摘要：本文针对现有的天然材料降滤失剂抗温能力不足的问题,我们寻找了一种抗高温的绿色材料—葡萄提取物(GE),并首次评价了GE的降滤失性能及降滤失机理。首先利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征了GE的结构,热重实验(TGA)表明了其具有较好的热稳定性。随后通过中压滤失和高温高压滤失实验评价了GE在高温条件下对基浆降滤失性的影响,并利用Zeta电位、粒径分布、扫描电镜(SEM)实验分析了GE的降滤失机理。实验结果表明,170℃老化16h后,含有3%GE基浆的中压(API)滤失量为12.8mL,小于15mL,120℃高温高压(HTHP)滤失量为24.0mL,优于常用降滤失剂羧甲基淀粉(CMS)、聚阴离子纤维素(PAC)和国外聚合物降滤失剂Driscal,与磺酸盐共聚物(DSP-2)的降滤失效果相当。GE具有优异的降滤失性能主要通过氢键作用和静电作用强烈吸附在膨润土表面,增加了膨润土的zeta电位绝对值,提高了膨润土在高温下的电稳定性,使得膨润土高温不易聚结,减小了膨润土的粒径,更好地促进了膨润土的分散,且滤饼表面光滑。GE分子结构含有苯并六元杂环,这种结构使得分子链刚性强,在高温条件下不易发生蜷曲变形,使其在高温170℃下保持了优异的降滤失性能。此外,GE的生物毒性EC50为133690mg/L,大于30000mg/L,GE的生物降解性BOD5/CODcr为32.75%,大于5%,表明了它是无毒且易生物降解。

摘要：琼东南盆地属于中孔低渗储层,储层易发生水化、水锁等伤害。当前区块系列井所用深水钻井液侵入损害类型、机理不明,且传统的钻井液伤害评价方法误差大,不能直观地量化损害程度。因此设计了以钻井液污染实验、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)分析、计算机断层扫描(computed tomography,CT)结合的方式分析钻井液固相以及液相侵入损害储层的方法。结果表明,深水钻井液与地层水配伍性良好,储层水锁损害率处于19.8%~31.4%,液相侵入损害主要为水锁损害;岩心SEM扫描结果显示其孔隙连通性差,EDS测试结果中Ba^(2+)、Ca^(2+)含量较高,分析固相侵入损害主要由加重剂引起,且蒸馏水返排后岩心CT扫描结果显示孔隙度微幅上升表明固相堵塞很难通过自然返排的方式清除。于是通过研发降滤失剂和优选加重剂粒径配比的手段优化深水钻井液储层保护性能。根据理想充填理论,确定最佳配比为1000目CaCO_(3)、600目CaCO_(3)和200目CaCO_(3)的比例为5∶11∶9。优化后体系滤失量显著降低,固相颗粒中径在90μm左右,滤饼致密程度明显提高;渗透率恢复值提高12.1%~19.68%,对该区块钻井液储层保护性能优化具有指导意义。

摘要：储层损害贯穿在油气田勘探开发的各个时期,其种类繁多、损害机理十分复杂。传统岩心流动实验评价储层敏感性的结果可靠,但岩心获取成本高、投入时间和成本大。调研和实践表明,利用神经网络、随机森林等算法基于小规模样本建立的模型可以实现对样本的预测,节约时间和经济成本。基于X区块敏感性室内评价小规模样本资料,选择训练集及测试集,深入对比了BP神经网络算法、径向基函数神经网络算法、随机森林算法,优选出随机森林算法作为储层敏感性损害定量诊断的主要方法,采用网格搜索等算法进行了超参数优化、根据因素权重对数据进行降维,以此提高预测精度,搭建了完整的模型。4种损害模型的R2平均值为0.852,预测精度在90.00%~95.68%。

摘要：随着国家对环境保护的日益重视,传统的聚磺钻井液处理剂将慢慢被环保型钻井液处理剂取代。从分子结构设计出发,基于生物多肽明胶进行改性合成了环保型改性生物多肽抑制剂WNGT。明胶改性后在核磁共振图谱的化学位移3.19 ppm和4.12 ppm处出现2个明显的新的特征峰,表明成功制备得到目标产物。线性膨胀实验表明:对比KCl、聚醚胺PEA抑制剂,在相同加量下,WNGT溶液中膨润土的膨胀高度最小,抑制效果最好;WNGT具有优良的抑制黏土水化膨胀性能,2%加量的WNGT,膨润土24 h的膨胀量仅为1.60 mm;与改性前的明胶相比,页岩岩屑滚动回收率达95%以上,相比改性前提高46.05%;膨润土浆中加入2%WNGT后,Zeta电位降至-11.7 mV,WNGT可有效中和黏土负电荷,压缩双电层,降低黏土Zeta电位。在川渝地区开发井沙溪庙砂泥岩井段进行了现场应用,在井浆中加入WNGT后,井浆黏度和切力均有所下降,且能长时间稳住钻井液流变性,保证了在砂泥岩段的顺利钻进,降低了钻井成本。

摘要：通过对当前国内外具有初级智能特点的钻井液技术研究现状的系统总结,阐述了可变密度、盐响应、可逆转乳化、恒流变、形状记忆防漏堵漏、智能保护油气层和原位流变可控共7种初级智能钻井液技术的发展背景和智能响应机理,分析了初级智能钻井液技术目前存在的问题与未来面临的挑战,指出智能材料学、纳米科学和人工智能理论等是未来研究具有“自识别、自调节和自适应”更高级智能水平钻井液技术的重要手段。在此基础上,结合钻井液技术需求和智能钻井液理论发展需要,提出了3个方面的发展方向:①研发响应多变地层压力、多变地层岩性、多变地层流体、多变储集层特征、高温地层与复杂地面环保需要的智能钻井液;②建立智能钻井液设计与管理专家系统;③构建实时智能检测与维护处理网络。

摘要：利用多巴强大的水下黏附性能,合成了一种适用于水基钻井液的多巴仿生润滑剂L_(2,3)。这种新型润滑剂解决了长期以来酯类润滑剂在水中因黏附性较差无法在钻具表面形成有效润滑膜而导致的润滑性能变差的问题。此外,合成了酚羟基位置不同的润滑剂L_(2,5),并通过FT-IR光谱和1H NMR对其进行表征。通过极压润滑仪、泥饼黏附系数测试仪、四球摩擦仪和扫描电子显微镜(SEM)评估润滑性能和耐磨性。在钠基膨润土基浆(Na-BT)中,L_(2,3)具有最好的润滑性能,1%加量下摩擦系数(COF)低至0.07,COF降低率达到87.7%,磨痕直径(WSD)为0.587 mm,在210℃以内,均能保持良好的润滑性能且不起泡。相比之下,L_(2,5)在清水中润滑性较好,摩擦系数为0.1,但在Na-BT中无法抵御黏土颗粒的剪切,润滑膜脱落,摩擦系数为0.57,接近未添加润滑剂的空白Na-BT。通过X射线光电子能谱(XPS)分析了表面润滑膜的成分和厚度,发现酚羟基结构提高了润滑剂在金属表面的黏附能力,进而提高了其润滑和抗磨性能,具体还与酚羟基类型有关。含有邻苯二酚结构的L_(2,3)通过双齿金属配位键在金属表面形成了一层致密的厚度超过80 nm的有机膜;而含有对位羟基结构的L_(2,5)只能在表面形成一层厚度低于20 nm的润滑膜。由于L_(2,3)在金属表面形成的双齿金属配位键更加稳定,所以其润滑和抗磨性能远高于L_(2,5)。

摘要：堵漏材料进入地层裂缝后,通常期望其能够在漏失通道内快速形成稳定的高强度封堵层,从而实现井筒与漏失层的有效隔离,这对控制漏失程度和强化井筒至关重要。当前,普遍从以封堵层为整体的宏观角度以及从单个堵漏颗粒性质的微观角度来分析研究封堵层的降低漏速能力和承压能力,而从介观尺度研究堵漏颗粒封堵层在裂缝内的演化过程较少。为进一步揭示裂缝内堵漏颗粒封堵层的形成与破坏机理,基于计算流体力学和离散元耦合模拟方法,研究了堵漏颗粒在楔形裂缝内滞留、架桥、封堵和失稳破坏过程,分析了介观尺度下堵漏材料性质及钻井液性能对裂缝封堵层形成影响机理。结果表明,堵漏颗粒进入裂缝后经过滞留、堆积、封堵过程形成封堵层,且封堵层前端是封堵层稳定的关键部位。堵漏颗粒尺寸越小,封堵层位置越接近裂缝出口。堵漏颗粒浓度增加会显著缩短封堵层形成时间,当浓度由2%增加至30%时,封堵层的初始形成时间由0.090 s降低至0.036 s,降低了60%,此外,堵漏颗粒几何和物理性质以及钻井液参数对封堵层形成及破坏均具有较为明显的影响。研究结果对进一步优化堵漏颗粒并快速形成高效封堵层具有一定的参考价值。

摘要：新工科背景下,传统石油领域进行产教融合教育面临培养计划制订改革难、教师团队新工科素质有待提升及考核方式重新制定改革困难等问题。结合多年教学经验,从以下六个方面进行实践探索:促进学科交叉融合,提高学生创新能力;科学设计评价方案和考核机制;以学生为中心,激发学习兴趣;加强教师队伍建设,树立引导者理念;深化“互联网+”在石油工程中的应用,促进石油学科升级改造;紧跟国家战略和产业需求,加强产教融合。为石油领域的产教融合教育提供了指导。

摘要：塔里木盆地群库恰克地区油气产层主要位于石炭系和泥盆系,岩性复杂,已完钻的几口探井钻进过程中共发生了200次井下复杂及钻井事故,严重影响了钻井工程进度、增加了钻井成本。采用X射线衍射仪、页岩线性膨胀分析仪等对该地区失稳井段的地层矿物组分及其理化性质进行了分析测试,结合泥页岩线膨胀率评价试验、滚动回收率评价试验、失稳井段岩石黏土矿物和全岩矿物分析,找到了井壁失稳的原因:①失稳井段泥页岩的矿物成分以伊利石为主,其次为伊/蒙间层、高岭石和绿泥石,缺失蒙脱石,岩样泥页岩膨胀率低;②井壁不稳定的原因主要是伊利石的分散作用;③现场所用水基钻井液体系滤液进入地层是导致井壁不稳定的重要原因之一。据此认为:采用抑制能力和封堵能力强钻井液是预防和减少该区块井壁失稳的重要措施,具体的技术对策包括:①筛选合适的防塌钻井液处理剂及体系;②分地层设计和使用钻井液体系。现场应用结果表明,防塌钻井液和分地层钻井液设计较好地满足了该地区钻井工程的实际要求,降低了井下复杂和钻井事故的发生概率,缩短了钻井周期,提高了钻井效率,节约了钻井成本,经济效益显著。

摘要：海洋天然气水合物层钻进过程中有效抑制水合物分解是确保安全钻进的重要保障,化学稳定剂可防止水合物分解,但目前缺少作用机理方面的研究报道。利用分子动力学模拟技术模拟了NVT系综,277 K条件下卵磷脂和PVP在sⅠ型水合物表面的吸附特征,对比了两者在单分子吸附和多分子共同吸附条件下平衡态的构象、吸附能和分子间作用能,结果表明:卵磷脂-水合物体系总势能更低,结构更稳定;卵磷脂分子吸附在水合物晶体时会与其附近的其他卵磷脂分子相互作用,碳链之间相互交叉缠结形成比较稳固的网状结构,阻止分解的水和气体分子扩散,从而起到稳定水合物的作用。本文研究结果对研发新型钻井液用水合物稳定剂、提高水合物地层钻井安全性有重要的参考意义。