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适于深部取心钻探井超高温聚磺钻井液体系研究 总被引：4，自引：0，他引：4
东北松辽盆地强水敏泥岩、泥页岩、凝灰岩发育,地温梯度高达4.1℃/100m。深井钻进过程中易出现井壁失稳、钻井液抗温能力不足等复杂情况,研制深部取心钻进配套用超高温钻井液具有迫切的工程需要。通过造浆土、抗温抗盐处理剂、防塌剂等处理剂优选及复配试验,完成了抗高温聚磺钻井液配方设计。钠土与凹凸棒土复配保证了高温钻井液具有合适的粘土胶粒浓度,处理剂优选在满足良好护胶性能的基础上充分考虑了其粘度效应。综合测试结果表明,该聚磺钻井液在230℃条件下连续加热滚动24h后性能稳定,且具备良好的抑制性、润滑性及一定的抗污染能力。在东北松辽盆地某深井连续取心钻进过程中取得了良好的应用效果。 相似文献
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在页岩储层压裂过程中,不同浓度、不同pH值的SDBS压裂液体系会直接影响页岩储层稳定性,进而影响造缝性能。通过实验分析了页岩储层在不同浓度、pH值的SDBS压裂液作用下的膨胀抑制性、润湿反转性能。实验结果表明：0.02%SDBS压裂液下页岩储层的膨胀变形最小、膨胀变形速率最慢,即膨胀抑制效果最好;0.03%SDBS压裂液下页岩的润湿性改造最好,接触角为30 °。pH值为8的SDBS压裂液对炭质页岩的膨胀变形和膨胀速率起到了最佳的抑制作用;pH值为9的SDBS压裂液对炭质页岩的润湿反转起到了最好的效果,接触角为31.6°。综合分析认为不同浓度、不同pH值的SDBS压裂液对页岩储层特性影响差异较大,说明在对页岩储层的开发利用中,调整SDBS浓度和pH值对提高页岩气开采效果是可行的。 相似文献
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高温下水基钻井液中膨润土颗粒会发生高温分散或高温聚结作用,从而导致钻井液性能发生剧变,针对这一问题,开展了合成锂皂石用作钻井液造浆材料实验研究。采用X射线粉晶衍射、扫描电镜及红外光谱对合成锂皂石H-6样进行了结构表征,对其分散性、抗盐性及抗温性能等进行了评价,并分析了合成锂皂石抗高温增稠机理。试验结果发现:合成锂皂石H-6样层间存在Na+与Li+两种阳离子,其阳离子交换容量(CEC)为149. 1mmol/100g,而且远高于钠膨润土的CEC值;合成锂皂石极易分散在水中,能明显提高水相的黏度,而且不受水化时间及水化温度影响。例如,当H-6加量从0. 5%增加至4%时,其分散体系的表观黏度从1. 5mPa·s增加至63. 5mPa·s;随着温度增加,合成锂皂石分散体系的表观黏度呈先增加后基本不变趋势,未出现高温明显增稠或高温减稠现象。例如,2%H-6分散体系在180～240℃高温老化后,其表观黏度在22～24mPa·s变化;合成锂皂石H-6样与其它处理剂配伍性好,采用其作为造浆材料配制的超高温水基钻井液具有优良的抗高温稳定性及高温流变性能,无需添加抗高温增黏剂及抗高温稀释剂来调整钻井液的流变性能。研究结果表明,合成锂皂石具有优良的抗高温分散性能,适合用作抗高温造浆材料,用于配制超高温水基钻井液。 相似文献
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《地质科技情报》2021,(2)
为应对金刚石绳索取心钻进普遍发生的垮塌、造浆、钻杆内壁结泥皮等问题,完成了基于聚乙烯醇(PVA)为抑制剂的无固相防塌钻井液室内研究。通过泥页岩滚动回收试验、膨润土临界加量试验、泥球浸泡试验以及电动电位测试等对比了常用抑制剂的抑制效果;通过配伍性试验确定了增黏剂及降失水剂的种类和加量;对比了不同种类的污染物对所获配方钻井液综合性能的影响。结果表明,相比于NaCl、KCl等常规无机盐抑制剂,聚乙烯醇具有较强的抑制性,且抑制性与聚合度呈正相关;黄原胶(XC)、磺化褐煤树脂(SPNH)、磺化沥青(FT-1)可用作配制该钻井液的增黏提切剂和降失水剂;该配方钻井液可抗35%NaCl、4%CaCl_2以及12%钙土的污染,能满足110℃温度范围内的使用要求,可在3 000 m深度范围内的强造浆地层、破碎地层、盐膏层等复杂地层中使用。 相似文献
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目前在岩芯钻探中采用优质膨润土作主要原料的塑性及准塑性流体仍然是较普遍和广泛使用的冲洗液.因此对粘土的寻找和造浆试验工作显得非常重要,其目的就是要针对地层的需要和粘土的性能选择适当的化学处理剂和处理方法,并研究和解决粘土造浆率的增效问题. 本人对保安膨润土的造浆性能及化学处理方法做了一些试验.现根据试验数据提出对保安膨润土造浆性能及化学处理的一些意见. 保安膨润土产于湖北省大冶县保安公社,是 相似文献
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LBM钻井液是一种低粘度低失水量的高效造浆材料，通过在绳索取心中应用，证明了LBM钻井液具有良好的抑制水敏性地层膨胀与分散的能力．可有效防止粘附卡钻事故及解决钻杆内壁结垢问题．是绳索取心钻进较理想的钻井液材料。 相似文献
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文中提出了一种液态离子固结剂,该处理剂能够有效提高页岩气井井壁的力学强度。通过开展室内实验以及进行相关分析,初步了解了添加液态离子固结剂的钻井液的基本性能,并探究了该体系钻井液对炭质页岩膨胀的抑制性以及对炭质页岩力学强度的影响。发现钻井液滤失量随液态离子固结剂含量的增加先减小后增大;在各配方钻井液中的压制岩心膨胀率明显低于在清水中的,但液态离子固结剂含量增加使得钻井液中的压制岩心膨胀率越来越高;各钻井液处理的岩粉所制成的剪切试样抗剪强度高于经清水处理的,随着液态离子固结剂含量的增加,试样抗剪强度总体上先升高再下降,且试样单轴抗压强度增大。实验结果表明,在适宜的含量范围内,液态离子固结剂有助于增强钻井液维护井壁稳定的能力。 相似文献
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延长油田罗庞塬区块部分层段由于泥页岩、碳质泥岩和油页岩发育突出,在钻井施工中常出现定向托压、掉块普遍和地层垮塌严重等现象,针对这些技术难题进行了该区块钻井液体系研究,确定4%KCl、5%聚合醇和0.6%～0.8%SI-150作为抑制性防塌处理剂主体防塌,选择1%氧化沥青、3%超细碳酸钙（1% 2000目+2% 3000目）和1%弹性石墨作为封堵性防塌处理剂协助防塌,形成了适合延长油田罗庞塬区块防塌钻井液体系。该钻井液体系封堵性和抑制性良好,页岩滚动回收率保持在93%以上,极压润滑系数控制在0.07以下。该钻井液体系在罗平16井和蒲平48井2口水平井成功进行了现场应用,取得了良好效果。 相似文献
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针对沁水盆地煤层气钻井中存在的井壁稳定技术难题,采用X射线衍射、扫描电镜、泥页岩膨胀实验、页岩分散实验测试了泥页岩和煤岩体的组构及理化性能,分析了井壁失稳机理。依据"多元协同"防塌原理,研选出了高效包被抑制剂、封堵防塌剂和活度平衡剂,构建了泥页岩地层防塌钻井液体系QSFT和煤层钻开液QSMZ。评价结果表明,QSFT体系的粘度、切力适中,滤失量低、泥饼薄,对200 μm裂缝的封堵承压能力达3.0 MPa;QSFT和QSMZ具有较强的抑制水化能力,并能显著增加岩样单向抗压强度,对煤岩体岩心湿测渗透率的损害均低于30%,干测渗透率恢复值达到95%以上,可作为沁水盆地煤层气井的钻井液和储层钻开液。 相似文献
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井壁失稳是钻井过程中常常遇见的难题之一,尤其在钻遇泥页岩井段。针对河南中牟页岩气区块在山西组-太原组泥页岩钻进过程中发生井壁坍塌掉块、卡钻、井径扩大率大等复杂情况,利用MY1井钻井岩心从泥页岩类型划分、孔渗特征、微观结构、岩石力学以及地应力等方面开展井壁稳定性影响因素实验分析。通过分析可知,中牟区块泥页岩属硬脆性泥页岩,造成井壁失稳的主要因素为地层非均质性强,岩石脆性程度较高,微裂缝发育,易导致井壁机械剥落、坍塌掉块。通过合理控制钻井液密度、优化井身结构及钻井参数、研发低自由水强封堵钻井液提高井壁稳定性,在区块钻井实践中取得了较好的应用效果,基本解决了井壁失稳难题。 相似文献
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Analysis of Pore Pressure and Stress Distribution around a Wellbore Drilled in Chemically Active Elastoplastic Formations 总被引：4，自引：1，他引：3
Drilling in low-permeable reactive shale formations with water-based drilling mud presents significant challenges, particularly
in high-pressure and high-temperature environments. In previous studies, several models were proposed to describe the thermodynamic
behaviour of shale. Most shale formations under high pressure are expected to undergo plastic deformation. An innovative algorithm
including work hardening is proposed in the framework of thermo-chemo-poroelasticity to investigate the effect of plasticity
on stresses around the wellbore. For this purpose a finite-element model of coupled thermo-chemo-poro-elastoplasticity is
developed. The governing equations are based on the concept of thermodynamics of irreversible processes in discontinuous systems.
In order to solve the plastic problem, a single-step backward Euler algorithm containing a yield surface-correction scheme
is used to integrate the plastic stress–strain relation. An initial stress method is employed to solve the non-linearity of the plastic equation. In addition, super convergent patch recovery is used
to accurately evaluate the time-dependent stress tensor from nodal displacement. The results of this study reveal that thermal
and chemical osmosis can significantly affect the fluid flow in low-permeable shale formations. When the salinity of drilling
mud is higher than that of pore fluid, fluid is pulled out of the formation by chemical osmotic back flow. Similar results
are observed when the temperature of drilling mud is lower than that of the formation fluid. It is found that linear elastic
approaches to wellbore stability analysis appear to overestimate the tangential stress around the wellbore and produce more
conservative stresses compared to the results of field observation. Therefore, the drilling mud properties obtained from the
elastoplastic wellbore stability in shales provide a safer mud weight window and reduce drilling cost. 相似文献
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《Geomechanics and Geoengineering》2013,8(3):167-178
Wellbore instability, particularly in shale formations, is regarded as a major challenge in drilling operations. Many factors, such as rock properties, in-situ stresses, chemical interactions between shale and drilling fluids, and thermal effects, should be considered in well trajectory designs and drilling fluid formulations in order to mitigate wellbore instability-related problems. A comprehensive study of wellbore stability in shale formations that takes into account the three-dimensional earth stresses around the wellbore as well as chemical and thermal effects is presented in this work. The effects of borehole configuration (e.g. inclination and azimuth), rock properties (e.g. strength, Young's modulus, membrane efficiency and permeability), temperature and drilling fluid properties (e.g. mud density and chemical concentrations) on wellbore stability in shale formations have been investigated. Results from this study indicate that for low-permeability shales, chemical interactions between the shale and water-based fluids play an important role. Not only is the activity of the water important but the diffusion of ions is also a significant factor for saline fluids. The cooling of drilling fluids is found to be beneficial in preventing compressive failure. However, decreasing the mud temperature can be detrimental since it reduces the fracturing pressure of the formation, which can result in lost-circulation problems. The magnitude of thermal effects depends on shale properties, earth stresses and wellbore orientation and deviation. Conditions are identified when chemical and thermal effects play a significant role in determining the mud-weight window when designing drilling programmes for horizontal and deviated wells. The results presented in this paper will help in reducing the risks associated with wellbore instability and thereby lowering the overall non-productive times and drilling costs. 相似文献
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北部湾盆地涠西南油田群是南海西部重要的原油产区，同时油田群紧邻众多国家级自然保护区，属于环境敏感区域。针对北部湾盆地涠西南地区环保要求，以及涠洲组和流沙港组钻井过程经常出现井壁失稳导致的憋卡、起下钻阻卡等问题，开展了涠西南地区地层泥页岩特性及环保钻井液技术研究。通过地层岩石黏土矿物分析、孔喉结构分析以及理化性能评价，明确了涠西南地区泥页岩井壁失稳的机理；提出以类油基的水溶性复合基基液为核心，构建了一套具有油基钻井液工程特性和水基钻井液环保特性的新型环保防塌钻井液技术，并进行了相关的现场应用。现场应用显示：应用井与邻井相比，12-1/4″井段阻卡划眼时间减少，井径扩大率大幅度降低，并且在128 h的长时间浸泡过程中没有复杂情况产生，有效地解决了涠洲组、流沙港组易失稳地层的井壁稳定问题；同时，钻井液环保性能达到一级海域环保要求，可以替代目前应用的油基钻井液体系，解决了海上使用油基钻井液存在配制成本高、含油钻屑需全回收及环境危害隐患大等技术难题。该研究对于涠西南油田环保、井壁失稳和钻井液技术发展具有较高的理论价值和借鉴意义。 相似文献
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中国页岩气资源开发潜力巨大,近年来页岩气勘探开发力度不断加大,对钻探工艺和技术的要求不断提高。页岩气地层岩性主要为泥岩、砂岩、页岩、碳质板岩、灰岩,该类地层胶结性差、破碎、井壁强度低,钻进中易出现孔壁失稳,发生坍塌、卡钻、埋钻等孔内事故,需要研制具有强抑制性、低成本、绿色环保的冲洗液体系来保证施工安全。本文通过对页岩气井壁稳定机理的探究,优选出一种适用于页岩地层双聚防塌和成膜防塌低固相冲洗液体系,该体系由抑制剂、防塌剂、降失水剂、润滑剂、封堵剂、流型调节剂等处理剂组成,具有良好的抑制性和胶结性。现场应用取得了良好的效果,保证了项目的顺利施工。 相似文献
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潮页1井是在潮水盆地布置的第一口页岩气资源调查井,取心质量要求较高,地层有大段泥页岩层段,易水化剥落,施工难度大。本文着重介绍了潮页1井取心工艺、钻头选型、冲洗液技术及井斜控制技术等相关的施工经验。潮页1井采用大口径绳索取心技术,第四系地层以深全井取心,该技术在甘肃地区鲜有可供参考的施工案例,而该井岩心采取率接近90%。钻进过程中通过选用合理的钻进参数和护壁性能较强的冲洗液体系,解决了施工中遇到的地层“打滑”、井壁稳定性差等技术难点,保障了潮页1井的顺利完工。 相似文献