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：分析了我国海上某盆地地质特征和历史井漏情况,明确了该盆地钻井防漏堵漏难点:地层裂缝发育且存在微米级至毫米级的多尺度裂缝,甚至裂缝和孔、洞并存,导致堵漏材料选配难、一次堵漏成功率低;地层发育大段风化壳、部分地层破碎严重、钻井中裂缝极易二次发育等,导致恶性漏失甚至失返性漏失等复杂情况。针对上述难点,以聚乙烯醇、聚丙烯酸以及含邻苯二酚结构的有机物为原料,合成了一种胶结型堵漏剂BFD-1。实验结果表明,人造疏松岩心在加有4%BFD-1的水溶液中浸泡后,岩心抗压强度提高率达19.34%。以BFD-1为核心,复配现场常用堵漏材料,构建了适用于不同尺寸范围漏失通道的防漏堵漏钻井液体系,具良好的防漏堵漏性、胶结性,并可有效阻止压力传递。研究成果可为该地区钻井井漏防治提供有力技术支撑。

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：随着开采程度加深,钻井液造成的储层损害防治要求日益突出,储层保护现已成为气田产能充分释放的关键因素。而深水钻井液体系随井深不断加深,钻井液各性能变化,造成储层损害程度加剧,储层保护性能优化方向不明。因此通过Pearson相关性分析和灰色关联度分析相结合的方式对储层损害进行钻井液可控因素方面的归因分析,确定主控因素,建立气井产能模型。结果表明:钻井液的固相粒径、表面张力、矿化度和高温高压滤失量是钻井液导致储层损害的主控因素。根据归因分析结果,提出了复配不同粒径分布的碳酸钙作为加重剂的优化方法,将钻井液渗透率恢复值提高了12.1%~19.68%。收集了Y8、Y9两口井的现场参数进行了模型适用性验证,结果表明建立的模型准确率达到94%以上。

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：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：针对高密度水基钻井液高温增稠引发的滤失量大、ECD与内耗高、流动性下降甚至完全丧失难题,在AAAMPS聚有机酸降黏剂分子中引入富含大量邻苯二酚基团的单宁酸,采用自由基聚合法研制了一种抗超高温配位键合型低聚物降黏剂AA-AMPS-TA,并通过正交实验明确了PAAT的最优合成条件。表征并评价了PAAT的降黏性能,结果表明:引入TA后,PAAT的红外光谱出现了源于酚羟基的分子内氢键吸收峰,且因其分子结构中引入了大量苯酚基团,显著提升了热稳定性,分解温度接近500℃;PAAT可降低低浓度膨润土浆和7%膨润土+8%高岭土的高浓度混合黏土浆黏度,在高密度水基钻井液体系中降黏率达26.5%,240℃热滚后降黏率达44.4%。采用Zeta电位与粒径分析验证了PAAT的吸附降黏机理,并在蓬深101井中现场应用,控制了井浆高温下黏度、切力增涨,降黏效果良好。

摘要：在低渗特低渗储层注水过程中,通常存在水化膨胀、水锁、贾敏等严重储层损害,增大渗流阻力与注水压力损耗,使注水压力高、注水压力上升速率快、吸水指数低,甚至注不进水,注水储层长期欠注,且对注水储层实施解堵的效果虽然显著但有效期短,导致见效井产量和油气采出程度低。为解决该难题,目前通常往注入水中长期不间断地加入防膨剂、表面活性剂来减缓水化膨胀和毛细管效应导致的注水储层损害,但由于需长期补加药剂、成本高、效果也不理想。基于储层水化膨胀不仅与外来流体矿化度有关,而且与矿化度从高到低的降低速率也存在密切关系的认识,研发/筛选了小阳离子型梯形防膨保护剂A和梯形润湿保护剂B。按照一定时间间歇、从高到低的浓度梯度顺序往注入水中加入梯形防膨保护剂A和梯形润湿保护剂B,直至最后使储层适应注入水性质而无需加入梯形保护剂,即可控制注水储层水化膨胀和毛细效应发生。大量节省药剂使用量和成本,达到“经济、高效”补充储层能量并大幅提高水驱油效率的目的。称该技术为注水储层梯形保护技术。现场应用表明,在同一注水工作制度下,较低的成本而大幅提高了单井日注水量、大幅缓减了注水压力上升速率,满足了配注要求,为低渗特低渗注水储层能量补充提供了一项关键技术。