国家科技重大专项(2011ZX05030-005-07)
- 作品数：22 被引量：189H指数：8
- 相关作者：邱正松赵欣刘扣其曹杰罗洋更多>>
- 相关机构：中国石油大学（华东）中国石油大学中国石化更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项长江学者和创新团队发展计划中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程更多>>
- 微纳米封堵技术研究及应用被引量：40
- 2015年
- KL3-2油田开发井中东营组下段和沙河街组泥页岩易剥落掉块,导致严重的井下复杂情况。通过X射线衍射、扫描电镜、孔径分布测试、理化性能分析、岩样浸泡实验、岩样自吸水实验等,分析了该地层井壁失稳机理。结果表明：该地层脆性矿物含量高达60%以上,膨胀性黏土矿物含量低,基质微孔隙、微裂缝、层理发育,属于典型的硬脆性泥页岩。钻井液滤液在毛细管力和压差作用下沿微裂缝侵入地层内部,微裂缝、微裂隙的延伸、扩展是泥页岩地层井壁失稳的主要原因。钻井液技术对策为加强微孔、微裂缝的封堵,加强抑制,研选了微纳米封堵剂HSM和页岩抑制剂胺基硅醇HAS,构建了防塌钻井液体系。评价表明,该体系能够有效地封堵泥页岩微孔、微裂缝,阻缓压力传递。现场应用表明,微纳米封堵钻井液能显著改善滤饼质量,降低滤失量,大大减少了钻井液滤液由于压差作用侵入地层,防止由其引起微裂缝、微裂隙延伸、扩展而导致井壁不稳定和各种井下复杂情况的发生。
- 邱正松王伟吉董兵强王洪伟暴丹
- 关键词：井壁稳定硬脆性泥页岩
- NH_4Ca(NO_3)_3内相油基钻井液性能探讨被引量：3
- 2014年
- 分别以CaCl2、HCOOK、HCOONa和NH4Ca(NO3)3为内相,配制具有相同活度(0.9)、相同密度(1.8 g/cm3)的油基钻井液体系,油水体积比为80∶20。比较了4种钻井液的流变性、动态/静态沉降性能、黏弹性、触变性,考察了NH4Ca(NO3)3钻井液的抗污染能力。结果表明,150℃滚动老化16 h后,相同剪切速率下,NH4Ca(NO3)3内相油基钻井液体系剪切应力最小,黏度最低。在50℃、170.3 s-1下,该体系密度降低了0.255 g/cm3,其他3种钻井液的密度降低值⊿ρ为0.513~0.545 g/cm3;相同剪切应力下,NH4Ca(NO3)3钻井液弹性模量和黏性模量的比值(G’/G’’)最大,体系动态沉降稳定性能最好。在10000 r/min下搅拌30 min后在50℃静置16 h,NH4Ca(NO3)3钻井液体系的表面张力为27.744 mN/m2,上层分离油体积为1.37 mL,剩余溶液的上下层密度差为0.038 g/cm3;该体系的凝胶尖峰为3.47 Pa,静态沉降稳定性和触变性最好。NH4Ca(NO3)3钻井液体系抗污染能力较强,可以抗10%劣土污染和15%盐水侵入污染。
- 邱正松刘扣其曹杰赵欣罗洋
- 关键词：油基钻井液流变性沉降性抗污染
- 中东LowerFars厚盐膏层钻井液室内研究被引量：4
- 2014年
- 已钻井揭示出中东Lower Fars盐膏层钻井液流变性差,存在漏失及溢流等问题。研制了密度为2.30 g/cm3的复合盐饱和盐水钻井液,其塑性黏度为53 mPa·s,动切力为15 Pa;API滤失量小于2 mL,120℃/3.5 MPa下的高温高压滤失量8mL,滤饼厚度1 mm;盐膏样品和泥岩样品回收率分别为88%、79%;10%NaCl、1%CaCl2和8%劣质土污染后流变性变化小,滤失量小于3.5 mL,润滑系数小于0.1,缝宽200μm、5 MPa下累积漏失量2.4 mL/3 min。不仅能够满足中东Lower Fars盐膏层安全钻进需求,而且为国外类似油田钻进盐膏层提供了经验。
- 邢希金赵欣刘书杰李玉光
- 关键词：盐膏层饱和盐水钻井液封堵
- 深水钻井液高效水合物抑制剂研究被引量：13
- 2013年
- 通过分子结构优化,研制出海洋深水钻井新型水合物动力学抑制剂SDH。利用自行研制的天然气水合物抑制性能评价实验装置模拟超深水海底低温/高压环境,进行水合物抑制性评价实验。结合压力-温度曲线和温度、压力随时间的变化情况,分析SDH作用下水合物生成的动力学过程,探讨其作用机制。考察低剂量的SDH与热力学抑制剂NaCl的复配使用效果。研究表明:在SDH作用下,可将水合物生成过程划分为水合物成核、水合物缓慢生长和大量生成3个阶段;SDH可吸附在水合物表面,通过空间位阻作用有效抑制水合物的生长,其最优加量为1.0%;低剂量的SDH与热力学抑制剂NaCl的复配具有很好的协同作用,在模拟3 km水深条件下(2℃,30 MPa),1.0%SDH与10%NaCl复配使用可保证钻井液搅拌12 h无水合物生成,满足超深水钻井需要,同时可降低成本。
- 赵欣邱正松江琳孔祥云徐加放
- 关键词：深水钻井液天然气水合物动力学抑制剂
- 动力学抑制剂作用下天然气水合物生成过程的实验分析被引量：18
- 2014年
- 通过实验分析动力学抑制剂作用下天然气水合物的生成动力学过程,可为动力学抑制剂的作用机理研究及新型抑制剂的研制提供可靠依据。为此,利用自行研制的水合物抑制性评价装置,模拟了3 000m深水钻井的井下动态环境(2℃,30MPa),对常用类型的动力学抑制剂进行了天然气水合物抑制性能评价实验,结合实验过程中压力—温度曲线以及温度、压力随时间的变化曲线,建立了钻井动态环境中天然气水合物生成动力学研究的分析方法,分析了深水钻井中动力学抑制剂作用下天然气水合物生成的动力学过程。结果表明,通过该方法可将天然气水合物的生成过程划分为水合物成核、水合物生长和水合物大量生成3个阶段,几种常用天然气水合物动力学抑制剂对水合物成核期的影响并不明显,但可有效抑制水合物的生长;以内酰胺基为关键作用基团的水合物动力学抑制剂主要通过吸附在水合物表面延缓水合物生长来发挥抑制作用,而其中共聚物类天然气水合物动力学抑制剂的抑制效果优于均聚物类天然气水合物动力学抑制剂。
- 赵欣邱正松江琳孔祥云
- 关键词：天然气水合物深水钻井钻井液动力学抑制剂
- 复合盐层多元协同稳定井壁钻井液技术被引量：3
- 2022年
- 复合盐层性质复杂,钻井过程中易发生井壁失稳.通过分析多个地区复合盐层的矿物组成、微观结构、理化性质及界面力学特性,探讨了井壁失稳机理.结果表明,地层孔隙和微裂缝发育、盐岩蠕变及溶解、膏泥岩水化是造成复合盐层井壁失稳的关键原因.提出了强化钻井液封固井壁作用-抑制盐膏溶解与膏泥水化-水活度平衡-有效应力支撑“多元协同”稳定井壁钻井液技术对策.依据水活度对泥岩水化膨胀和分散的影响规律,明确了钻井液水活度安全窗口的设计依据.针对中东地区M油田、乌兹别克斯坦H-S油田以及中国新疆地区复合盐层井壁失稳问题,采用“多元协同”稳定井壁技术对策,设计了相应的防塌钻井液体系.现场应用表明,该技术可有效提高复合盐层井壁稳定性,大幅减少井下复杂事故,提高钻井作业效率.
- 赵欣孙昊邱正松黄维安徐加放钟汉毅
- 关键词：油气井工程油田开发稳定井壁钻井液
- 油基钻井液低温特性实验研究被引量：4
- 2013年
- 利用水合物抑制性评价实验装置,模拟了水深达3 000 m的海底低温、高压且存在机械扰动的动态环境(3℃,30 MPa),评价了油基钻井液抑制水合物生成的能力。结果表明,以高浓度氯化钙盐水为水相的油基钻井液具有良好的水合物抑制效果,可满足深水钻井需求,但随着油水比减小,油基钻井液中生成水合物的可能性增大。考察了油基钻井液的低温流变特性,结果表明,与常温下相比,深水低温环境中油基钻井液的黏度、切力明显增大,随着油水比降低,钻井液的低温增黏现象加剧,甚至出现胶凝。提高油水比有利于改善油基钻井液的水合物抑制性和低温流变性,有助于提高深水钻井效率。
- 赵欣邱正松黄维安曹杰刘扣其
- 关键词：深水钻井油基钻井液天然气水合物油水比
- 油基钻井液低温流变特性实验研究被引量：10
- 2014年
- 采用正交实验和方差分析的方法,通过测定油基钻井液的流变曲线,研究了低温下影响油基钻井液塑性黏度、动切力的主要因素。结果表明,当油水比一定时,润湿剂和降滤失剂的交互作用对钻井液低温下的黏度影响最大,其次是润湿剂和有机土。采用二元表分析方法,优选出对温度最敏感和最不敏感的2套配方体系。考虑油水比和基油的种类对温度敏感性最弱的配方低温流变性能的影响,结果表明在一定温度范围内,塑性黏度随温度的升高而近似线性降低,油水比越低,变化的幅度越明显。相同温度下,5#白油体系的黏度和动切力最高且对温度的敏感性最强,合成基体系黏度低且对温度的敏感性弱。最终得到一套适合深水钻井的对温度敏感性最弱的油基钻井液体系。
- 邱正松刘扣其曹杰罗洋
- 关键词：油基钻井液流变特性正交实验温度敏感性
- 深水钻井液添加剂抑制气体水合物生成实验被引量：2
- 2013年
- 深水钻井中,水合物的大量生成与聚集是引起防喷器堵塞等事故的直接原因。利用水合物模拟实验装置,模拟了深水钻井动态环境,对深水水基钻井液常用添加剂进行了水合物生成实验研究。以水合物开始大量生成的时间为评价标准,分析了常用加量下深水钻井液添加剂抑制水合物生成效果。结果表明,聚合醇SD-301可显著推迟水合物大量生成的时间,其抑制效果优于常用水合物动力学抑制剂PVCap;聚阴离子纤维素PAC-LV、生物聚合物XC、羧甲基纤维素CMC-LV以及动力学抑制剂PVP也具备一定的抑制效果;而部分水解聚丙烯酰胺PLUS、氨基聚合物SDJA以及磺化酚醛树脂SD-102的抑制效果并不明显。
- 赵欣邱正松邢希金周国伟
- 关键词：深水钻井钻井液添加剂气体水合物
- 深水低温条件下油基钻井液流变性能实验研究被引量：5
- 2014年
- 深水钻井过程中,海水低温环境对油基钻井液的流变性能有较大影响。文中采用Haake RS300流变仪测试了油基钻井液低温下的流变性能,并研究了基础油种类、提切剂、有机土和加重剂加量对钻井液低温流变性能的影响。结果表明,Haake RS300流变仪能精确描述油基钻井液低温下的流变性能,特别是低剪切速率下的流变性能;低温条件下,油基钻井液的剪切应力随剪切速率的变化呈现2个阶段(极低剪切速率下的线性阶段和中、高剪切速率下的剪切稀释阶段);基础油种类、提切剂、有机土和加重剂加量对油基钻井液低温下的流变性能影响显著,特别是低剪切速率条件下的流变性能。
- 刘扣其邱正松曹杰冯萍林师瑶
- 关键词：深水钻井油基钻井液流变性能
