钻井液用淀粉微球降滤失剂的研制

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:haojian19831212
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,日益严格的环保法规对钻井液技术提出了更高的要求。研发同时满足高温深层钻井工程和环保要求的关键处理剂,已成为当前钻井液技术研究的重要方向之一。通常天然聚合物处理剂环境友好,但其易降解失效,抗温能力不足;合成聚合物处理剂抗温性能较好,但其难以生物降解,且残存的反应单体可能对环境造成不利影响。作为自然界广泛存在的一种高分子多糖化合物,常见的淀粉及其改性处理剂具有优良的降滤失作用,已广泛应用于较低温度地层水基钻井液体系。如何在保持其优良降滤失性能的同时,提高其高温稳定性,已成为钻井液用处理剂研发的难题和热点。本文尝试以可溶性淀粉为基础原料,采用反相乳液聚合法,以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为主要交联剂,借助正交实验结合单因素分析方法,研制出一种新型淀粉微球降滤失剂。借助偏光显微镜、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、热重分析仪、Nanobrook粒度-Zeta电位仪等测试手段,对新研制的淀粉微球产物的组构特性进行综合表征分析。实验结果表明,新研制的淀粉微球降滤失剂加量为1.0%时,经150℃老化后API滤失量的降低率高达70%,高温高压滤失量的降低率达56%,且对钻井液增粘作用相对较小,也具有优良的抗盐、抗钙等能力,综合性能优于常用的改性淀粉聚合物类降滤失剂。通过吸水膨胀性、吸附特性、粒径分布、热稳定性、滤液粘度及滤饼渗透率等实验,综合探讨了新研制的淀粉微球的降滤失作用机理。实验表明,与传统的淀粉类降滤失剂相比,采用化学交联可使淀粉微球结构强度增加,抗温能力提高;淀粉微球内部含有较多可吸水的孔隙结构,颗粒表面含较多吸附基团,可与配浆黏土颗粒相互作用,形成适度空间网架结构,阻止黏土胶体颗粒絮凝与聚结,护胶作用效果明显。特别是,吸水膨胀后的淀粉微球具有微纳米尺度效应,可封堵滤饼孔隙,易形成致密滤饼,从而实现协同降滤失作用效果;同时,新研制的淀粉微球降滤失剂对钻井液的增粘效应较低。采用新研制的淀粉微球降滤失剂,实验优化得到了环保抗温性能优良的水基钻井液配方,其降滤失、流变性能和环保性能较好,抗温150℃,抗15%Na Cl、1.0%Ca Cl2及10%劣土污染,且抑制性、润滑性能和封堵性能等均较好。
其他文献
海洋深水水合物层封固时,油井水泥在凝固过程中产生大量的水化热,导致固井层段水合物分解,对尚未发展足够强度的水泥环产生巨大的安全隐患,从而引发固井质量问题,甚至安全事故。目前现有的固井水泥体系水化峰值较高,不能有效满足水合物层固井的需要。本文在自制的中空微球的基础上,对热能存储剂进行研选,构建一套中空微球封装水泥热能存储剂方法,为降低固井水泥的水化放热提供技术保障,为深水油气后期开发中全井生命周期的
学位
防砂筛管是机械防砂完井的主要工具,在防砂作业过程中起着至关重要的作用。然而,筛管在服役过程中受岩层压力变化,地层运动或变形等导致的复杂载荷影响,易发生压溃变形,严重威胁油气井的正常生产,是目前业界普遍关心的一个难题。筛管的布孔参数是影响筛管压溃载荷性能的重要参数;因此,研究外压和组合载荷作用下筛管的压溃行为,分析不同载荷工况下布孔参数等对筛管压溃载荷的影响规律具有重要意义。本文建立了外压和组合载荷
学位
随着全球范围内的常规油气藏产量的日益下降,非常规油气藏如页岩油藏的勘探开发开始进入到科技工作者的视野中。由于页岩油储层具有高致密、低渗透的典型特征,因此在开采此类油气藏的过程中需要实施相应的增产措施。水力压裂技术是近年来针对有效开采页岩油的的核心工艺措施之一,其主要思想是通过注入一定特性的压裂液使地层裂开,使地层形成尽可能多和复杂的具有强导流能力的人工裂缝网络通道,以此来提高油气产量。为了获取页岩
学位
天然气水合物是一种未来重要的清洁能源,且储量巨大,受到了世界各国的广泛重视。我国于2017年5月对南海神狐海域水合物进行了试采,取得了巨大进展和成功,但是最终的产气量仍难达到商业化开采规模。探索水合物在连续试采中日产量衰减迅速的原因和机理对加快我国水合物的商业化开采进程有着有重要理论和现实意义。针对神狐海域水合物藏未固结或极弱固结特征,以及水合物完全分解后地层骨架变形大的特点,本文从储层堵塞的角度
学位
谷歌团队利用超导量子芯片,实现了两种规模的量子纠错表面码,利用辅助比特进行多次测量和初始化操作进行纠错,表明使用更多量子比特表面码的逻辑比特,其性能表现更好,达到了量子纠错规模化的盈亏平衡点,本文简要回顾量子纠错的机制,讨论谷歌量子纠错结果的意义,以及系列量子纠错进展,最后将展望量子计算的发展方向.
期刊
常规PDC齿在硬地层中破岩效率较低,促使PDC齿面结构由平面向非平面发展。斧形PDC齿是近年来研制的新型非平面PDC齿,独特的齿面结构使斧形PDC齿在硬地层、软硬交错地层的钻进试验中表现出较常规PDC齿更好的破岩效果。斧形PDC齿的研制拓宽了PDC钻头的适用地层范围,同时其独特的齿面结构及其破岩方式为硬地层、软硬交错地层破岩提供了一种新的思路。但目前对斧形PDC齿破岩机理、破岩规律的研究不够深入,
学位
水基钻井液在石油和天然气工程的钻井过程中起着至关重要的作用,例如从井眼底部到地面清除钻屑,稳定井眼,冷却和润滑钻井管和钻头。除了这些功能外,水基钻井液还应在经济和环境方面做到对环境友好,并且对盐和温度具有极好的耐受性。在钻井过程中,由于地热梯度和地层压力梯度的影响,井眼越深,井眼温度越高。水基钻井液将在高温下失去原始性能。而且,当在盐床中钻孔时,由于同样的现象,盐侵入引起了另一个不希望的情况。高温
学位
随着我国油气资源开发逐渐向深层和超深层发展,钻遇的高温高压井也越来越多。高温高压地层钻井液中,通常需要加入大量的重晶石粉等固相加重材料,提高钻井液密度以平衡地层压力。本文重点探讨了重晶石粒度级配对高温高密度钻井液流变性和滤失造壁性的影响规律。基于优化的常温高密度实验基浆,实验探究了常温下不同种类重晶石粒度级配对高密度实验浆(2.20 g/cm~3、2.35 g/cm~3)性能的影响规律。实验表明,
学位
干热岩地热资源是地热资源的重要组成部分,因其内部热能具有清洁绿色、稳定性好、储量大、利用系数高等特点而成为能源行业关注的热点,但至今为止该种能源却因开发成本高、压裂开采过程中可诱发地震及回收率低等问题,未形成一个可规模化、商业化运行的开采方案。基于以上背景,提出了一种单水平井循环采热的干热岩开发理念,该理念利用单水平井实现循环工质注入与采出,利用流道变换短接实现井内管体中空与管体与井壁环空内液体流
学位
磨料射流储层割缝提高低渗储层渗透率技术作为一种完井方法可代替常规射孔完井,前期的研究表明若将液氮与磨料射流掺混后进行割缝,则有助于提升割缝效率,增大渗流面积,减小油气流动阻力。因此,液氮磨料多相水射流储层割缝可为提高低渗储层渗透率提供一种新型技术解决方案。本文采用理论分析和数值模拟方法对其增渗机理进行研究,以期为该技术进一步发展提供指导。首先基于圆锥短直线型内流道喷嘴结构,以调制形成的射流轴线速度
学位