留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

地层环境响应封堵材料研究与应用

孔勇

孔勇. 地层环境响应封堵材料研究与应用[J]. 钻井液与完井液,2022,39(6):677-684 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.06.003
引用本文: 孔勇. 地层环境响应封堵材料研究与应用[J]. 钻井液与完井液,2022,39(6):677-684 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.06.003
KONG Yong.Study and application of formation environment responsive plugging material[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(6):677-684 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.06.003
Citation: KONG Yong.Study and application of formation environment responsive plugging material[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(6):677-684 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.06.003

地层环境响应封堵材料研究与应用

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.06.003
基金项目: 国家重点研发计划“井筒稳定性闭环响应机制与智能调控方法”(2019YFA0708303)、中石化科技部“环境响应型封堵固壁材料研制与应用”(P18001-2)、“基于分子识别的地层主动反应型钻井液新材料研究”(PE19001)联合资助
详细信息
    作者简介:

    孔勇,副研究员,博士,1986年生,毕业于南开大学有机化学专业,现在从事钻井液技术研究工作。电话 (010) 56606420;E-mail:kyloner003@163.com

  • 中图分类号: TE282

Study and Application of Formation Environment Responsive Plugging Material

  • 摘要: 针对现有井壁稳定材料难以精准匹配地层微裂缝,缺乏地层识别和选择性作用的能力,提出了地层环境响应井壁稳定材料研发技术思路。通过建立基于地层环境因素驱动的响应机制,优化地层环境下活性组分的反应形式和形态变化,活性组分与载体材料的组装方式,设计研发出地层环境响应封堵材料SMFG-1。该产品表现出优异的地层响应性能和极佳的配伍性能,显著改善泥饼质量且环保无毒,pH值敏感范围为6~8之间,可在地层中快速响应形成沉淀,封堵地层孔喉和微裂缝,具有响应释放灵敏性和可控性。6次pH响应循环后,释放析出率仍高达99.55%。SMFG-1在北XY-HF井复杂井段成功现场应用中,提高钻井液的封堵能力、稳定井壁,成功解决硬脆性泥岩发育、裂隙发育、易垮塌掉块等井壁失稳难题,保障复杂井段钻井安全。

     

  • 图  1  地层环境因素诱导响应分析

    图  2  金属离子、团簇体、有机硅分子等分子模型及地层转化方式

    图  3  金属团簇在地层环境条件下的形态变化

    图  4  金属团簇与载体材料作用方式模拟

    图  5  [H+]响应封堵剂SMFG-1设计示意图

    图  6  [H+]响应封堵剂SMFG-1红外光谱谱图

    图  7  [H+]响应封堵剂SMFG-1热稳定性评价

    图  8  加入2%SMFG-1前后滤饼形态变化(×2000)

    图  9  SMFG-1响应性能评价

    图  10  SMFG-1响应性能评价

    表  1  不同温度下的SMFG-1钻井液性能评价

    SMFG-1/
    %
    实验
    条件
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    FLAPI/
    mL
    FLHTHP/
    mL
    0常温4.04.517.552.4
    0.57.02.013.230.4
    1.09.02.011.428.0
    1.510.02.59.821.2
    2.011.52.57.218.4
    0120 ℃×16 h5.53.524.666.8
    0.54.01.521.438.2
    1.05.51.019.434.6
    1.55.51.514.629.8
    2.06.52.09.825.4
    0150 ℃×16 h6.01.528.084.2
    0.54.00.523.849.6
    1.05.01.021.242.8
    1.55.01.018.636.4
    2.06.01.012.831.2
    下载: 导出CSV
  • [1] 孔勇. 温敏变形封堵剂合成研究与应用[J]. 钻井液与完井液,2021,38(6):677-683.

    KONG Yong. Synthesis research and application of the temperature sensitive deformation plugging drilling fluid additive[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2021, 38(6):677-683.
    [2] 杨加伟,熊青山,吴胜,等. 页岩气水平井防塌水基钻井液体系研究[J]. 科学技术与工程,2021,21(12):4891-4896. doi: 10.3969/j.issn.1671-1815.2021.12.020

    YANG Jiawei, XIONG Qingshan, WU Sheng, et al. Anti-sloughing water based drilling fluid system for shale gas horizontal wells[J]. Science Technology and Engineering, 2021, 21(12):4891-4896. doi: 10.3969/j.issn.1671-1815.2021.12.020
    [3] 李雄,董晓强,金军斌,等. 超高温高密度钻井液体系的研究与应用[J]. 钻井液与完井液,2020,37(6):694-700. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.06.003

    LI Xiong, DONG Xiaoqiang, JIN Junbin, et al. Study and application of an ultra-high temperature high density drilling fluid[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2020, 37(6):694-700. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.06.003
    [4] 孔勇,杨小华,徐江,等. 抗高温防塌处理剂合成研究与评价[J]. 钻井液与完井液,2016,33(2):17-21.

    KONG Yong, YANG Xiaohua, XU Jiang, et al. Synthesis and evaluation of a high temperature inhibitive additive[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2016, 33(2):17-21.
    [5] 豆宁辉,王志远,刘殿琛. 复杂地层防塌钻井液体系优化研究[J]. 钻采工艺,2020,43(6):103-106.

    DOU Ninghui, WANG Zhiyuan, LIU Dianchen. Study on drilling fluid system optimization for preventing collapse in complex formation[J]. Drilling & Production Technology, 2020, 43(6):103-106.
    [6] 陈修平,李双贵,于洋,等. 顺北油气田碳酸盐岩破碎性地层防塌钻井液技术[J]. 石油钻探技术,2020,48(2):12-16. doi: 10.11911/syztjs.2020005

    CHEN Xiuping, LI Shuanggui, YU Yang, et al. Anti-collapse drilling fluid technology for broken carbonate formation in Shunbei oil and gas field[J]. Petroleum Drilling Techiques, 2020, 48(2):12-16. doi: 10.11911/syztjs.2020005
    [7] 李成,白杨,于洋,等. 顺北油田破碎地层井壁稳定钻井液技术[J]. 钻井液与完井液,2020,37(1):15-22.

    LI Cheng, BAI Yang, YU Yang, et al. Study and application of drilling fluid technology for stabilizing fractured formations in Shunbei oilfield[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2020, 37(1):15-22.
    [8] 余加水,尤志良,付超胜,等. 胶结型强封堵防塌剂的研制与性能评价[J]. 油田化学,2020,37(4):571-574,580.

    YU Jiashui, YOU Zhiliang, FU Chaosheng, et al. Development and performance evaluation of strong plugging and anti-collapse agent with cementation type[J]. Oilfield Chemistry, 2020, 37(4):571-574,580.
    [9] 吴雄军,林永学,金军斌,等. 川西低渗气藏井壁修补强化钻井液技术[J]. 断块油气田,2021,28(2):269-273.

    WU Xiongjun, LIN Yongxue, JIN Junbin, et al. Wellbore stability drilling fluid technology for low permeability gas reservoir in Western Sichuan[J]. Fault-Block Oil & Gas Field, 2021, 28(2):269-273.
    [10] 李蕾,郭保雨,王旭东,等. 一种化学胶结类防塌剂防塌效果的评价方法[J]. 钻井液与完井液,2020,37(5):608-612.

    LI Lei, GUO Baoyu, WANG Xudong, et al. A method of evaluating the effect of a chemical bonding anti-sloughing agent[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2020, 37(5):608-612.
  • 加载中
图(10) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  631
  • HTML全文浏览量:  249
  • PDF下载量:  90
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-05
  • 修回日期:  2022-10-15
  • 刊出日期:  2022-11-30

目录

    /

    返回文章
    返回