㈠ 试验用材料优选
7.4.1 造浆材料优选
黏土是钻井液的基础材料,又称造浆材料。其主要作用:增加黏度和切力,提高井眼净化能力;形成低密渗透率的致密泥饼,降低滤失量;对于胶结不良的地层,可以改善井眼的稳定性;防止井漏。
造浆材料的好坏,直接影响钻井液的性能。不同厂家,由于其膨润土矿来源不同、加工方法不同,因此导致膨润土的抗温性能有很大的差别。特别是目前很多膨润土虽然其性能达到国家标准,却因为加了泥浆处理剂的原因,因此此类产品经过高温后的性能将会显著变差而不能满足配制高温钻井液的要求。
项目研究过程中,我们分别选择了山东、内蒙古的钠膨润土、基准钠膨润土和国内比较好的海泡石土做对比试验,对比结果见表7.2。
表7.2 四种造浆黏土性能对比一览表
续表
从表7.2可以看出,选用的海泡石土造浆能力较差,全部滤失;山东膨润土和内蒙古膨润土,当温度超过150℃后,表观黏度与动切力明显降低,滤失量显著增大,说明其抗温极限不超过180℃;基准钠膨润土泥浆的黏度和切力随温度升高而有所升高,滤失量相对稳定,满足高温钻井液要求。因此配方试验选用基准钠膨润土。
表7.3表明,高温老化后和高温条件下膨润土的流变性变化较大。进一步试验表明,不同膨润土加量,其变化幅度有较大的区别,图7.1、图7.2给出了不同膨润土加量条件下钻井液流变性及滤失量变化曲线。从图7.1和图7.2可以看出,随着膨润土加量的提高,其滤失量显著降低;但当膨润土加量超过5%时,随着温度的升高,其流变性发生急剧变化,这种变化不利于泥浆流变性控制;但加量小于4%时,不利于滤失量控制。因此,要取得较好的抗温效果,选择合适的膨润土加量是十分重要的,配方试验中的膨润土加量选择4%。
表7.3 4%钠膨润土高温流变曲线
图7.1 不同膨润土加量其流变性变化曲线
图7.2 不同膨润土加量其滤失量变化曲线
7.4.2 泥浆处理剂优选
泥浆处理剂抗温能力的高低,很大程度上决定了钻井液抗温能力的水平,泥浆处理剂的抗温能力越高,钻井液的抗温能力也将随之提高。很多处理剂由于生产厂家出于保密等原因,其组分不是很清楚,无法简单按产品分子结构等理论去筛选,因此项目组收集了大量国内外不同厂家(含同类产品)的产品进行对比和筛选。
试验配方:4%钠基土+3%的处理剂,调pH至8~10;
试验温度为:90℃、120℃、150℃、180℃、210℃及240℃。
通过试验选出其中的11种产品如下:
1)磺甲基酚醛树脂(SMP):常用高温降滤失剂,其作用机理可相当于高温低分子类有机处理剂的机理,主要是通过改善泥饼质量和增加滤液黏度来实现。
2)GCL-1:丙烯酸、丙烯酰胺接枝共聚物与磺化腐殖酸衍生物复配而成,抗温250℃,具有良好的降失水效果和调节泥浆流型。
3)SN树脂:由改性腐殖酸与有机小分子接枝而得,具有良好的抗温和降滤失性能,能有效改善泥饼质量和调整钻井液的流变性,常用于深井钻井液中。
4)KJAN:高温降滤失剂,具有不增黏、耐高温、无毒性等优良性能。
5)SMC:褐煤腐殖酸的衍生物,又名磺化腐殖酸,是褐煤经碱化、磺化再经铬盐交联而成,是一种能耐200~220℃高温的淡水钻井液的降黏剂和滤失量控制剂。
6)褐煤树脂SPNH:为磺化酚醛树脂和磺化褐煤组成的耐温抗盐的钻井液降滤失剂。褐煤树脂SPNH是在苯环单元引入磺酸基,苯环间又以碳原子相连,能够抗高温。又因为苯羟基在邻对位上引进了磺酸钠基—SO3Na,水化作用强、缔合水的键能高,因而又解决了它的水溶性,决定了它抗盐、抗钙、降低高温高压降失水量的作用。
7)黑树脂:成分不详。
8)水解聚丙烯腈铵盐:较低分子量的降滤失剂,高温条件下具有较好的降滤失效果,黏度随温度变化相对稳定。
9)水解聚丙烯腈钠盐:较低分子量的降滤失剂,高温条件下具有较好的降滤失效果,黏度随温度变化相对稳定。
10)国外高温处理剂(DDP):组分不详。
11)GCL-2:高温降滤失剂。
上述泥浆材料的性能见表7.4。
表7.4 高温处理剂耐温性能一览表
续表
7.4.3 高温保护剂GBHJ(或称高温稳定剂)
向钻井液中加入保护剂是保持钻井液高温稳定的关键,其主要原理:一是抑制(或防止)高温下泥浆处理剂的降解和分解;二是护胶作用。
表7.5和表7.6分别给出了一种淡水泥浆和一种盐水泥浆加高温保护剂前后其性能的变化。
表7.5 淡水钻井液浆添加GBHJ前后钻井液性能对比
表7.6 饱和泥浆钻井液添加GBHJ前后钻井液性能对比
从表7.5、表7.6可以看出,在淡水钻井液中加入高温稳定剂GBHJ,使钻井液的耐温能力提高至少50℃;在饱和盐水中的作用效果更加明显,具有显著的降低滤失量特性,钻井液的耐温能力提高至少80℃以上。
㈡ 山东阳谷黄河化工有限公司怎么样
简介:山东阳谷黄河化工有限公司,成立于2004年。有南北两个厂区,地理位置优越回,交通通讯便利答。公司主营产品有:液体丙烯酰胺10000吨/年,固体丙烯酰胺5000吨/年,N-羟甲基丙烯酰胺500吨/年,聚丙烯酰胺1000吨/年。本公司实力雄厚,工艺设备先进,化验分析仪器齐全,是以现代科技为先导,以现代化管理为基础,以智力经营为主导致力于开发生产丙烯酰胺系列产品的新型产品。
法定代表人:王建勇
成立时间:2004-04-29
注册资本:1560万人民币
工商注册号:371521228004528
企业类型:有限责任公司
公司地址:阳谷县燕山路
㈢ 国内深井钻探钻井液发展现状
3.2.1 井深方面
20世纪60年代后期至今,我国陆续完成1500余口深井及超深井钻探。1966年,完成第一口深井——松基6井,井深4719m;1976年,钻成第一口超深井——女基井,井深6011m;2005年,完成中国大陆科学钻探“科钻1井”,井深5158m;2006年,完成国内目前最深超深井——塔河1井,井深8408m。
3.2.2 井温方面
1993年和1995年,分别在西藏羊八井地热田实施了两口高温地热井(ZK4002和ZK4001):ZK4001井,1500m处放喷,井口温度达到200℃;ZK4002井,井深2006.8m,井底温度329.8℃,保持目前国内钻探施工钻遇温度的最高纪录。其余井施工温度均在250℃以下,如塔里木中英深1井,井深7258m,井底温度171℃;塔里木塔河1井,井深8408m,井底温度198℃;泌深1井,井深6005m,井底温度236℃。
3.2.3 高温处理剂
国内20世纪70年代以罗平亚院士为代表的一批学者研究开发出一系列抗高温处理剂。磺甲基褐煤(SMC)、磺化酚醛树脂(SMP-1、SMP-2)及酚醛树脂与腐殖酸的缩和物(SPNH)等抗高温降滤失剂,磺化丹宁(SMT)、磺化栲胶(SMK)等抗高温稀释剂。随后一些学者针对其作用机理和合成方法,进一步开发出磺化木质素磺甲基酚醛树脂(SLSP)、褐煤与聚合物接枝的特种树脂SHR、SPX、SCUR、改性G-SPNH、改性SMP、两性磺化酚醛树脂APR和磺化沥青等抗高温降滤失剂,磺化木质素类及木质素配合物PFC、MBGM-1、XG-1等稀释剂。水解聚丙烯腈钠盐和水解聚丙烯腈钙盐开发于80年代初期。进入90年代以后,由中国石油勘探开发研究院刘盈、刘雨晴、孙金声等人利用褐煤作为主要原料,研究出抗高温抗盐阳离子降滤失剂CHSP-I和新型阳离子抗高温降滤失剂CAP。近几年,由河北硅谷化工有限公司秦永宏等人研制开发了有机硅氟降滤失剂和稀释剂等系列产品,这些产品先后在辽河、胜利和大庆等油田应用。
3.2.4 钻井液体系
3.2.4.1 西藏羊八井(ZK4002地热井)——分散性抗高温钻井液体系
该体系由北京探矿工程研究所研究设计,体系配方为:5%膨润土+3%地热93。该体系在高温高压条件下性能稳定,配方简单,采用该体系顺利完成ZK4002井施工,该井井底温度达到329.8℃。
3.2.4.2 石油系统——三磺钻井液和聚磺钻井液体系
国内石油系统施工的高温深井多采用三磺钻井液和聚磺钻井液体系。
1)三磺钻井液的基本组成为:膨润土+磺化酚醛树脂(或同类产品)+磺化褐煤+磺化丹宁(或铁铬木素磺酸盐)。
2)聚磺泥浆的基本组成为:膨润土+高分子聚合物+磺化酚醛树脂(或同类产品)+褐煤类产品+纤维素(或淀粉等)。
㈣ 现在钻井液用降滤失剂主要分哪几类,请主要说出分类理由,其中淀粉类要详细说明并参照一二文献具体点。
降滤失剂为钻井液处理剂中数量与种类最大的一类。主要包括淀粉类(羧甲基淀粉,代号CMS;羟丙基淀粉,代号HPS,改性抗温淀粉,代号DFD);纤维素类(CMC,PAC,国外的Drispac),腐殖酸类(褐煤,硝基腐植酸钠,铬腐殖酸,磺化褐煤,腐殖酸钾,等等,该类处理剂除降滤失外还具有一定程度的降粘作用);树脂类(磺化褐煤树脂(SPNH),磺化木质素磺甲基酚醛树脂缩合物(SLSP),磺化酚醛树脂(SMP)国外的Resinex;丙烯酸类聚合物:水解聚丙烯腈及其钠盐,钾盐,铵盐等,HPAN, NaHPAN, KHPAN, NH4HPAN等; PAC-142,PAC-143等,丙烯酸盐如SK-2,SK-3等,)参考文献可见石油大学鄢捷年钻井液工艺学以及王平全老师钻井液处理剂及其作用原理一书。 http://www.docin.com/p-47951351.html等,
㈤ 泥浆性能调节与维护
(一)泥浆性能的调节
钻探现场应根据所钻地层及上返泥浆性能的变化情况调整泥浆性能。
1.泥浆黏度与切力的调节
泥浆的黏度与切力密切相关,一般调节黏度可控制泥浆的切力。调节泥浆黏度的基本原则是:增加黏土含量和分散度,加入高分子增黏剂,增大黏土颗粒间的絮凝强度等可提高泥浆黏度;反之,降低固相含量和分散度,加入稀释剂削弱或拆散网架结构等可降低泥浆黏度。
针对孔壁坍塌,轻微漏失造成起下钻遇阻,下钻不到底等复杂情况,可采取以下措施适当提高泥浆的黏度和切力。
1)采用有机高分子增黏剂来提高泥浆的塑性黏度,如CMC、HPH、天然植物胶(魔芋、田箐胶、瓜尔胶、黄原胶)等高分子聚合物和生物聚合物。
2)适当增加黏土粉含量,并用无机处理剂(如Na2CO3和NaOH)增加泥浆中黏土的分散度,以提高泥浆的塑性黏度和结构黏度;
3)对粗分散泥浆加入絮凝剂(如Ca(OH)2、CaSO4、CaO和NaCl等无机盐类)以提高泥浆的结构黏度。
当钻进泥岩、泥质页岩、黏土层造成黏土侵,或者泥浆受到可溶性盐污染及岩粉侵入导致泥浆黏度、切力上升时需要降低黏度和切力。一般情况下,可加水稀释泥浆或加入FCLS(铁铬盐)、SMT(单宁)、SMK(栲胶)、烯酰胺或丙烯酸类聚合物及NaHm(腐植酸钠)、KHm(腐植酸钾)、SPNH(磺化褐煤树脂)等降黏剂,同时,加强地表泥浆的固相控制和清除来降低泥浆的黏度和切力。
2.泥浆滤失量的调节
针对吸水膨胀或易坍塌、渗透性好的地层,需严格控制滤失量和泥皮厚度,当盐侵造成滤失量过大时也要降滤失量。
常用的降滤失剂有:有机高分子降滤失剂、有机腐植酸盐及其衍生物、纤维素衍生物、聚丙烯酸衍生物类和野生植物胶类的碱液等,如Na-PAM、Na-CMC、HPH、SPNH、SMC、KHm、K-PAM等。
3.泥浆密度的调节
钻进高压、涌水地层或地应力大引起的破碎坍塌、缩径地层时,需及时提高泥浆的密度。可向泥浆中加入一定数量的惰性粉末,如重晶石粉,黏土粉或含砂量少分散性差的劣质黄土。同时注意做好泥浆净化和防沉淀卡钻工作。
钻进漏失或较完整地层时,应降低泥浆密度,以减轻泥浆漏失和提高钻速。可用机械或化学絮凝方法降低泥浆中固相(尤其是无用固相)含量,以降低泥浆密度。尽量采用不分散低固相泥浆、无固相泥浆及乳化或充气泥浆。
4.泥浆酸碱度(pH值)的调节
各类泥浆都有它适合的酸碱度(pH值)范围,在此范围内泥浆性能就稳定,否则就不稳定,加入的处理剂也不能有效地发挥作用。在测定泥浆滤液pH值的基础上,需提高pH值时,可在泥浆体系中加入Na2CO3和NaOH;需降低pH值时,可加入五倍子粉、栲胶粉、褐煤粉,使其与泥浆中多余的NaOH作用生成中性的单宁酸钠或腐植酸钠盐,另外在泥浆中加水和黏土粉亦可使pH值下降。
5.泥浆润滑性的调节
泥浆的润滑性能可通过测定泥饼的黏滞性和润滑系数来获取。野外以观察钻机回转扭矩和钻具磨损情况来判断。提高泥浆润滑性的措施:降低泥浆含砂量及固相含量;加入皂化油、太古油、沥青、GLUB等润滑剂或脂肪酸皂、磺化蓖麻油、吐温60、吐温80等乳化剂。不过在含钙质及硬水地层,尽量不选用皂化油、太古油等阴离子型润滑剂,因阴离子型润滑剂抗钙侵能力差,易产生破乳现象。
(二)现场泥浆管理与维护
深孔钻探泥浆的用量大,对泥浆性能要求高。泥浆现场管理与维护相对烦琐,如果管理与维护不力,泥浆性能无法保证,易造成泥浆护壁成本增加和孔内事故。深孔钻探施工中,现场泥浆管理与维护应做好以下几点:
1)要配专人管理维护泥浆性能,做到“三勤”(勤观察、勤测试、勤调整)并建立泥浆技术档案。
2)配齐常规泥浆测试仪器,建立现场简易泥浆试验室。
3)强化泥浆的固相控制,利用地表固控系统及时清除泥浆固相颗粒,并定期清理沉淀池池底的沉渣。
4)考虑到处理剂之间的质量及性能差异,配制新浆时应以实际泥浆性能符合要求为准,不能拘泥于理论配方的用量。
5)在转换泥浆体系或换浆时,必须先做小样试验,再确定实际加量。
6)在搅拌新浆或加入处理剂调浆时,必须充分搅拌再排入泥浆池内循环。
7)钻孔替浆时要从上至下逐步替换,不能自下而上一次性替完,以免造成孔壁失稳事故。
8)禁止用清水直接向孔内替浆和稀释泥浆,以免破坏泥浆体系性能而造成孔内事故。
9)泥浆池、沉淀池上必须有遮雨设施,避免雨水流入破坏泥浆性能;要防止打扫卫生、冲洗场地的水流入池中。
10)现场泥浆材料及堵漏材料要标注名称,分类堆放,并有防湿措施。
㈥ 求知:用于钻井液抗失水的材料有哪些!!!!
你所说的来钻井液抗失水及就是现自场所说的降滤失剂,降失水剂是通过在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密的滤饼,尽可能降低钻井液的滤失量的钻井液处理剂。
降失水剂是钻井液处理剂的重要剂种,主要分为纤维素类、腐植酸类、丙烯酸类、淀粉类和树脂类。纤维素类代表主要为羧甲基纤维素,代号CMC;腐植酸类代表主要为褐煤(常配成褐煤碱液)、硝基腐殖酸钠、铬腐植酸和磺甲基褐煤(SMC);丙烯酸类主要为水解聚丙烯腈及其盐类、丙烯酸及其复合离子型盐类(PAC系列)和其盐的多元共聚物(SK系列);树脂类的代表则是磺甲基酚醛树脂(SMP)、磺化褐煤树脂(SPNH)和磺化木质素磺甲基酚醛树脂缩合物(SLSP);淀粉类的代表主要有羧甲基淀粉(CMS)和羟丙基淀粉(HPS)。近年来还有研制出一些较新的产品,如阳离子聚合物降滤失剂和两性离子聚合物降滤失剂等。