钻井液与完井液

摘要:
目前国内外煤岩气层损害评价尚缺少统一的评价标准与指标。基于煤岩气层特点，分析了煤岩气层损害类型与机理，归纳了国内外分别从煤岩气层解吸性能、扩散性能和渗流性能进行评价的单一环节损害评价方法，分析各评价方法的优缺点及其适用条件。应力敏感、固相侵入与堵塞、聚合物吸附滞留、碱敏、煤粉运移堵塞是煤岩气层主要损害类型；煤岩气层损害既影响煤层排水，也影响煤层气产出，而煤层排水能力也影响煤层气产出；煤层气单一传质过程储层损害评价不全面，亟待建立单一传质过程结合多尺度传质过程的煤岩储层损害评价方法，但渗透能力评价仍然是关键，同时要考虑具有吸附气条件下水相渗流能力的损害评价。

钻井液

氧化石墨烯新型抗高温降滤失剂的合成与评价

曲建峰, 邱正松, 郭保雨, 钟汉毅, 王伟吉, 毛惠

2017, 34(4): 9-14. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.002

摘要(698) PDF (8957KB)(224)

摘要:
为了解决改性石墨烯产品单独作为处理剂时加量大、成本高的问题，通过氧化石墨烯（GO）与丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）、醋酸乙烯酯（VAC）共聚，制备了氧化石墨烯/聚合物降滤失剂GOJ。借助红外谱图和透射电镜照片做的结构表征表明，GOJ中含有五元环结构和酰胺基、磺酸基、羟基等官能团，相对分子质量在3.63×10⁵左右，微观下为颜色较深的平整的片状结构。性能测定结果表明，新研制的GOJ降滤失性能好，在淡水基浆中加入0.2% GOJ，可使API滤失量降低70%，降滤失能力优于聚合物类降滤失剂PAMS601和JT888等；GOJ具有较强的耐盐性能和优异的高温降滤失能力，耐盐可至饱和，同时在相同加量下，GOJ在180℃、200℃和220℃下的降滤失能力均优于国外产品Driscal-D；氧化石墨烯可以提高GOJ的耐温性能，当GOJ中氧化石墨烯含量为0.32%时，其抗高温能力提升约20℃，并且随着氧化石墨烯含量的增加，高温下的降滤失能力逐渐增强。GOJ可以用作水基钻井液的抗高温抗盐降滤失剂。

一种亚微米固相絮凝剂的合成及性能评价

蒋官澄, 李新亮, 彭双磊, 赵利, 李公让, 张敬辉

2017, 34(4): 15-19. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.003

摘要(467) PDF (9706KB)(130)

摘要:
钻井过程中钻井液中亚微米无用固相的含量会越来越高，对钻井液的性能影响很大，因此有必要研发有针对性的絮凝剂以清除钻井液中的亚微米固相。通过室内研究，合成了一种基于壳聚糖的亚微米固相絮凝剂GCS。通过正交实验对合成条件进行了优化，得到最佳壳聚糖浓度为3%，壳聚糖与交联剂质量比为1︰0.28，pH值为7。通过粒度分析、沉降实验，对GCS的絮凝效果进行了评价，并采用红外光谱、Zeta电位、扫描电镜等方法分析了其絮凝机理。实验结果表明，GCS絮凝效果显著，对亚微米高岭土的絮凝率在95%以上，与聚丙烯酰胺类絮凝剂相比，不增黏，絮体粒径集中且易分离；在碱性条件下，GCS具有更好的絮凝效果，随着pH值和GCS加量增大，絮凝效果增强，絮体更加稳固；GCS可通过-OH、-NH以及-C—N、-NH₂等官能团与高岭土颗粒发生强吸附作用，并与颗粒表面发生电中和作用，使高岭土颗粒电位升高、聚结沉降，达到高效絮凝作用。

抗高温反相乳液增黏剂DVZ-1的研究与应用

张洋

2017, 34(4): 20-25. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.004

摘要(573) PDF (2553KB)(136)

摘要:
针对新疆塔东地区深井高温下导致钻井液流变性变差等问题，采用氧化还原体系，利用反相乳液聚合法，以白油为油相，以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、N，N-二甲基丙烯酰胺（DMAM）和N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）为原料，合成了抗高温钻井液用增黏剂DVZ-1。研究了单体配比、引发剂和反应温度等条件对产品性能的影响，并借助于红外光谱、热重分析及凝胶色谱仪对合成产物进行了表征，评价了该产品在钻井液中的增黏性、高温稳定性和降滤失性，并分析了其作用机理。结果表明，DVZ-1的最佳合成条件为单体质量分数为50%（相对于水相），引发剂用量为0.2%，油水比为1：1，复合乳化剂质量分数为7%（相对于油相），单体物质的量比为AMPS：DMAM：NVP=1：4：0.5，pH值为8，反应温度为50℃，反应时间为6 h，合成的DVZ-1热稳定性好，抗温达220℃，在淡水、盐水和饱和盐水基浆中均有较好的增黏和降滤失作用，在塔东GC14井和大庆XS7-H1井等6口井的现场应用过程中，解决了钻井液高温减稠、窄环空间隙条件下携岩等问题，保障了钻井作业的顺利实施。

类油基水基钻井液体系研究与应用

谢俊, 司西强, 雷祖猛, 李红星, 贾宝旭

2017, 34(4): 26-31. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.005

摘要(687) PDF (1823KB)(163)

摘要:
针对页岩气层等含易坍塌地层储层开发采用油基钻井液时存在的成本高、污染环境等缺点，以聚醚胺基烷基糖苷NAPG为主剂，并配套其他处理剂，研发出一种在抑制及润滑性能方面类似于油基的环保型水基钻井液。室内研究结果表明，该类油基水基钻井液体系在抑制性能、润滑性能方面与油基钻井液相当，抗温达140℃，具有良好的抗土、抗钻屑、抗原油、抗水污染的性能，EC₅₀为128 400 mg/L；无生物毒性，静态渗透率恢复值达90%以上。现场应用结果表明，该钻井液体系性能稳定，抑制防塌能力强，润滑性能好，有效地解决了云页平-6井二开造斜段摩阻大、定向易托压的难题，具有推广应用前景。

油基钻井液随钻堵漏技术与应用

唐国旺, 于培志

2017, 34(4): 32-37. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.006

摘要(757) PDF (2475KB)(182)

摘要:
针对在用油基钻井液钻进页岩气井水平段时井漏事故常有发生，造成严重的经济损失，研制了一种A型堵漏材料，对其进行了粒径分析，优选了最佳粒径范围，并在油基钻井液中评价了其堵漏性能。实验结果显示，A型堵漏剂的配伍性好，分散性好，吸油膨胀率高，抗150℃高温，砂床渗透侵入深度为1.0 cm，几乎是零滤失；与同类产品进行了对比，堵漏性能优于其他同类产品，具有好的防渗堵漏和裂缝堵漏效果；正向驱替压力为13 MPa，反向突破压力为1.2 MPa，承压强度高，反向驱替压力低，能够解决油基钻井液的渗透性漏失问题；A型堵漏剂与其他堵漏材料复配时能够有效解决1~3 mm裂缝漏失问题。形成了一套油基钻井液随钻堵漏技术，并在焦页195-1HF井进行现场应用，取得了良好的应用效果，不仅降低了焦页195-1HF井的钻井成本，同时缩短了钻井周期。

新型吸水膨胀堵漏剂的研发与评价

应春业, 高元宏, 段隆臣, 刘鹏, 汪洪民, 蔡记华

2017, 34(4): 38-44. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.007

摘要(601) PDF (2883KB)(180)

摘要:
针对目前膨胀堵漏剂普遍存在包覆材料环保性差、强度低、成本高等问题，研发了一种新型膨胀堵漏剂。该堵漏剂由丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）、膨润土、惰性材料（核桃壳、云母、聚丙烯纤维）、N，N-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸钾和亚硫酸氢钠等通过溶液自由基聚合法合成，合成后采用绿色环保的植物胶囊包覆。对堵漏剂的常规性能和堵漏性能进行了综合评价，结果表明，使用15%钠膨润土时，堵漏剂吸水倍数为113、弹性模量达44.6 kPa、抗温达100℃、抗NaCl达15%、抗CaCl₂一般；绿色植物胶囊基本不含重金属成分、环境保护性强，包覆堵漏剂时，常温下8~30 min破碎，70℃下5~17 min破碎，可满足现场可控要求；堵漏剂单独使用可封堵1~2 mm缝板，承压能力达3 MPa；合成时添加20%粗粒径复合惰性材料，可封堵1~4 mm缝板，承压能力达4 MPa；添加20%细粒径复合惰性材料，当堵漏剂加量较大（达4%）时，仍难以封堵1~2 mm缝板；合成后添加惰性材料可极大地提高堵漏剂承压能力（大于5 MPa），同时减少堵漏剂加量（0.3%~0.5%），可封堵1~4 mm缝板；相比国内常规堵漏剂，新型堵漏剂每吨节约成本2 000~4 000元，应用前景良好。

国外Y区块储层润滑防卡钻井液技术

柴金鹏, 邱正松, 郭保雨, 王旭东, 蔡勇

2017, 34(4): 45-48. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.008

摘要(445) PDF (588KB)(138)

摘要:
国外Y区块主力油层为Fahliyan地层，属于渗透性灰岩地层，以孔隙为主，含少量微裂缝，地层渗透率强，而且属于高、低压同层，上部地层压力高，在较大的压差作用下极易发生压差卡钻现象。在分析Fahliyan地层特点及卡钻机理的基础上，提出了"高效润滑、强化封堵"的解决思路，研制了高性能的植物油润滑剂，并建立了润滑防卡钻井液体系。研究表明：在25℃时，在6%膨润土浆中加入1%的植物油润滑剂，体系的极压润滑系数降低率和黏附系数降低率分别达到88.57%和86.67%，而且在体系中引入非离子表面活性剂Tween 80和双子表面活性剂C12-2-12的混合物作为高温保护剂，将其抗温能力提高至170℃；以植物油润滑剂和封堵材料为基础，建立了润滑防卡钻井液体系，该体系泥饼摩阻系数小于0.05，极压润滑系数小于0.1。该区块的9口井使用该润滑防卡钻井液体系钻Fahliyan地层后，均无卡钻事故发生，确保了现场施工的顺利进行，取得了良好的应用效果。

新型高效抗磨减阻剂在东海油气田的应用

黄召, 何福耀, 雷磊, 丁建平, 严维锋, 谢中成

2017, 34(4): 49-54. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.009

摘要(605) PDF (1915KB)(174)

摘要:
近年来，东海油气田大位移井、大斜度井和水平分支井钻井作业越来越多，钻进过程中的高扭矩、钻杆和套管的磨损已经严重地影响了作业的安全和效率。在这些高难度井中引入了一种新型高效抗磨减阻剂ARDR LUBE-100。ARDRLUBE-100属于有机负离子和有机金属化合物类产品，其主要是以醇、脂等抗磨材料在高温下，通过酯化合成及缩合反应得到的产物，在中间体合成过程中产生了有机金属离子及添加了抗磨惰性离子，通过有机负离子吸附在套管及钻杆表面，可以在管体表面形成滚动摩擦，起到了很好的抗磨减阻作用。室内评价和现场应用表明，该抗磨减阻剂与钻井液配伍性良好，在钻井液中加入1%左右即可将钻井液的润滑系数降低60%，钻具与套管之间的磨损速率降低99.64%以上，抗磨减阻效果明显。

苏丹6区西部Sufyan区块失返性漏失复合堵漏技术

杨国涛, 龙英全, 周友元, 王建稳, 王阳, 徐金永

2017, 34(4): 55-58. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.010

摘要(486) PDF (496KB)(166)

摘要:
苏丹6区西部Sufyan区块NW-1井二开发生失返性漏失，堵漏浆、水泥浆堵漏无效，液柱有效压力降低导致井塌卡钻，最后填井侧钻。三开钻进过程中又发生失返性漏失，采用常规堵漏浆、水泥浆以及投掷石子和橡胶皮等堵漏方法30次，均未成功，后决定采用反相凝胶堵漏技术进行堵漏，一次性堵漏成功，安全钻进至设计井深。反相凝胶堵漏技术在NW-1井的成功应用，为今后在苏丹6区西部Sufyan区块顺利施工提供了有效经验和技术支持，具有重要意义。

热解油基钻屑资源化利用(I):废渣基固化剂固化实验研究

蔡浩, 姚晓, 肖伟, 董伟, 华苏东, 谷重

2017, 34(4): 59-64. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.011

摘要(550) PDF (5139KB)(144)

摘要:
针对油基钻屑热解吸处理过程中产生的危险废物残渣，采用废渣基固化剂CS对其进行了固化处理。考察了CS掺量对固化体无侧限抗压强度、水稳性、抗冻性和污染物浸出特性的影响，并利用XRD、SEM和MIP等测试方法，讨论了固化剂对热解油基钻屑的固化机理。结果表明：CS作为固化剂固化热解油基钻屑，其抗压强度及水稳系数（大于0.87）均优于参比样（掺水泥固化体）；冻融循环15次后，掺CS热解油基钻屑固化体仍能保持较高的强度值，试件质量损失较小且完整性良好；CS掺量为6%~15%时，热解油基钻屑固化体浸出液成分达到GB 8978-1996 Ⅰ级的要求；CS固化处理后，热解油基钻屑固化体中生成了大量C-S-H凝胶和少量AFt，使其基体结构更为致密，明显提高了固化体抗压强度、水稳性和抗冻性，同时能抑制热解油基钻屑中污染物的浸出。

固井液

一种低温早强低密度水泥浆

耿建卫

2017, 34(4): 65-68. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.012

摘要(741) PDF (3780KB)(148)

摘要:
低温下，常规低密度水泥浆体系早期强度发展缓慢，水泥石胶结能力差，影响了水泥环封固质量，浅层易漏井固井质量问题日益突出，为此，进行低温早强低密度水泥浆体系研究。根据紧密堆积理论及综合室内实验研究，研制了密度为1.30~1.50 g/cm³的低温早强低密度水泥浆体系，主要优选了超细胶凝材料和锂盐复合早强剂，增加了低密度水泥石的致密性，提高了低密度水泥石的早期强度，25℃凝结时间为13 h，24 h抗压强度为10.2 MPa。该体系具有低温早期强度高，凝结时间短，稳定性好等优点。在大庆油田现场成功应用2口井，固井质量合格率100%，取得良好的应用效果。

基于模糊数学的防气窜能力评价新方法及应用

李进, 高斌, 龚宁, 谢中成, 陈毅, 韩耀图

2017, 34(4): 69-74. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.013

摘要(535) PDF (1125KB)(149)

摘要:
环空气窜现象是几乎所有天然气井固井存在的难题，危害十分严重，准确评价水泥浆防气窜能力是有效预防环空气窜现象的关键技术手段之一。固井环空气窜受多种因素综合影响，现有评价预测方法考虑因素较单一，准确度有限，缺乏更为全面综合的预判结果。结合环空气窜特点，采用模糊数学理论建立了水泥浆防气窜能力综合判断模型，以潜气窜因子法、水泥浆性能系数法等5种常用方法为评价因素集，以防气窜能力"好"、"中等"和"差"3种情况为评价集，结合各因素特点确定对应的隶属函数，采用层次分析法原理计算各因素权重模糊集，按"最大隶属原则"判断水泥浆防气窜能力评价结果。应用表明，该评价方法可有效预测固井气窜问题，为针对性地优化水泥浆体系，避免固井后井口带压，保证油气井固井质量和安全提供了更为全面、综合的评价方法。

新型固井用防水窜材料的研究与性能评价

卢海川, 赵岳, 宋伟宾, 高继超, 胡中华, 霍明江

2017, 34(4): 75-79,84. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.014

摘要(436) PDF (2830KB)(156)

摘要:
固井水窜问题是各油田普遍存在的技术难题，目前缺乏有效的解决办法。针对以上问题，从水泥浆体系出发，首先进行了防水窜材料的结构设计，然后根据结构设计，筛选出相应的防水窜原材料，并通过对其合理的复配研究，制备出了一种新型固井用防水窜材料。实验根据固井不同阶段的水窜机理，采用相应的方式对该材料的防水窜效果进行了评价，结果显示开发的防水窜材料可增加水泥浆内部结构，缩短静胶凝过渡时间，避免水泥石收缩，从而避免水泥浆在不同阶段发生水窜。另外，综合评价结果表明，新型固井防水窜材料可缩短稠化时间、增加水泥石强度，改善水泥浆稳定性，且对水泥浆稠化、流变、失水等性能无不良影响，综合性能良好。

深水固井液体减轻低密度水泥浆体系

冯颖韬, 宋茂林, 张浩, 李厚铭

2017, 34(4): 80-84. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.015

摘要(546) PDF (1764KB)(129)

摘要:
与传统的表层固井技术不同，深水表层固井由于受到深水环境和现场条件限制，对固井作业提出了新的要求。针对深水表层固井的难点，开发了一种新型液体减轻剂PC-P81L，并以其为主体构建出了深水固井液体减轻低密度水泥浆体系。室内实验结果表明，PC-P81L作为减轻剂对水泥浆具有密度调节作用，可在1.30~1.70 g/cm³之间调节水泥浆密度；具有高悬浮性，最高可悬浮水灰比为2的水泥浆；具有增强作用，还可以应用于常规密度水泥浆中作为增强剂；具有促凝作用，可在深水低温环境下缩短水泥浆稠化时间。构建的深水固井用液体减轻低密度水泥浆体系，通过增大水灰比降低水泥浆密度，提高了水泥浆的造浆率，减少现场水泥用量；且配方简单，易于调节，外加剂以全液体形式添加，减小了现场工作人员的劳动强度；同时满足深水低温环境下的水泥浆性能要求，为下部钻进提高保障；液体减轻水泥浆体系作业成本较漂珠体系也大幅度降低，满足深水低温条件的性能要求，可适用于深水表层固井。

复合加砂抗高温防衰退水泥浆体系路

路飞飞, 李斐, 田娜娟, 朱文豪

2017, 34(4): 85-89. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.016

摘要(610) PDF (3345KB)(145)

摘要:
普通加砂G级水泥无法满足异常高温固井，水泥石高温强度衰退严重。针对高温深井固井问题，开展了在145~180℃下35%硅粉加量水泥石强度衰退机理研究，探索了170~200℃高温下硅粉粒度、加量及硅粉复配对水泥石强度发展的影响规律，优化出抗高温防衰退水泥浆体系。研究结果表明：①在温度大于160℃下，加量为35%硅粉的水泥石养护30 h时开始强度衰退，温度越高，衰退越早；②根据粗、细硅粉对水泥石强度发展的影响，得出0.18、0.09 mm硅粉及液硅比例为30：60：10，复合加量70%时，可以抑制200℃水泥石强度衰退；③优化出抗温为170~200℃、密度为2.08~2.41 g/cm³的复合加砂抗高温防衰退高密度防气窜水泥浆体系。通过以上研究，不但抑制了水泥石强度持续衰退，也改善了水泥石长期力学性能，对高温高压气井的良好封固提供技术支撑。

安探1X高温深探井小间隙固井技术

刘子帅, 李拥军, 唐守勇, 王东明, 蒋世伟, 周崇峰

2017, 34(4): 90-95. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.017

摘要(561) PDF (5883KB)(150)

摘要:
廊固凹陷是华北冀中坳陷3大富油凹陷之一，为华北油田主要产油区，其油层埋藏深，温度较高，井身结构复杂。安探1X井是部署在华北冀中坳陷廊固凹陷的1口风险探井，四开φ127 mm尾管下深5 494 m，地层温度高达177℃，气层活跃，压稳技术难度大，同时环空间隙小，水泥环薄，对水泥浆高温稳定性、防气窜能力以及对水泥石抗压强度衰退问题提出挑战。针对安探1X井固井难点，筛选出抗高温防窜水泥浆体系，其具有良好的沉降稳定性和游离液稳定性，稠化时间可调，防窜性能强，同时具有180℃高温强度不衰退等特点；通过优选高温悬浮稳定剂，形成抗温180℃冲洗隔离液体系，180℃沉降稳定性小于0.03 g/cm³。在安探1X井φ 127 mm尾管固井中成功应用，水泥浆固井质量良好，为后期华北冀中坳陷的勘探开发打下了良好的基础。

酸化压裂液

高温携砂酸液体系及其性能评价

贾文峰, 任倩倩, 王旭, 姚奕明, 蒋廷学, 陈作, 赵传峰

2017, 34(4): 96-100. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.018

摘要(521) PDF (1871KB)(128)

摘要:
携砂酸压已经成为碳酸盐岩地层储层改造的重要措施之一，而实现携砂酸压的关键问题是选择性能良好的耐高温可携砂酸液体系。针对目前国内外交联酸液体系剪切变碎、脱酸严重、交联剂用量大、成本高等问题，通过设计合成了新型酸用疏水缔合稠化剂和高效交联剂，优选出了最佳交联酸体系配方，并对该体系进行综合性能评价室内实验。具体配方为20%盐酸+0.8%稠化剂SRAP-1+0.8%交联剂SRACL（2：10）+2%高温缓蚀剂SRAC-1+0.2%铁离子稳定剂DF-1+1.0%助排剂SRCU-1+0.05%胶囊破胶剂JSP-8。综合性能评价结果表明，在大幅度降低交联剂用量的同时，该体系交联时间为89 s左右，具有良好的延迟交联特性；在140℃、170 s^-1条件下恒温剪切2 h后黏度仍大于60 mPa·s，且交联状态仍然良好，无脱酸现象，完全满足现场施工要求，有很好的推广意义。

二氧化碳无水压裂增产机理研究

段永伟, 张劲

2017, 34(4): 101-105. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.019

摘要(533) PDF (5650KB)(182)

摘要:
单井控制范围有限和地层能量补充困难一直是困扰致密油储层开发的关键问题。压裂过程井下微地震数据监测表明，二氧化碳无水压裂改造体积是同等液量常规水基压裂的2.5倍，并能显著增加裂缝的复杂程度。室内实验和压后原油取样分析证实，二氧化碳能够有效降低原油黏度，通过无水压裂施工实现了原油混相，提高了驱油效率。压后地层静压测试显示，压后地层压力较压前有显著提高，具有单井超前补充地层能量的效果。二氧化碳无水压裂技术已在吉林油田成功应用5口致密油井进行了应用，这些井压裂后产油量均较压前有显著提高，平均单井日增油量2.31 t，且施工后邻井产油、产液量均有不同程度的提高。说明了二氧化碳无水压裂增产效果良好，该技术在致密油藏开发中具有广阔的前景。

酸压裂用纳米体膨颗粒裂缝封堵性能实验研究

刘享, 伊向艺, 吴元琴, 李沁

2017, 34(4): 106-111. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.020

摘要(430) PDF (4421KB)(121)

摘要:
酸压是储层增产的重要措施，搞清楚酸液在裂缝中的流动规律对酸压改造具有重要意义。前人的研究主要是通过物理实验来研究酸压裂缝中的酸液流动，所采用的裂缝模型与实际的裂缝有较大差别，很少考虑到裂缝的粗糙度对酸液流动的影响。因此，利用数值模拟方法，借助于fluent软件模拟了裂缝中酸液的流动，分析了裂缝壁面粗糙度对酸液流动的影响。实验结果表明：单相流和两相流在水平中轴线上流速曲线都呈现"厂"字形，在垂直中轴线上流速曲线呈现"几"字形，在单相流中，波峰处流速明显大于其他部位的流速，中轴线上的流速反而较小，相反在两相流中，中轴线上的流速是最大的；随着粗糙度的增加，酸液的驱替长度增加；在同一粗糙度下驱替长度与黏度比M并不成线性关系，当M等于6时，4种粗糙度下的酸液驱替长度都达到最小，当M小于6时，驱替长度随黏度比增加而减小，M大于6时，驱替长度又随黏度比的增加而增加，其中粗糙度λ=0.1、0.2、0.3时，在8 < M < 11之间黏度比对酸液的驱替长度影响相对较小。酸液驱替长度的增加可以增加酸蚀作用距离，形成酸蚀沟槽，从而增加裂缝的导流能力，达到酸压改造目的，在考虑到施工和成本的条件下，应该使前置液和酸液的黏度避开下降段和平台段的黏度值。

压裂用纳米体膨颗粒裂缝封堵性能实验研究

李丹, 伊向艺, 王彦龙, 石栗, 问晓勇, 刘享

2017, 34(4): 112-116. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.021

摘要(740) PDF (5155KB)(122)

摘要:
近年来，纳米颗粒用于提高采收率对小孔隙进行封堵的研究较多，但很少有人将其用于压裂工艺，对低渗透储层出水微裂缝进行封堵。因此通过调研优选出纳米体膨颗粒作为堵剂，将其用于裂缝封堵性能实验。利用自制岩心封堵实验装置，分析了纳米体膨颗粒对水流和油流裂缝通道的封堵能力，以及其自身的膨胀性、注入性和在水流裂缝通道中的耐冲刷性。实验结果表明，纳米体膨颗粒在水相环境中具有较强的吸水膨胀性能，在油相环境中具有弱膨胀性能；纳米体膨颗粒对水流裂缝的封堵效果良好，在围压为40和50 MPa下水相封堵率高达90%；对油流裂缝不会形成很强的封堵，油相封堵率小于30%。此外，纳米体膨颗粒的注入性能良好。在围压为40 MPa、注入3 PV浓度为2%的纳米体膨颗粒在水流裂缝中，膨胀4 d后的耐冲刷性良好；因此纳米体膨颗粒达到了封堵水流裂缝而不封堵油流裂缝的目的，能较好地应用于压裂堵水。

注入气体提高砂岩储层酸化效果

刘义刚, 张璐, 张丽平, 邹剑, 张云鹏, 高尚

2017, 34(4): 117-121. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.022

摘要(400) PDF (3566KB)(118)

摘要:
针对常规酸化作业逐渐暴露出酸化效果差、有效期短、解堵范围有限等问题，充分考虑砂岩储层气井酸化效果普遍好于油井的现场经验，提出了油井酸化过程中通过注入气体以提高酸化效果的设计思路。研究过程中分析了气液交替注入酸化解堵工艺的作用机理及优势，通过室内实验进一步探索3种不同注气模式下，对未伤害及受钻完井液伤害岩心的酸化改善效果，并对比分析了注入不同气体对酸化效果的影响。研究认为，酸化过程中注入气体能明显提高被污染岩心的酸化效果，尤其采用前置气+气液交替注入的酸化模式，而对未受污染岩心注入气体改善酸化效果不明显，且总体上注CO₂气体酸化效果要好于注N₂。气液交替注入酸化工艺现场实验解堵效果显著，能够有效地提高常规酸化效果。

瓜胶压裂返排液重复利用的室内研究

马红, 黄达全, 李广环, 张爱顺, 龙涛, 曹孜英, 王运动, 苏君

2017, 34(4): 122-126. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.04.023

摘要(653) PDF (1853KB)(131)

摘要:
瓜胶压裂液的返排液已成为油田水体的主要污染源之一。将压裂后的返排液处理后重新配制压裂液，不仅可以保护环境，还可以节约水资源，降低成本。为了简化处理流程，提高返排液处理量，引入定位除硼及金属离子的方法，最终实现返排液的重复利用。以官西-5井的压裂返排液为实验对象，分析了压裂返排液中无机离子、固体颗粒和残余硼对压裂液重复利用的影响。研究结果表明，11种无机离子对压裂液重复利用有不同程度的影响，并且总结得出了不同离子对压裂液配制影响的浓度限值；返排液经过高效破胶、絮凝、定位除硼及金属离子反应之后，石油类去除率达91.71%，浊度去除率达94.6%，色度去除率达95.8%，Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺和B浓度分别降至36.07、19.44、44.3和3.35 mg/L。研究了各种离子对返排液重复利用的影响，采用了定位除硼及金属离子的方法，根据返排液中残余硼及金属离子含量加入适量除硼剂和金属离子去除剂，将其浓度控制在影响范围内，该实验方法具有操作简便、处理量大，处理成本低等优点，便于现场推广应用。用处理后的返排液重新配制的瓜胶压裂液，在100℃剪切1 h后黏度仍保持在100 mPa s以上，满足《压裂液通用技术条件》要求，实现了压裂返排液的重复利用。

主管：中国石油天然气集团有限公司

主办：中国石油集团渤海钻探工程有限公司中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司

主编：陈世春

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