摘要：针对低渗透气藏钻完井过程中因水相侵入引发的水锁损害问题,以双端含氢硅油(DHSO)、烯丙基缩水甘油醚(AGE)、三甲胺盐酸盐(TMHC)等为原料,通过硅氢加成反应和环氧基开环反应合成了一种阳离子有机硅表面活性剂DAT,并复配消泡剂等助剂,构建了有机硅防水锁剂DAH。使用傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对合成产物进行表征,其分子结构符合预期设计;通过表面张力测定、岩心接触角实验、岩心自吸实验、岩心驱替实验等对防水锁剂DAH的性能进行评价。结果表明:1%DAH溶液的表面张力大幅下降至21.28 mN/m;经1%DAH溶液处理后,水相接触角由20°提高至110°,岩心自吸水量下降83.1%,渗透恢复率提高至82.68%。该防水锁剂DAH可大幅降低水相表面张力,能够通过静电作用在岩心表面形成致密吸附膜,将岩心表面润湿性由亲水性反转为疏水性,减少了钻完井过程中的水相侵入,并有助于水相返排,具有优异的降低水锁损害功效,对保护低渗储层产能具有重要意义。

摘要：亲水性氨基酸作为新型天然气水合物(以下简称水合物)抑制剂是国内外相关研究的热点,但其对水合物形成影响的内在机制目前尚不明确,并且对于其与其他水合物动力学抑制剂(KHIs)复配的协同抑制机理的认识仍存在着较大的争议。为此,基于四氢呋喃(THF)水合物的形成模拟实验,厘清了甘氨酸、L-精氨酸及其与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复配对水合物形成的影响规律,并结合多种实验方法揭示了其内在机理。研究结果表明:①甘氨酸对水分子具有较强的扰动作用,使其对水合物的形成具有较强的抑制性,添加量为1.0%时抑制效果为最佳;②L-精氨酸对水分子具有较强的束缚作用,使其对水合物的形成具有较强的抑制性,在较低添加量的范围内,其对水合物形成的抑制性随添加量的增大而逐渐增强;③亲水性氨基酸与PVP复配对水合物的形成具有协同抑制作用,当抑制剂添加总量为1.0%时,甘氨酸与PVP K90复配的协同抑制能力更强。结论认为,该研究成果为新型水合物抑制剂的研发提供了实验数据和理论基础。

摘要：综述了近年来国内外快速钻进钻井液技术的发展现状,分析了添加ROP增速剂的快速钻进钻井液技术的作用机理。快速钻进钻井液应有好的流变性、润湿性、低固相含量及合适的分散性。在水基钻井液中,通过添加ROP增速剂来提高钻速的机理是在钻井液原有的流变性、固相含量及分散性的基础上,大大改善其润滑性,从而降低扭矩来实现的。提出了新型快速钻进钻井液设计中应注意的问题。

摘要：从纳米技术与钻井液技术相结合的角度出发,通过在水基钻井液中添加纳米复合型抗高温降滤失剂NC(两亲性嵌段聚合物/蒙脱土纳米复合材料),优化设计出了具有优良降滤失性能及高膜效率的纳米-膜结构新型水基钻井液。性能评价和膜效率测试结果表明.优选出的NC加量为1%的纳米-膜结构新型水基钻井液在220℃高温下具有优良的降滤失性和抑制性能,能抗2%NaCl或0.5%CaCl_2的污染,膜效率为78.2%。借助SEM从微观角度探讨了纳米复合型抗高温降滤失剂的作用机理。

摘要：以三乙醇胺和溴丙烯为原料,采用无溶剂法合成了一种新型多羟基有机铵黏土防膨剂——三羟乙基烯丙基溴化铵(TAAC)。采用均匀设计法,对反应温度、反应时间及n(溴丙烯)∶n(三乙醇胺)等影响因素进行了考察。采用离心法测试、滚动回收实验、粒度分析、XRD和FTIR等手段对防膨剂的防膨性能进行研究。表征结果显示,TAAC的加入可明显增加膨润土的颗粒粒径,有效拉近晶层间距,并排挤晶层间水。通过季铵盐与羟基的协同吸附作用,使TAAC牢固地吸附于黏土表面,起到了良好的防膨效果。实验结果表明,TAAC的最佳合成条件为:n(溴丙烯)∶n(三乙醇胺)=1.5、反应时间26 h、反应温度40℃,TAAC产率可达94.3%。

摘要：设计并研制了3种聚合物类水基钻井液抗高温处理剂,即弱交联结构两性离子聚合物降滤失剂、柔性聚合物微球纳米封堵剂和梳型聚合物润滑剂,构建了能够满足深部地层钻井的抗超高温高密度聚合物饱和盐水钻井液体系。研究表明:弱交联结构两性离子聚合物降滤失剂具有良好的反聚电解质效应,200℃、饱和盐环境老化后API滤失量小于8 mL;柔性聚合物微球纳米封堵剂通过改善泥饼质量降低体系的滤失量,对纳米级孔缝具有良好的封堵效果;梳型聚合物润滑剂重均相对分子质量为4804,具有多个极性吸附位点,高温高盐条件下润滑性能优异。构建的密度为2.0 g/cm^(3)的钻井液体系流变性能良好,200℃的高温高压滤失量小于15 mL,高温静置5 d沉降因子小于0.52,对易水化岩屑的滚动回收率与油基钻井液接近,具有良好的封堵性能和润滑性能。

摘要：提高钻井效率是石油钻探过程中的重要环节之一,主要通过调整钻井参数、减小机械比能、提高机械钻速等方法实现。机械比能(MSE)表示钻头破碎单位体积岩石所需的机械能量,是评价钻井效率的主要指标之一,然而复杂的钻井作业导致大多数评价模型在应用过程中受到限制,地层不确定性会带来钻速预测模型泛化能力下降、非生产时间增加等问题。文章针对目标井的不同地层建立多种预测模型,经评估优选出表现最佳的模型。首先,基于机械比能理论和互信息法分析了影响钻速的可控参数;其次,以历史钻速均值为提速阈值将回归预测转换为分类预测,评估K最近邻(KNN)、多层感知机(MLP)、朴素贝叶斯(NB)、逻辑回归(LR)等分类算法模型的预测性能;最后优选出适用于目标井各地层的KNN模型,并将优选模型应用于同区域邻井中。实际验证结果表明:同区域邻井的四个地层预测准确率分别为0.94、0.94、0.92、0.96,AUC值分别为0.98、0.97、0.96、0.98,模型表现良好,能够助力钻井施工科学决策。

摘要：通过将4-乙烯基吡啶(VP)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基己内酰胺(NVCL)以过硫酸铵和亚硫酸氢钠作为氧化还原体系进行自由基共聚反应,合成了抗温达260℃的一种新型降滤失剂(PDANV)。通过设计正交实验确定了最优合成条件为:nDMAA∶nAMPS∶nNVCL∶nVP=6∶2∶1∶1,反应温度为60℃,反应时间为2h,引发剂质量分数为单体总质量(20%)的0.5%,并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振光谱(1HNMR)进一步确定了产物的分子结构。热重分析(TGA)显示PDANV热分解温度在301℃以后,表明其具有良好的热稳定性。同时,将PDANV应用于水基钻井液中,进一步评价其对水基钻井液流变和滤失性能的影响。结果显示,当PDANV加量为2.0%时,水基钻井液的滤失量仅为4.4mL,260℃老化后滤失量为6.0mL,高温高压滤失量为24mL(150℃),同时抗盐至饱和,抗钙20000mg/L。此外,通过对黏土的粒径分析、SEM分析和Zeta电位分析以及不同浓度的PDANV对黏土颗粒的吸附量的测量,进一步揭示了PDANV在水基钻井液中的降滤失机理。

摘要：通过概述功能胶黏材料的组成、分类及性能表征,阐述了功能胶黏材料的吸附/界面反应、扩散、机械互锁和静电吸附等黏结作用机理,综述了其在防漏堵漏、井壁稳定、水力压裂和调剖堵水等油气钻采工程领域的研究现状、应用挑战及应用展望。依据现阶段功能胶黏材料在油气钻采领域的应用,提出了功能胶黏材料在油气钻采领域的重点研究方向:(1)对热塑性树脂进行共混改性或设计可固化热塑性树脂,提高黏结堵漏剂的黏结性能和承压能力;(2)在聚合物中引入低成本黏附性基团和正电荷结构,降低黏结固壁剂成本,提高其在井壁的黏附性能;(3)在热固性树脂中引入热可逆共价键,预防支撑剂回流,提高黏结支撑剂抗压强度;(4)在热塑性聚合物中引入热可逆共价键,提高黏结堵水剂的抗温抗盐能力和堵水性能。

摘要：由水合物聚结、沉积导致的井筒堵塞是气井测试中常见的安全隐患。预测水合物的生成与沉积规律,有利于控制事故风险、降低生产损失。通过对水合物颗粒在管流气核区和管壁附近的生成与运移机理分析的基础上,引入液滴沉积比率和转化比率,建立了一种适用于环雾流条件下的水合物沉积预测新模型,并参照实际工况设计了实验验证。实验结果表明,理论值与实验值趋势一致,平均偏差为4.9%,验证了模型的可靠性。以深水井X井为例,通过数值模拟探究了不同位置处水合物沉积规律。试算结果表明,水合物沉积堵塞过程可以划分为4个阶段,其中初始沉积阶段、临界沉积阶段所占时间比例较短,而沉积亚稳态生长阶段、沉积快速生长阶段所占时间比例较长。水合物堵塞主要发生在井筒偏上部分,尤其是井口附近。随着深度的增长,水合物沉积速率与沉积厚度逐渐减少,且减小幅度逐渐增大,堵塞风险减小。