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新型壳聚糖-邻苯二酚化学固壁剂合成与性能评价 被引量：12
1
作者 汤志川 邱正松 +3 位作者 钟汉毅 郭保雨 王旭东 郑杨 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2019年第5期534-541,共8页
泥页岩地层井壁不稳定是物理因素和化学因素共同作用的结果,基于多元协同井壁稳定理论,加强物理封堵和化学胶结是钻井液稳定井壁作用的重要技术措施。笔者以壳聚糖、含有邻苯二酚结构的聚合物为单体,采用席夫碱-还原反应方法制备出一种... 泥页岩地层井壁不稳定是物理因素和化学因素共同作用的结果,基于多元协同井壁稳定理论,加强物理封堵和化学胶结是钻井液稳定井壁作用的重要技术措施。笔者以壳聚糖、含有邻苯二酚结构的聚合物为单体,采用席夫碱-还原反应方法制备出一种新型化学固壁剂SDGB,并对其性能进行实验研究。实验结果表明,SDGB分子中含有芳环结构和邻苯二酚、胺基等官能团,可与金属离子发生螯合作用,形成稳定的共价键,其相对分子质量约3万。采用搭接抗剪强度测试、页岩滚动分散实验、岩心单轴抗压实验、扫描电镜分析等实验方法评价了其化学固壁特性。结果表明,SDGB具有较好的化学胶结作用,可提高岩样在水中的搭接抗剪强度,增强岩样浸泡后的抗压强度,有效抑制泥页岩水化分散;SDGB可胶结岩样微孔隙、微裂缝中的松散矿物,从而对其进行有效封堵、固结;以化学固壁剂SDGB为关键处理剂,优化出了一套水基钻井液配方,体系在130℃、16 h热滚前后流变性能、滤失性能稳定。 展开更多
关键词 水基钻井液 井壁稳定 化学固壁 泥页岩 搭接抗剪强度
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新型超高温页岩抑制剂特性实验研究 被引量：8
2
作者 张馨 邱正松 +3 位作者 钟汉毅 汤志川 徐建根 张道明 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2017年第1期9-15,共7页
为满足超高温深井钻井工程的需要,提升抗高温水基钻井液的抑制页岩水化能力,研选了一种新型超高温页岩抑制剂HT-HIB该抑制剂分子结构与聚醚二胺类似,端部含有2个胺基,但分子链为刚性的环烷基。通过抑制膨润土造浆实验、页岩滚动分散实... 为满足超高温深井钻井工程的需要,提升抗高温水基钻井液的抑制页岩水化能力,研选了一种新型超高温页岩抑制剂HT-HIB该抑制剂分子结构与聚醚二胺类似,端部含有2个胺基,但分子链为刚性的环烷基。通过抑制膨润土造浆实验、页岩滚动分散实验、页岩膨胀实验、压力传递测试、X射线衍射分析黏土层间距、Zeta电位测试和热重分析等,综合评价了该页岩抑制剂的抑制性能,并揭示其作用机理。结果表明,HT-HIB能抑制泥页岩水化膨胀和分散,并可在一定程度上阻止压力传递,作用优于目前高性能水基钻井液中使用的聚胺抑制剂;同时HT-HIB可在220℃下保持性能稳定。HT-HIB通过端部的胺基单层吸附插入黏土层中,破坏黏土表面水化层结构并排出层间水分子;黏土表面吸附HT-HIB后亲水性显著降低,从而阻止了水分子的吸附;此外,HT-HIB的溶解度随pH值变化,可使HT-HIB从溶液中析出并堵塞页岩微孔隙,也有利于阻止液相侵入。总之,HT-HIB借助化学抑制、润湿反转以及物理封堵协同作用,因而表现出突出的抑制性能,为开发新一代抗高温高性能水基钻井液打下了基础。 展开更多
关键词 超高温钻井液 页岩抑制剂 胺类 疏水 封堵
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深水钻井抗高温强抑制水基钻井液研制与应用 被引量：5
3
作者 耿铁 邱正松 +2 位作者 汤志川 赵欣 苗海龙 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期82-88,共7页
深水钻井时存在复杂地层井眼失稳、大温差下钻井液流变性调控困难等技术难题,需要研发适用于深水钻井的抗高温强抑制性水基钻井液。以丙烯酰胺、烷基季铵盐和2–丙烯酰胺基–2–甲基丙磺酸为单体,采用水溶液聚合法合成了深水钻井用低相... 深水钻井时存在复杂地层井眼失稳、大温差下钻井液流变性调控困难等技术难题,需要研发适用于深水钻井的抗高温强抑制性水基钻井液。以丙烯酰胺、烷基季铵盐和2–丙烯酰胺基–2–甲基丙磺酸为单体,采用水溶液聚合法合成了深水钻井用低相对分子质量的聚合物包被抑制剂Cap;以Cap为主要处理剂,并优选其他处理剂,构建了深水抗高温强抑制水基钻井液。室内性能评价表明,低相对分子质量的聚合物包被抑制剂Cap对钻井液流变性的影响较小,包被抑制作用强;深水抗高温强抑制水基钻井液低温流变性良好,可抗160℃高温,高温高压滤失量小于9mL,三次岩屑滚动回收率大于70%,抑制性强,可分别抗25.0%NaCl、0.5%CaCl2和8.0%劣土污染。该钻井液在南海4口深水油气井钻井中进行了现场试验,取得了良好的应用效果,解决了低温增稠及井眼失稳等技术难题,具有现场推广应用价值。 展开更多
关键词 水基钻井液 深水钻井 抑制剂 钻井液性能 现场试验
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新型聚酰胺-胺树枝状聚合物页岩抑制特性研究 被引量：4
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作者 汤志川 邱正松 +2 位作者 钟汉毅 张馨 张道明 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2016年第6期28-32,共5页
树枝状聚合物由于其独特的分子结构和特性,近年来日益受到关注。聚酰胺-胺（PAMAM）作为研究最为成熟的树枝状聚合物,目前已在各领域得到应用,并在油田化学方向发挥潜力。采用抑制膨润土造浆实验、页岩滚动分散实验和粒度分布测试综合... 树枝状聚合物由于其独特的分子结构和特性,近年来日益受到关注。聚酰胺-胺（PAMAM）作为研究最为成熟的树枝状聚合物,目前已在各领域得到应用,并在油田化学方向发挥潜力。采用抑制膨润土造浆实验、页岩滚动分散实验和粒度分布测试综合评价不同代数聚酰胺-胺树枝状聚合物的抑制性,借助表面张力、Zeta电位测试和X-射线衍射等表征测试了不同代数聚酰胺-胺的特性。结果表明,不同代数（G0~G5）聚酰胺-胺树枝状聚合物均具有优良的抑制性,其中G0和G5抑制性优于传统的KCl和国外聚胺Ultrahib。不同代数树枝状聚合物在黏土层间的吸附状态与其浓度有关,低浓度下为单层吸附,高浓度下为双层吸附。聚酰胺-胺树枝状聚合物表面胺基密度高,水溶液中部分质子化后,通过静电作用、氢键作用等强吸附在泥页岩表面,降低黏土水化斥力,排挤出层间水分子,抑制泥页岩水化分散。 展开更多
关键词 聚酰胺-胺 树枝状聚合物 页岩抑制剂 作用机理 水化
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环保型β-环糊精聚合物微球高温降滤失作用机理 被引量：9
5
作者 钟汉毅 高鑫 +5 位作者 邱正松 林永学 金军斌 汤志川 赵欣 李佳 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1091-1102,1112,共13页
高温高压条件下钻井液滤失性的调控是保证钻井安全顺利的关键。针对传统降滤失剂环保性与高温降滤失性能难以兼顾的问题,以β-环糊精为单体,环氧氯丙烷为交联剂,通过反相乳液聚合法制备了环境友好的β-环糊精聚合物微球(β-CDP)。评价... 高温高压条件下钻井液滤失性的调控是保证钻井安全顺利的关键。针对传统降滤失剂环保性与高温降滤失性能难以兼顾的问题,以β-环糊精为单体,环氧氯丙烷为交联剂,通过反相乳液聚合法制备了环境友好的β-环糊精聚合物微球(β-CDP)。评价了不同温度热滚后的API滤失性能和高温高压滤失性能,并与几种典型的抗高温降滤失剂进行了性能对比,综合探讨了其滤失控制机理。研究表明,β-CDP在温度低于160℃时,降滤失性能优良;当温度超过160℃后,降滤失性能随着温度的升高进一步增强,240℃热滚后降滤失性能仍然突出,表现出与传统降滤失剂显著不同的特征。当温度低于160℃时,β-CDP主要通过吸水膨胀、增加泥饼压缩性、提高黏土分散稳定性等作用降低滤失量;当温度高于160℃时,β-CDP发生水热碳化反应,降解生成微纳米碳球以及与黏土颗粒相互作用生成纳米复合物,能够对泥饼的微纳米孔隙进行填充,有效降低泥饼的渗透性。β-CDP特有的这种"温度响应"特征,实现了将高温破坏处理剂的不利因素转变成滤失控制的有利条件。 展开更多
关键词 Β-环糊精 聚合物微球 水基钻井液 高温滤失 水热碳化反应
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破碎地层护壁防塌剂研制及性能评价
6
作者 李凡 李大奇 +1 位作者 汤志川 高伟 《精细石油化工》 CAS 2024年第2期10-14,共5页
针对顺北奥陶系碳酸盐岩地层揭开后坍塌掉块严重,遇阻卡钻频发的难题,以二甲基二烯丙基氯化铵、N,N-二甲基丙烯酰胺及自制含甲氧基硅烷基团的有机硅单体为原料,合成了可与碳酸盐岩地层发生键合反应的抗高温有机硅护壁防塌剂SMHB-1。通... 针对顺北奥陶系碳酸盐岩地层揭开后坍塌掉块严重,遇阻卡钻频发的难题,以二甲基二烯丙基氯化铵、N,N-二甲基丙烯酰胺及自制含甲氧基硅烷基团的有机硅单体为原料,合成了可与碳酸盐岩地层发生键合反应的抗高温有机硅护壁防塌剂SMHB-1。通过红外光谱、核磁共振氢谱及热重等表征了产物的分子结构及稳定性,并评价了其搭接抗剪切强度、降滤失性能及封堵性能等进行了研究。结果表明,1.5%SMHB-1溶液处理过的碳酸盐岩岩心片的搭接抗剪强度可达到0.2 MPa, 160℃老化16 h后1%SMHB-1可使4%土浆滤失量降低60.7%,SMHB-1可降低体系渗透率降约61.68%,并且与现场钻井液的配伍性能好。以SMHB-1为核心的水基护壁防塌钻井液体系在顺北X井奥陶系地层进行应用,奥陶系井壁稳定性好,没有掉块产生,扭矩平稳,起下钻顺利,无阻卡,试验井段平均井径扩大率8.6%~11.4%。 展开更多
关键词 破碎地层 有机硅 井壁稳定 钻井液 护壁剂
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川西断缝体储层封堵固壁钻井液技术 被引量：1
7
作者 高书阳 汤志川 +2 位作者 宋碧涛 李凯贤 刘祚才 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2023年第5期556-562,共7页
为解决川西断缝体破碎性地层钻进过程中卡钻频发、成井难度大等技术难题,分析了该地层地质特征,实验研究了其井壁失稳机理。结果表明,川西断缝体破碎性地层岩石破碎、胶结程度弱,微裂隙发育,流体侵入后微裂缝扩展,损害岩石完整性及力学... 为解决川西断缝体破碎性地层钻进过程中卡钻频发、成井难度大等技术难题,分析了该地层地质特征,实验研究了其井壁失稳机理。结果表明,川西断缝体破碎性地层岩石破碎、胶结程度弱,微裂隙发育,流体侵入后微裂缝扩展,损害岩石完整性及力学性能,改变井壁岩石有效应力状态,导致井壁垮塌。在此基础上,基于“封堵+固壁”技术对策,研制了抗高温化学固壁剂,优选了高效封堵剂,构建了断缝体地层封堵固壁井壁稳定钻井液体系,提升了钻井液的封堵固壁能力。该钻井液在M6等井进行了成功应用,维持了断缝体破碎性地层的井壁稳定性,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 断缝体 破碎性地层 封堵 固壁 钻井液
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