力速度所对应的具体减阻率大小。运用该式,通过迭代计算,可以得到每种工况下相对确定的减阻率,比起经验预测,精度明显提高。因此,上述的室内研究方法对减阻剂的现场应用具有指导意义。
分子自组装对缔合压裂液黏度“回复”的机理分析
祝琦, 陈宁, 张志行
2017, 34(3): 111-116. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.022
摘要:
近些年,通过疏水缔合聚合物与表面活性剂复配所形成的具有"超分子结构"的缔合体系,被作为新型清洁压裂液已有相关的报道。绝大多数文章关注稠化剂的研发和性能评价,对这种缔合压裂液体系的成网机理、剪切"回复性"机理等基础研究较少。通过变剪切流变实验、环境扫描电镜、支撑剂悬浮实验,对缔合压裂液体系的成网机理、剪切"回复性"机理进行了分析研究,从可视化的角度直观地分析并阐述了分子自组装对缔合压裂液体系表观黏度"回复"的作用。分析研究结果表明,缔合压裂液的"空间网络状结构"是通过疏水支链与表面活性剂"共用"胶束、疏水缔合聚合物分子间缔合和分子间缠绕的方式形成的;剪切作用撤销以后,拆散了的表面活性剂自组装成新的"胶束"并与剪碎了的疏水缔合聚合物的疏水支链,重新自组装形成新"网络状结构";分子层间的"滑移"作用,使缔合压裂液体系新"网络状结构"处于一种"动态平衡"状态,并以新构建的"网络状结构"悬浮支撑剂。
完井液
低孔低渗储层完井改造一体化工作液的研究与应用
罗刚, 任坤峰, 邢希金, 舒福昌, 向兴金, 郭庆
2017, 34(3): 117-121. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.023
摘要:
针对海上M油田储层段低孔低渗的特点,如果使用常规完井液,仅仅起到完井的作用,不能对储层进行改造达到提高产能的目的。通过大量室内实验,优选出了适合低孔低渗储层的降压助排剂HWDA-2、溶蚀剂HTA-H、缓蚀剂HCA101-8以及防乳破乳剂H409。最终研究出1套适合该油田低孔低渗储层的完井改造一体化工作液体系,在完井的同时,其对储层也具有一定的改造能力。性能评价结果表明,体系具有良好的防膨性,平均防膨率为96.4%,较低的腐蚀性以及较好的储层改造能力,岩心驱替渗透率恢复值可以达到120%以上。现场2口井的应用情况表明,使用完井改造一体化工作液的油井比使用常规隐形酸完井液时具有较低的表皮系数、较高的比采油指数,并且初期产油量增加30%以上,具有比较明显的增产效果。
络合法去除油田硫酸钡的研究与应用
董一凯, 常冬梅, 胡朗, 陈曦, 郭丽梅
2017, 34(3): 122-126. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.03.024
摘要:
以二乙烯三胺五乙酸(DTPA)为螯合剂主剂,配以氢氧化钾中和至pH值为13,并添加一定量的无机盐,对重晶石粉末进行溶出研究。结果表明,在DTPA质量分数一定的情况下,由于溶液黏度影响,钾盐的助溶效果为钠盐的2倍;随着无机盐质量分数的增加,碳酸钾、氟化钾和氯化钾对重晶石的助溶效果相应增加,碳酸钾添加量为10%时,溶出率达到最高的47.79%;反应4 h时,由于重晶石结块导致反应面积增大,碳酸钾的助溶效果比氟化钾高10.56%;反应12 h时,反应趋于完全,由于盐效应影响反应终点,氟化钾的助溶效果比碳酸钾高12.39%;对DTPABa3-离子进行了计算机模拟,得到了其稳定构象,并分析了钡离子络合常数低的原因;最终将该螯合剂应用于某堵塞油井,并对返排液中的无机盐组分、硫酸盐沉淀组分进行了XRD分析,并在沉淀中检测出钡元素,证明油井解堵成功,应用良好。