钻井液配方优化及性能评价研究
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石油钻探技术下测其表观黏度,并通过表观黏度来反映产物的相对分子质量大小。
2合成条件优化与产物性能评价2.1合成条件对产物性能的影响考察合成条件对产物性能的影响时所用基浆为饱和盐水加重钻井液,其组成为:4.o%膨润土浆+4.o%SMC+o.3%ZSC201+36.O%NaCl+1.5%NaOH,用重晶石加重至密度2.okg/L。
聚合物样品加量3.5%。
基浆在220℃温度下老化16h后降温,补加0.25%NaOH,高速搅拌5min,在50℃测其性能。
其性能为:表观黏度23mPa・s,塑性黏度9mPa・s,动切力14Pa,静切力6.75/14.5Pa,滤失量106mI。
2.1.1AM与阴离子单体比例的影响以AOBS和AM共聚,固定合成反应条件和AOBS单体用量,改变AM用量,合成不同的聚合物,AM单体用量对产物性能的影响见图1。
从图1可以看出:在设定的试验条件下,随着AM单体用量的增加,聚合物1%水溶液表观黏度逐渐增加;从钻井液性能看,黏度和切力则大幅度增加,说明增加AM单体用量,产物的增黏、提切性能增强;从滤失量看,当AM单体用量过大时,降滤失能力下降。
可见,在希望所得产物以提高黏切作用为主时,可以适当提高AM单体用量,而当以降滤失为主时,则AM单体用量不能过大。
2、图3可以看出,两种相对分子质量调节剂均能有效改变产物的相对分子质量,相对而言,相对分子质量调节剂2更容易得到低相对分子质量的产物。
在合成中可以根据实际需要选用不同的相对分子质量调节剂,以及相对分子质量调节剂用量。
从产物对钻井液性能的影响看,当相对分子质量较低时,在钻井液中的提黏切能力明显降低,当相对分子质量适当时,产物基本不改变钻井液的黏切,而相对分子质量降低虽然影响控制滤失量的能力,但在不增加钻井液黏度的情况下,可以通过提高产物加量来达到控制滤失量的目的。
图2分子量调节剂1用量对产物性能的影响图3分子量调节剂2用量对产物性能的影响2.1.3DMAM用量的影响固定反应条件,AM+DMAM和AOBS物质的量的比为6:4,相对分子量调节剂2用量为3%,改变AM和DMAM的比例,DMAM用量对产物性能的影响见图4。
钻井液滤失造壁性能评价方法研究现状钻井液滤失造壁性能评价方法研究现状随着石油勘探和开采的深入,油气藏的探测难度和钻井的复杂性不断增加,如何提高钻井液的效率和安全性是当前石油行业亟需解决的问题之一。
钻井液的滤失及其对造壁性能的影响是一个关键问题,因此,设计一种可靠的钻井液滤失造壁性能的评价方法对于确保钻井作业的高效安全具有重要意义。
钻井液滤失造壁性能的评价方法包括实验室测试和现场进行的钻井试验。
实验室测试是确定钻井液滤失和造壁性能之间关系的基础,而现场实验则更加贴近实际操作环境,能够获得更加准确的数据。
在实验室测试中,采用缓慢增压法(API)和真实时间(RTF)方法来测定钻井液的滤失率。
缓慢增压法是一种简单且经典的方法,运用这个方法时,在一定压力下,钻井液经过滤纸,并以恒定的时间量进行测量,从而得出滤失率。
真实时间法则利用真实时间来评估滤失率,它是一种更精细的方法,能够测定出不同时间点的滤失率,更好地反映了钻井液在不同时间点的滤失情况。
除了确定滤失率之外,还可以利用漂浮球试验来评估造壁性能。
漂浮球试验是一种简便的测试方法,它能够模拟钻井液在油层中的塑性和流变性质,检测出钻井液对井壁的密封性。
在现场实验中,应该采用具有高精度的无线传感器来记录钻井现场产生的不同参数,从而得到更完整的数据。
这些参数包括:钻头的位移量、侧向波动、立体角速度、钻井液柱的压力、流量等。
此外,利用数值模拟,通过在数学模型中对钻井液的滤失和造壁性能进行模拟,得出可靠的数据结果,这是补充实验室和现场试验的有力手段。
数值模拟方法可以在前期设计和优化钻井工艺,确定液相组成,降低钻井液需求和成本的同时,提高试井成功率。
综上所述,钻井液滤失造壁性能评价方法的研究现状主要涉及实验室测试、现场试验以及数值模拟。
目前,研究人员正在探索更加精细化、更加直观的方法,并期待将其应用于实际工程中。
在未来的研究中,应该注重不同测试方法之间的比较和优化,在滤失和造壁性能评价的同时,考虑到钻井液的组成、岩屑排除以及井深等因素,从而为实现更加高效和安全的钻井操作提供更加可靠的技术支持。
钻井液配方优化及性能评价研究第一章:绪论
随着石油勘探和开发的不断深入,钻井液作为钻井过程中不可
或缺的重要物质,其在钻井中起着至关重要的作用。
钻井液不仅
要具有良好的钻井性能,还需要具有高效的地层保护和环境保护
能力。
因此,钻井液的配方优化和性能评价是钻井过程中必不可
少的一环。
本文主要介绍钻井液配方优化及性能评价的研究现状,以及当
前存在的问题。
在此基础上,提出了改进钻井液配方和评价性能
的一些措施和建议,旨在帮助钻井行业提高钻井液的性能和效率。
第二章:钻井液的基本性能
钻井液是一种复杂的混合物,通常由水、天然或人工添加剂和
固体颗粒等组成。
根据所添加的物质不同,钻井液可分为水基钻
井液、油基钻井液和气基钻井液等。
钻井液的基本性能包括:黏度、密度、过滤性能、相容性、乳化性、泡沫性、地层保护性、
环境保护性等。
黏度是钻井液的重要性能之一,其直接影响钻头对地层的切削
能力。
黏度过高或过低都会对钻头的切削和井下工序造成不利影响。
密度是钻井液另一重要性能,它主要影响钻头的正常下传和
井下工序的顺利进行,密度过低会导致气体回流和井壁塌陷,密度过高会导致井眼增大和钻头抵抗力加大。
过滤性能是衡量钻井液性能的常见指标之一,它主要反映钻井液对地层的侵入能力,即钻井液对砂岩等地层的过滤速率。
相容性是钻井液在互相接触后是否相互溶解的能力,乳化性则是油基钻井液的特有性能,它主要影响到钻井液的分离和回收。
泡沫性是气基钻井液的特有性能,它主要影响到钻井液与钻井管的阻力和通过井眼的能力。
地层保护性和环境保护性则是钻井液的另外两个重要性能,钻井液必须具有足够的地层保护性和环境保护性,以保护油气资源和生态环境。
第三章:钻井液配方优化技术
钻井液的配方是钻井液性能的重要决定因素,它直接影响钻井过程中的安全和效率。
优化钻井液配方是改善钻井效率、减少抛失以及保证钻井安全和生态环境的关键。
目前,钻井液配方优化技术主要包括试验设计法、正交试验法、灰色关联分析法等。
试验设计法是一种较常用的钻井液配方优化方法。
它通过设计和实施一定规模的实验,来寻求最优配方组合。
正交试验法则是一个基于统计学方法的设计模型,它主要用于预测不同配方间各性能因素的关联性和最优化组合。
灰色关联分析法是另一种优化
方法,它主要采用灰色关联度指数、相关分析与多因素分析等方法,来实现对配方性能之间的关联分析和优化配方组合的选择。
第四章:性能评价方法
钻井液性能评价是钻井液研发中至关重要的一环。
常见的钻井
液性能评价方法有物理方法、化学方法、表面分析方法、生物识
别方法等。
物理方法主要通过量测液体的物理变化,比如黏度、密度和过
滤性能等方面来评价钻井液性能。
化学方法则采用化学分析方法,通过测量酸、碱、氧化性、还原性等因素,来评价钻井液的性能。
表面分析方法越来越受到重视,主要通过分析钻井液表面张力、
抗破裂度等性能,来评价钻井液的性能。
生物识别方法则是一种
新型的评价方法,通过使用对环境敏感的生物组织,如脂肪酶、
细胞膜等,来检测钻井液对生态环境的影响。
第五章:结论与展望
本文主要介绍了钻井液配方优化及性能评价的研究现状和方法,以及存在的问题。
当前,随着石油勘探的深入和环保意识的提高,如何实现高效、安全、环保的钻井过程成为了关键。
未来,我们
需要探索更为先进的钻井液配方和性能评价方法,并根据实际需
求不断改善和完善。