耐温耐盐系钻井液降滤失剂和抑制剂的研制与应用
发布时间：2021-07-06 06:24
深井钻探对钻井液的要求越来越高,为了使高温条件下钻井液具有稳定性、抑制性、滤失性,油基钻井液普遍使用;出于成本考虑,油基钻井液在实际应用中应用范围有限。深井高温水基钻井液与油基钻井液相比较,流变性调控尤为重要,深井高温水基钻井液需要对钻井液的滤失性严格控制。并且高温深井地层情况复杂,当高温、高矿化度等情况同时存在时,钻井液的性能更加难控制。为确保超高温深井的安全、快速钻进,需要建立耐温性能好的超高温钻井液配方体系来满足工程需要,钻井液处理剂应以增强超高温条件下粘土胶体粒子水化能力,钻井液处理剂的原理研究能对钻井液降滤失剂和处理剂聚合物的分子具体结构针对实际需要的具体设计奠定一定的基础。本文分析了高温对井下粘土颗粒、处理剂性能、钻井液性能,尤其是流变性和滤失量的影响,探讨高温钻井液性能控制原理,从原理上对此类高温钻井液控制问题进行阐释。基于此,选择合适的聚合物降滤失剂和三元聚合物抑制剂合成单体和合成方法,实验对比研究了与其他钻井液体系的性能,对其配比性进行了进一步研究,降滤失剂在钙盐基浆体系中,降滤失剂效果表现为,老化前表观粘度从加入前的5mPa·s增至18mPa·s,老化后则从10mP...
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
酸碱值对API滤失量的影响
图 3-3 温度对 API 滤失量的影响由图 3-3 可见，随着温度的升高，体系滤失量的趋势为先降后增，并在 55℃最小。这是因为反应温度会影响聚合反应速率和产物的平均聚合度，聚合反温度的升高而加快，转化率增大共聚物浓度也增大，体系的滤失量会随之降同时，反应温度又不能过高，过高的反应温度不利于控制体系滤失量。故可找到，反应温度确定为 55℃。.5 反应引发剂用量反应引发剂的用量直接对生成物分子量大小造成一定影响，共聚物的整体平减少会使得产物的降滤失性能降低，引发剂的用量也会产生变化。为了研究用量规律，我们通过对比实验，改变过硫酸铵-亚硫酸氢钠的用量，主要是引发剂占单体总质量的质量百分比，研究在这种情况下体系受到的影响，具中所需要的合成条件已经列出，其具体参数见表 3-4。
图 3-4 不同 NaCl 溶液加量对水溶液流变性的影响由图 3-4 可以更直观的看见，水溶液的粘度一开始随加量的增大而降低，直和，溶液粘度基本不再变化，当加量达到饱和时其粘度依旧可达，证明有着盐能力。盐的加入使分子基团电性丧失，其同性分子链上的静电排斥作用减水化作用较为明显，体现水化膜厚度降低，水化层间距缩短，分子间阻碍力小，四元共聚物大分子物理形态改变，弯曲的分子结构宏观上为溶液粘度降为两性离子聚电解质，盐份毁掉内盐键，分子结构的改变使得增强了电解质的相互作用的时间和效果，分子结构的阻碍力加大，有助于提高流体力学体子的电解质经过进入钻井液导致增强了水极性，进一步提高了其耐盐能力。.1.5 降滤失剂水溶液的耐钙性能钻井过程常会钻遇石膏层，钻井液体系会受到钙盐侵入发生很大的性质改变要对钻井液体系降滤失剂的耐盐性能作出评价[49]。浓度为 2%的水溶液中改钙试剂的加入量，通过测量此种情况下对水溶液流变性的影响，可以对其耐行评价，实验结果见表 3-9。
【参考文献】：
期刊论文
[1]塔河主体区块钻井液体系优化[J]. 张斯文,王伟志. 西部探矿工程. 2017(08)
[2]强抑制聚合物钻井液在大庆致密油藏水平井中的应用[J]. 宋程. 西部探矿工程. 2017(08)
[3]高性能水基钻井液应用研究[J]. 杨定桥,王超. 中国石油石化. 2017(10)
[4]国内抗高温高密度水基钻井液发展现状[J]. 武虎彪. 中国石油石化. 2017(10)
[5]四川盆地复杂地层钻井液技术的应用分析[J]. 李怡雯,何丹,吴坷. 化工管理. 2017(22)
[6]钻完井液工程技术在新疆油田中的应用[J]. 程军. 工程建设与设计. 2017(14)
[7]用于水基钻井液的页岩抑制剂研究进展[J]. 付世豪,桑文镜,胡棚杰,吴亚迪. 广州化工. 2016(24)
[8]抗高温高密度无土相柴油基钻井液室内研究[J]. 蒋官澄,黄凯,李新亮,邓正强,王凯,赵利. 石油钻探技术. 2016(06)
[9]钻井液作用下页岩破裂失稳行为试验[J]. 康毅力,陈强,游利军,林冲,程秋菊. 中国石油大学学报(自然科学版). 2016(04)
[10]国内外页岩气水基钻井液技术新进展[J]. 许博,闫丽丽,王建华. 应用化工. 2016(10)
硕士论文
[1]水基钻井液防塌抑制剂及作用机理研究[D]. 李茜.西南石油大学 2014
[2]钻井液用抑制剂的研制及性能研究[D]. 郭娜娜.西南石油大学 2014
[3]超高温水基钻井液技术研究与应用[D]. 刘克飞.中国石油大学 2009
本文编号：3267714
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
酸碱值对API滤失量的影响
图 3-3 温度对 API 滤失量的影响由图 3-3 可见，随着温度的升高，体系滤失量的趋势为先降后增，并在 55℃最小。这是因为反应温度会影响聚合反应速率和产物的平均聚合度，聚合反温度的升高而加快，转化率增大共聚物浓度也增大，体系的滤失量会随之降同时，反应温度又不能过高，过高的反应温度不利于控制体系滤失量。故可找到，反应温度确定为 55℃。.5 反应引发剂用量反应引发剂的用量直接对生成物分子量大小造成一定影响，共聚物的整体平减少会使得产物的降滤失性能降低，引发剂的用量也会产生变化。为了研究用量规律，我们通过对比实验，改变过硫酸铵-亚硫酸氢钠的用量，主要是引发剂占单体总质量的质量百分比，研究在这种情况下体系受到的影响，具中所需要的合成条件已经列出，其具体参数见表 3-4。
图 3-4 不同 NaCl 溶液加量对水溶液流变性的影响由图 3-4 可以更直观的看见，水溶液的粘度一开始随加量的增大而降低，直和，溶液粘度基本不再变化，当加量达到饱和时其粘度依旧可达，证明有着盐能力。盐的加入使分子基团电性丧失，其同性分子链上的静电排斥作用减水化作用较为明显，体现水化膜厚度降低，水化层间距缩短，分子间阻碍力小，四元共聚物大分子物理形态改变，弯曲的分子结构宏观上为溶液粘度降为两性离子聚电解质，盐份毁掉内盐键，分子结构的改变使得增强了电解质的相互作用的时间和效果，分子结构的阻碍力加大，有助于提高流体力学体子的电解质经过进入钻井液导致增强了水极性，进一步提高了其耐盐能力。.1.5 降滤失剂水溶液的耐钙性能钻井过程常会钻遇石膏层，钻井液体系会受到钙盐侵入发生很大的性质改变要对钻井液体系降滤失剂的耐盐性能作出评价[49]。浓度为 2%的水溶液中改钙试剂的加入量，通过测量此种情况下对水溶液流变性的影响，可以对其耐行评价，实验结果见表 3-9。
【参考文献】：
期刊论文
[1]塔河主体区块钻井液体系优化[J]. 张斯文,王伟志. 西部探矿工程. 2017(08)
[2]强抑制聚合物钻井液在大庆致密油藏水平井中的应用[J]. 宋程. 西部探矿工程. 2017(08)
[3]高性能水基钻井液应用研究[J]. 杨定桥,王超. 中国石油石化. 2017(10)
[4]国内抗高温高密度水基钻井液发展现状[J]. 武虎彪. 中国石油石化. 2017(10)
[5]四川盆地复杂地层钻井液技术的应用分析[J]. 李怡雯,何丹,吴坷. 化工管理. 2017(22)
[6]钻完井液工程技术在新疆油田中的应用[J]. 程军. 工程建设与设计. 2017(14)
[7]用于水基钻井液的页岩抑制剂研究进展[J]. 付世豪,桑文镜,胡棚杰,吴亚迪. 广州化工. 2016(24)
[8]抗高温高密度无土相柴油基钻井液室内研究[J]. 蒋官澄,黄凯,李新亮,邓正强,王凯,赵利. 石油钻探技术. 2016(06)
[9]钻井液作用下页岩破裂失稳行为试验[J]. 康毅力,陈强,游利军,林冲,程秋菊. 中国石油大学学报(自然科学版). 2016(04)
[10]国内外页岩气水基钻井液技术新进展[J]. 许博,闫丽丽,王建华. 应用化工. 2016(10)
硕士论文
[1]水基钻井液防塌抑制剂及作用机理研究[D]. 李茜.西南石油大学 2014
[2]钻井液用抑制剂的研制及性能研究[D]. 郭娜娜.西南石油大学 2014
[3]超高温水基钻井液技术研究与应用[D]. 刘克飞.中国石油大学 2009
本文编号：3267714
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