钻井液用润滑降滤失剂的研究与应用

论文摘要

胜利油田经过40多年的勘探开发,增油上产的难度越来越大,要保持油田稳定的发展势头,必须不断地研究新技术,为后备的勘探开发提供技术支撑。钻井液技术的发展,在很大程度上依赖于新型处理剂及其相关理论的研究开发。常用的水基钻井液,摩擦阻力较大,不能满足特殊工艺井的施工需要。在水基钻井液中加入润滑剂后,润滑性能会得到明显的改善。因此,使用润滑剂是改善钻井液润滑性能、降低摩擦阻力的主要途径。目前钻井液常用的润滑剂由于受颗粒尺寸、危害施工人员健康、影响油气层辨别等条件的制约,在使用上存在许多的限制,而且这些液体的润滑剂性能单一,仅能起润滑作用,能明显改善钻井液降滤失的润滑剂还很少见。因此,急需能缓解这些矛盾的固体润滑剂的出现。本研究开发的新型固体润滑降失水剂是采用吸附性强的天然可降解高分子材料作载体,用润滑性能良好的液体润滑剂作液体材料,同时引入表面活性剂、渗透剂、冰点改善剂,通过正交实验法优选出合适材料配比,经物理和化学作用精细加工而成。该润滑剂活性组分具有很强的吸附能力,能迅速在金属表面和钻井液中的固体颗粒的表面形成牢固的吸附膜,保证钻井液具有高的润滑性,降低钻井液中固体粒子和钻具的提升阻力和旋转阻力,降低摩阻系数及扭矩,延长钻具使用寿命,减少粘附卡钻事故的发生。在室内研究的基础上,固体润滑降滤失剂在胜利油田大位移井桩斜161、桩斜162、桩斜149等多口井进行了应用均取得了成功。桩斜161所采用的钻井液体系抑制能力强、润滑防塌效果好、流变参数控制合理,电测、下套管施工顺利。桩斜162井在井深1400m左右加入润滑降滤失剂,控制钻井液的失水,钻进中根据井下情况,及时补充润滑降滤失剂,增加钻井液的润滑性,保证了钻井作业的顺利进行。桩斜149井在施工中应用润滑降滤失剂克服了造斜点在松软地层摩阻高、扭矩大的困难,顺利地完成了该井的施工。室内研究和现场应用表明,润滑降失水剂不仅能提供比油基润滑剂更好的润滑效果,而且能达到常用降失水剂的降失水效果,在某些方面甚至更优。该产品与钻井液常用处理剂的配伍性好、页岩抑制性强、使用方便、维护处理简单、无毒、无荧光,可广泛应用于大位移定向井、水平井、分支井及探井的钻井施工。对于提高勘探开发的进度与成功率,油气井工程的井下安全、井壁稳定、储层保护和环境保护均具有重要意义,从而创造出巨大的经济效益和社会效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 0 前言
• 1 钻井液用润滑降失水剂的室内研究
• 1.1 优选润滑性能优良的液体润滑材料
• 1.2 优选天然可降解高分子固体材料
• 1.3 加入纳米粒子
• 1.4 钻井液用固体润滑降滤失剂的制备
• 1.5 钻井液用润滑降滤失剂SRHJ-1的性能评价
• 1.6 室内研究小结
• 2 润滑降滤失剂的工业中试
• 2.1 主要原材料
• 2.2 主要生产设备
• 2.3 生产工艺流程示意图
• 2.4 影响钻井液润滑降滤失剂的因素
• 2.5 钻井液用润滑降滤失剂主要性能指标
• 2.6 中试生产
• 3 产品标准
• 3.1 范围
• 3.2 引用标准
• 3.3 技术要求
• 3.4 实验方法
• 3.5 检验规则
• 3.6 包装、标志、运输和储存
• 4 钻井液用润滑降滤失剂的现场应用
• 4.1 钻井液用润滑降滤失剂在桩斜161井的应用
• 4.2 钻井液用润滑降滤失剂在桩斜162井的应用
• 4.3 钻井液用润滑降滤失剂在桩斜161井的应用
• 4.4 现场应用结论
• 5 结论
• 6 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表