水平井堵水高强度缓沉封堵剂研究与性能评价

本文主要以主剂为水泥类型的化学堵水体系为研究对象,首先通过对不同封堵剂体系添加剂的筛选与性能优化,获得了水平井高强度缓沉封堵剂体系;接着研究了封堵剂体系的固化、缓沉机理;后分析了封堵剂体系的综合性能与工艺应用条件,为封堵剂体系在现场的应用提供依据。通过对封堵剂体系的主剂、添加剂的筛选与性能评价,获得了水平井化学堵水高强度缓沉封堵剂体系配方,配方为:主剂G级硅酸盐油井水泥(水灰比0.4)+6%悬浮剂XFJ-1+8%降失水剂LSJ-1+5%增强剂PS-1+2%分散剂/缓凝剂JSJ。该体系悬浮时间达到6h以上,固化后抗压强度达到30MPa以上,具有优良的缓沉性能和较高的固化强度。通过TG-DSC分析、红外光谱分析、XRD分析等手段研究了高强缓沉封堵剂体系固化、缓沉机理。封堵剂体系固化增强机理研究表明:由于聚合物PS-1的加入,封堵剂体系在水化8h前的XRD图谱中未发现Ca(OH)_2峰,表明PS-1会延迟封堵剂体系前期的水化反应的进行;

页岩油合成基钻井液纳米封堵剂制备及评价

为了满足页岩地层微纳米孔隙裂缝封堵的技术需求,研制了合成基钻井液用纳米材料LNS。借助粒径分析、透射电镜等实验表征纳米材料LNS的微观形貌特征,讨论了LNS对合成基钻井液流变性及滤失性的影响。微孔滤膜封堵实验表明,LNS能够有效封堵微纳米级孔缝,高温高压滤失量降低53. 3%,明显减少滤液***地层。并利用合成基钻井液封堵前后对岩石强度的影响实验,得出合成基钻井液添加纳米封堵剂后岩石强度可提高25%。

基于疏水缔合聚合物的新型钻井液封堵剂

针对常规封堵剂难以对非均质渗透性储层实现有效封堵的难题,基于疏水缔合聚合物的缔合理论,采用共溶剂聚合法,经分子结构优化设计,合成了新型的酰胺(AM)/十八***二化铵(C18DMAAC)/酸钠(AANa)疏水缔合共聚物(HMP),采用红外光谱、元素分析和凝胶色谱表征和测定了HMP的分子结构和分子量,并对其作为钻井液封堵剂的可行性进行了探讨。结果表明,新型疏水缔合聚合物HMP的重均分子量小于10万,对钻井液的流变性能影响小,当HMP分子中疏水单体C18DMAAC摩尔含量达到0.66%,且HMP在钻井液中的质量浓度达到0.6%后,其具有优良的封堵性能,在高温高压条件下可以实现对石英砂床和不同渗透率岩心的有效封堵,且形成的封堵层薄而致密;粒度分布测定结果表明,HMP将钻井液体系的粒度分布范围拓宽至几微米到几百微米,并能显著增大体系的平均粒径,这是其具有优良封堵性能的主要原因。

纳微封堵剂在页岩油藏水平井中的应用

目前,页岩油藏多采用水平井钻井方式和后期分段压裂的方式进行开发。由于页岩油藏所钻遇地层多以泥页岩为主,微裂缝及裂缝较发育,钻井过程中极易出现井壁失稳的情况。因此,在水平段多采用油基钻井液进行钻井,提高井眼的稳定性,来保证钻井完井顺利进行。为进一步提高油基钻井液的封堵能力,尽量避免钻井液滤液对泥页岩地层的***所造成的黏土水化分散等不利情况,研制了钻井液纳微封堵剂,并详细阐述了钻井液纳微封堵剂的研制过程及评价效果。纳微封堵剂加入钻井液后,能有效提高钻井液的封堵能力,降低滤失量,减少油基钻井液的损耗量,而且对钻井液流变性影响较小,完全满足现场使用的目的和效果。现场应用也表明,纳微材料配合油基钻井液使用可进一步保障页岩油藏水平井井眼的稳定性,有利于安全钻井。