钻井液材料和化学处理剂

本文介绍苏联解体前后地质钻探及石油与天然气钻井用的钻井液材料和化学处理剂的研制，使用新动向。     

高温水基钻井液研究及应用进展

向地球深部进军是我国必须要解决的战略性科技问题,深部钻探是精准探测地球深部的直接手段。随着探测地球深度的增加,深部钻探工程面临着更加复杂的高温高压钻进环境,对高温钻井液的性能提出了更高的要求。近年来,高温钻井液取得了快速发展,国外的高温钻井液抗温能力已超过260℃,而国内高温钻井液技术也在加速发展,目前仍以“三磺”、“聚磺”体系为主,抗高温能力在240℃左右。本文在对比国内外高温水基钻井液进展的基础上,分析总结了国内外主流高温处理剂及高温水基钻井液的种类、功能与工程应用情况,探讨了其在工程应用中存在的问题以及未来的技术发展方向等。提出了未来国内深部钻探高温钻井液面临的关键问题及优先发展方向,主要有研制与优化耐260℃以上高温的处理剂与钻井液体系、开发配套耐高温仪器与系统、控制经济成本以及保护生态环境等方面,将为我国未来实施的万米深地钻探工程奠定技术基础。     

定北区块抗高温钻井液体系优化

定北区块储层深埋温高导致常规钻井液体系失效且复杂情况多发,研制一套抗高温钻井液体系已成为解决定北区块钻井复杂情况多发的重要途径。总结分析定北区块钻遇复杂情况及钾铵基钻井液体系性能测试结果,明确了钻井液优化方向——抗高温抑制性、稳定性、降滤失性和封堵能力。针对目前现场常用多种抗高温钻井液处理剂开展了流变性、滤失性、封堵性、润滑性等性能测试实验,优选SMC和SPNH作为抗高温降滤失剂、KCl和聚胺作为抗高温抑制剂、HQ-10作为抗高温封堵剂、白油及石墨作为抗高温润滑剂、SF-1作为抗高温稀释剂,并得出最佳土粉含量为4%,最终得到了抗高温钻井液体系配方。室内性能评价实验表明,该抗高温钻井液体系在180 ℃热滚72 h后粘度、切力及失水仍满足设计要求,且抗NaCl及CaCl2污染分别达到10%和4%,储层岩心伤害渗透率恢复值可达80%以上。定北抗高温钻井液配方的形成将为定北区块安全高效钻进提供保障。     

凹凸棒土抗高温钻井液的配方实验研究

针对现下钻探深井对抗高温钻井液的要求,在实验室内对聚合物增粘降滤失剂以及钻井液用粘土进行优选,建立抗高温钻井液的配方体系。该体系在经历200 ℃、16 h的热滚实验之后,依然保持良好的体系稳定性以及较低的滤失量。     

深部地质钻探钻井液体系设计因素及其分析

列举了地质钻探钻井液设计应考虑的诸因素和环节,包括地层条件、钻井液类型、钻井液材料和处理剂、钻井液性能维护、固相控制等方面,并进行了分析、说明。为地质钻探钻井液设计和现场施工提供参考。     

我国钻井液技术发展近况

阐述了我国地质钻探钻井液技术取得的新进展和进一步发展的建议，列出十大进展和十项可研究的课题。综述了钻井液材料、工艺、理论、包括造浆土、处理剂、钻井液类型、泡沫钻进、压力平衡钻进、保矿钻井液、堵漏、仪器、设备等的发展和应用效果，简述了泥浆管理工作的现状，阐述了钻井液今后的发展方向。     

钻井液技术展望

介绍了水基钻井液,油基钻井液和合成基钻井液的特点及发展趋势。     

抗高温环保水基钻井液研究进展

为更好地服务国家生态文明建设及绿色勘查开发,环保型水基钻井液将成为发展方向。随着钻探深度增加,地层温度越来越高,对环保钻井液的抗温能力提出了更高的要求。本文介绍了国内外近10年来抗高温环保水基钻井液研究与应用的进展情况,包括高性能水基钻井液、甲酸盐钻井液、有机盐钻井液、聚合醇钻井液、硅酸盐钻井液及甲基葡萄糖苷钻井液等。总结了现有抗高温环保水基钻井液体系存在的不足,并分析了抗高温环保水基钻井液的发展趋势。     

新型水基钻井液成膜处理剂的研制与应用

从深孔金刚石绳索取心钻探工艺对钻井液性能的要求出发,运用成膜理论和技术,开发了一种新型水基钻井液成膜处理剂。现场实践证明了这种水基钻井液成膜处理剂对强水敏性地层具有较强的抑制能力和良好的护壁效果。介绍了水基钻井液的成膜作用机理,以及X-1水基成膜剂的研制和工程应用情况。     

钻井液性能在线监测技术研究进展

近年来,国内外对钻井液性能自动检测技术的研究取得了长足进步。针对现有钻井液自动检测仪器成本高、结构复杂和工作环境受限等问题,研制了钻井液漏斗黏度和密度自动在线检测仪。使用可编程逻辑控制器、物联网模组、压力传感器、超声传感器、蠕动泥浆泵、电动球阀和隔膜泵等,搭建取浆模块、检测模块、清洗模块和控制模块,实现了对钻井液漏斗黏度和密度的自动检测、移动端设备数据查看和操作等功能。采用传感器数据融合和滤波算法等方法提高仪器精度和稳定性,对不同钻井液体系性能测试验证,漏斗黏度误差控制在±1 s,密度误差控制在±0.01 g/cm³,且可连续地对钻井液性能进行自动测试。室内测试和现场试验结果表明,该仪器具有操作方便、测试结果准确、可重复性高、人为测量误差小和节约人工等优点,能满足实际钻井施工过程中对钻井液性能检测的要求,具有较强的普适性和广泛的应用前景。

     

干热岩耐高温钻井液的研究进展与发展趋势

在如今传统能源储量日益减少的趋势下，干热岩这类新型地热资源的开发显得尤为重要，而干热岩钻井由于其井下的超高温环境，对传统钻井液系统提出了非常严格的要求。传统钻井液在高温作用下滤失量大大增加，普通的辅助添加剂往往不能发挥出功效。常用的以“三磺材料”为核心的钻井液虽然具有令人满意的耐温效果，但因其含有大量有毒物质，污染程度十分严重，需要开发新的环保型钻井液耐高温体系。国外干热岩研究早于国内三十余年，有着十分重要的耐高温钻井液经验与技术，作为刚起步的国内干热岩研究，也有着“青海共和盆地恰不恰干热岩”这样十分重要的项目工程。本文首先介绍了当前干热岩钻井概况以及对钻井液的性能要求，并结合国内外学者对耐高温钻井液与环保钻井液的研究进展，了解其配方组分与设计思路，结合干热岩特点探讨干热岩耐高温钻井液发展趋势，旨在为干热岩钻井液技术研究上提供支持。     

地质钻探废弃冲洗液污染特性及脱稳技术研究

废弃冲洗液无害化处理是落实绿色勘查理念的一项重要工作。通过室内测试分析与现场调研,对地质钻探不同领域的钻孔废弃冲洗液进行污染特性研究,了解其基本性质以及对环境的影响方式。结合湘桃地2井废弃冲洗液开展脱稳技术室内研究,对破胶剂及絮凝剂进行了优选,并获得了脱稳处理的基础配方。实验结果表明,经过处理后废弃冲洗液能实现快速脱稳絮凝,COD、悬浮物、色度等污染指标大幅下降,为下一步深度处理实现无害化排放创造了有利条件。     

流体包裹体研究进展及其在矿床学中的应用

流体包裹体是近年来研究地质流体,尤其是成矿流体的关键途径,各种与之相关的测试技术与方法及理论成果日新月异。流体包裹体研究不仅可以获得成矿流体的物理化学条件,还可以示踪成矿物质来源与组成,为识别矿床类型、构建成矿模式提供直接证据。笔者等从流体包裹体岩相学、均一温度与盐度、成分分析、pH测试与计算、P—V—T—x状态方程、热液金刚石压腔及其在矿床学上的应用7个方面对流体包裹体的研究与发展进行全面的梳理。首先,系统总结了近年来流体包裹体各方面的最新研究进展和发展趋势,分析了流体包裹体成分测试中存在的主要问题,为其发展提供了一定的方向性;其次对各类矿床的成矿流体和流体包裹体特征进行了归纳整理,对分析矿床的成因类型具有重要意义;最后,提出了流体包裹体在矿床学研究中的发展方向。     

低固相高润滑双聚钻井液体系在地热井施工中的应用

在河南省兰考地区地热井施工中,二开井段深度超过1500 m,采用普通膨润土钻井液体系无法满足地热井施工及对含水层保护的要求,且容易造成卡钻事故。为了解决生产实际问题,研究设计了一种地热井施工用低固相高润滑双聚钻井液体系,通过现场4口井中的应用,钻井过程顺利,有效解决了井眼携砂能力不强、泥岩地层井壁不稳定、砂岩地层失水量大、泥皮厚等问题,4口井均未发生任何井下复杂情况和事故,说明该钻井液体系对兰考地区地层的适应性较好,能够满足该地区钻井工程的需要,对兰考地区地热井施工具有很好的指导意义。     

中国遗迹学研究十年进展

近十年来,中国遗迹学的研究取得许多新进展和新认识,重要成果概述如下:(1)在显生宙海相和过渡相沉积中新识别出84个遗迹属和211个遗迹种,新建28种遗迹组合及26种遗迹组构;在中生代和新生代陆相冲积扇、河流与湖泊沉积中识别出44个遗迹属和107个遗迹种,新建22种遗迹组合及10种遗迹组构;(2)论述了寒武纪底质革命对早...     

南极冰层取心钻探酯基钻井液抗低温性能试验

钻井液的选择是顺利进行极地科学钻探工程的关键技术之一。为寻找一种新型安全、环保的耐低温钻井液,笔者深入分析一元脂肪酸酯与二元脂肪酸酯分子结构特点,对三种不同混合酯的耐低温性能进行了试验研究,测试了三种混合酯的黏度与密度随温度的变化。试验发现,当温度下降时,混合酯的黏度都存在一个稠化温度,稠化温度的高低受酯的分子结构、分子量及分子间作用力的影响。混合酯的组成、分子结构及分子间作用力大小不影响密度随温度的变化关系,但对密度的大小与密度增加的速度影响较大。     

青海煤系复杂地层环保冲洗液体系研究及应用

为了更好地适应绿色勘查工作要求,推动地质钻探工作绿色发展,促进绿色勘查工作进步,通过室内实验研究,围绕研制的环保型冲洗液体系能否满足环境保护和钻探工程要求,开展了对环保冲洗液添加剂及体系优选实验,研制了适合青海煤系复杂地层的环保冲洗液体系,并成功在木里煤田综合工程地质勘查项目HF-4号钻孔进行了生产试验。通过室内实验研究和现场应用表明,研制的环保冲洗液体系生物毒性达到了国家环保排放标准EC₅₀≥30000 mg/L,并解决了青海煤系复杂地层孔壁易失稳等技术难题,形成了一套适合青海煤系复杂地层的环保冲洗液体系,取得了良好的社会和经济效益,表明该项技术成果有着良好的推广应用前景。     

近年来中国地质钻探技术标准制修订工作进展

"十一五"和"十二五"期间以国土资源行业为主的钻探技术标准制修订工作取得较大进展。初步建立了分类科学、结构合理、层次清晰的钻探技术标准子体系。制修订了一批钻探技术标准,标准标龄偏长,技术内容老化情况有所改观,使中国的国土资源行业钻探技术标准化工作再上新台阶;钻探技术涉及地矿,以及冶金、煤炭、有色、核工业、武警黄金、化工、建材等各工业地勘部门,采用先进高效的钻探技术标准可提高资源评价质量和效率,有利于生态环境保护、节能减排;近几年来中国钻探研发部门、制造企业技术实力不断发展,研究测试条件有所改善,为钻探技术标准化创造了有利条件;未来中国钻探技术标准必将面临新的挑战,迎来新的机遇。