裂缝性恶性井漏地层堵漏技术研究进展与展望 被引量：77

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作者 孙金声 白英睿 +6 位作者 程荣超 吕开河 刘凡 冯杰 雷少飞 张洁 郝惠军 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期630-638,共9页

通过系统论述裂缝性地层钻井液漏失和堵漏机理,对不同类型堵漏材料及其在裂缝性恶性漏失地层中的适用性及作用机理进行了分类归纳,同时基于所用堵漏材料分析了不同类型堵漏工艺的优缺点及应用效果,明确了目前国内外恶性漏失地层堵漏技... 通过系统论述裂缝性地层钻井液漏失和堵漏机理,对不同类型堵漏材料及其在裂缝性恶性漏失地层中的适用性及作用机理进行了分类归纳,同时基于所用堵漏材料分析了不同类型堵漏工艺的优缺点及应用效果,明确了目前国内外恶性漏失地层堵漏技术存在的关键问题,进而提出未来恶性井漏堵漏技术发展方向。未来应综合地质、工程、材料等学科,实现恶性井漏堵漏技术的一体化、智能化与系统化,重点应开展5个方面的研究:①注重钻井液漏失和堵漏机理研究,为科学选择堵漏材料及配方、堵漏方法和工艺提供依据;②注重自适应堵漏材料研发,提高堵漏材料与裂缝漏失通道级配关系;③注重三维裂缝空间强驻留强充填堵漏材料研发,增强堵漏材料在漏失通道中的驻留和充填程度,改善封堵效果;④注重抗高温堵漏材料研发,保证深层高温漏失地层的长期封堵效果;⑤注重发展数据化和智能化堵漏技术,促进堵漏技术向数据化和智能化方向发展。 展开更多

关键词 恶性井漏 堵漏机理 堵漏材料 堵漏工艺 钻井液漏失 堵漏技术进展

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无土相油基钻井液关键处理剂研制及体系性能评价 被引量：27

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作者 孙金声 黄贤斌 +3 位作者 蒋官澄 吕开河 刘敬平 代志文 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期713-718,共6页

针对传统油基钻井液固相含量较高、不利于提高机械钻速和保护储集层的问题,研制了一种无土相油基钻井液体系,阐述了关键处理剂的合成方法、作用机理,并进行了体系性能评价。利用二聚脂肪酸与二乙醇胺反应,制备了提切剂;利用脂肪酸的氧... 针对传统油基钻井液固相含量较高、不利于提高机械钻速和保护储集层的问题,研制了一种无土相油基钻井液体系,阐述了关键处理剂的合成方法、作用机理,并进行了体系性能评价。利用二聚脂肪酸与二乙醇胺反应,制备了提切剂;利用脂肪酸的氧化和加合反应,制备了主乳化剂;对脂肪酸进行酰胺化改性,制备了辅乳化剂;将丙烯酸单体引入到苯乙烯、丙烯酸丁酯聚合反应中,合成了水性丙烯酸树脂降滤失剂。提切剂通过分子间的氢键作用增强乳液中液滴、颗粒之间的相互作用力,在乳液中形成三维网架结构,从而起到提切的作用。室内性能评价实验表明:无土相油基钻井液可抗220℃高温,高温高压滤失量小于5 mL;与传统油基钻井液相比,无土相油基钻井液具有较低的黏度以及较高的切力、动塑比和渗透率恢复值,有利于提高钻速、清洁井眼和保护储集层。 展开更多

关键词 无土相 油基钻井液 提切剂 乳化剂 降滤失剂 弱凝胶 储集层保护

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一种新型抗高温降滤失剂的研究和应用 被引量：26

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作者 常晓峰 孙金声 +1 位作者 吕开河 张帆 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2019年第4期420-426,共7页

通过将4-乙烯基吡啶(VP)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基己内酰胺(NVCL)以过硫酸铵和亚硫酸氢钠作为氧化还原体系进行自由基共聚反应,合成了抗温达260℃的一种新型降滤失剂(PDANV)。通过设计正交... 通过将4-乙烯基吡啶(VP)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基己内酰胺(NVCL)以过硫酸铵和亚硫酸氢钠作为氧化还原体系进行自由基共聚反应,合成了抗温达260℃的一种新型降滤失剂(PDANV)。通过设计正交实验确定了最优合成条件为:nDMAA∶nAMPS∶nNVCL∶nVP=6∶2∶1∶1,反应温度为60℃,反应时间为2h,引发剂质量分数为单体总质量(20%)的0.5%,并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振光谱(1HNMR)进一步确定了产物的分子结构。热重分析(TGA)显示PDANV热分解温度在301℃以后,表明其具有良好的热稳定性。同时,将PDANV应用于水基钻井液中,进一步评价其对水基钻井液流变和滤失性能的影响。结果显示,当PDANV加量为2.0%时,水基钻井液的滤失量仅为4.4mL,260℃老化后滤失量为6.0mL,高温高压滤失量为24mL(150℃),同时抗盐至饱和,抗钙20000mg/L。此外,通过对黏土的粒径分析、SEM分析和Zeta电位分析以及不同浓度的PDANV对黏土颗粒的吸附量的测量,进一步揭示了PDANV在水基钻井液中的降滤失机理。 展开更多

关键词 降滤失剂 水基钻井液 抗高温 滤失

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水基钻井液有机处理剂智能化研究进展与应用展望 被引量：17

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作者 沈浩坤 孙金声 +5 位作者 吕开河 黄贤斌 刘敬平 王金堂 白英睿 金家峰 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期155-162,共8页

传统水基钻井液存在配制过程繁琐、针对性差、自适应能力弱等不足。智能水基钻井液由于具有更好的针对性、普适性,同时能大幅降低人工干预程度,成为油田化学领域新的研究方向。通过文献分析,介绍了智能水基钻井液有机处理剂,如流型调节... 传统水基钻井液存在配制过程繁琐、针对性差、自适应能力弱等不足。智能水基钻井液由于具有更好的针对性、普适性,同时能大幅降低人工干预程度,成为油田化学领域新的研究方向。通过文献分析,介绍了智能水基钻井液有机处理剂,如流型调节剂、降滤失剂、页岩抑制剂、润滑剂和防漏堵漏材料等在水基钻井液中的作用机制和研究进展。针对不同智能钻井液有机处理剂的特点,论述了智能材料在水基钻井液应用的可行性,展望了智能钻井液有机处理剂在智能钻井液体系中的研发思路、方法及应用前景。 展开更多

关键词 钻井液 有机处理剂 智能化 研究进展 应用展望 综述

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南海天然气水合物钻采机理与调控研究进展 被引量：15

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作者 孙金声 程远方 +10 位作者 秦绪文 孙友宏 金衍 王志远 李淑霞 陆程 屈沅治 吕开河 王成文 王金堂 王韧 《中国科学基金》 CSSCI CSCD 北大核心 2021年第6期940-951,共12页

海域天然气水合物试采存在井壁易失稳、井漏、流动安全风险高、储层改造困难、单井日产气量低、稳产时间短等一系列技术难题,水平井、多分支井等有望提高产气量的复杂结构井钻采难度更大。本文基于对国内外水合物钻采研究进展以及已开... 海域天然气水合物试采存在井壁易失稳、井漏、流动安全风险高、储层改造困难、单井日产气量低、稳产时间短等一系列技术难题,水平井、多分支井等有望提高产气量的复杂结构井钻采难度更大。本文基于对国内外水合物钻采研究进展以及已开展天然气水合物勘探、试采工程现状的跟踪调研,总结分析了海域天然气水合物试采面临的关键技术难题,进而根据我国南海天然气水合物试采工程特性,对天然气水合物储层力学特性动态演化规律及工程响应机制、井筒工作液与天然气水合物储层作用机理和调控方法、天然气水合物钻采井筒多相流动障碍形成机制与安全控制方法、储层天然气水合物相变和渗流多场时空演化规律、天然气水合物储层结构改造理论与高效开发模式等方面研究进展进行了论述,以期为我国海域天然气水合物钻采理论及技术的发展提供借鉴。 展开更多

关键词 南海天然气水合物 钻采工程 力学特性 井筒工作液 相变及渗流特征

原文传递

裂缝封堵层形成机理及堵漏颗粒优选规则 被引量：11

6

作者 雷少飞 孙金声 +5 位作者 白英睿 吕开河 张曙沛 许成元 程荣超 刘凡 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期597-604,共8页

针对裂缝性地层封堵层形成机理和封堵规则尚不明晰的问题,基于封堵实验和颗粒物质力学方法研究了裂缝性地层封堵层的形成过程,分析了封堵层组成及颗粒配比,揭示了封堵层形成的本质及破坏的驱动能量,提出了钻井液防漏堵漏颗粒优选规则。... 针对裂缝性地层封堵层形成机理和封堵规则尚不明晰的问题,基于封堵实验和颗粒物质力学方法研究了裂缝性地层封堵层的形成过程,分析了封堵层组成及颗粒配比,揭示了封堵层形成的本质及破坏的驱动能量,提出了钻井液防漏堵漏颗粒优选规则。研究表明封堵层的形成过程经历了从惯性流、弹性流到准静态流的流态变化过程。封堵层由封端颗粒、架桥颗粒和填充颗粒组成,3种堵漏颗粒的配比是设计堵漏体系的重要依据。封堵层形成的本质是体系发生非平衡性Jamming相态转变,封堵层颗粒体系对压力的响应由熵力驱动,熵越大封堵层越稳定。根据提出的规则优选了堵漏材料、优化了堵漏体系,封堵效果优于其他常用规则,可有效提高封堵层承压能力,为解决裂缝性地层漏失提供了理论和技术依据。 展开更多

关键词 裂缝性地层 钻井液漏失 封堵层 封堵机理 堵漏颗粒 优选规则

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耐高温高盐钻井液润滑剂的研制与性能评价 被引量：10

7

作者 王宗轮 孙金声 +3 位作者 刘敬平 吕开河 邵子桦 张宪法 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2022年第5期538-544,共7页

针对深井超深井钻井过程中高扭矩和高摩阻等难题,利用硼酸、多元醇和长链脂肪酸等原料,合成出一种耐高温高盐钻井液润滑剂SOB,该润滑剂在高温高盐条件下具有良好的润滑性能。在5%基浆中加入1%润滑剂SOB后,润滑系数降低率为92.7%,泥饼的... 针对深井超深井钻井过程中高扭矩和高摩阻等难题,利用硼酸、多元醇和长链脂肪酸等原料,合成出一种耐高温高盐钻井液润滑剂SOB,该润滑剂在高温高盐条件下具有良好的润滑性能。在5%基浆中加入1%润滑剂SOB后,润滑系数降低率为92.7%,泥饼的黏附系数降低至0.0405,极压润滑持效性强;210℃下润滑系数降低率保持在90.2%,210℃、35%NaCl条件下润滑系数降低率保持在81.3%。高温高盐条件下SOB在高密度钻井液中配伍性良好,200℃老化后对钻井液的流变性无影响,能够降低钻井液滤失量,润滑系数降低率为45.09%,相比常规润滑剂性能优越,这是由于润滑剂能够在钻具表面有效吸附,形成一层疏水性较强的膜,使钻具与井壁的直接接触变成了润滑膜之间的接触,从而降低摩擦。 展开更多

关键词 水基钻井液 润滑剂 硼酸酯 耐高温 耐盐

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抗超高温高密度聚合物饱和盐水钻井液体系 被引量：6

8

作者 黄贤斌 孙金声 +3 位作者 吕开河 董晓东 刘锋报 高重阳 《石油勘探与开发》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1056-1064,共9页

设计并研制了3种聚合物类水基钻井液抗高温处理剂,即弱交联结构两性离子聚合物降滤失剂、柔性聚合物微球纳米封堵剂和梳型聚合物润滑剂,构建了能够满足深部地层钻井的抗超高温高密度聚合物饱和盐水钻井液体系。研究表明:弱交联结构两性... 设计并研制了3种聚合物类水基钻井液抗高温处理剂,即弱交联结构两性离子聚合物降滤失剂、柔性聚合物微球纳米封堵剂和梳型聚合物润滑剂,构建了能够满足深部地层钻井的抗超高温高密度聚合物饱和盐水钻井液体系。研究表明:弱交联结构两性离子聚合物降滤失剂具有良好的反聚电解质效应,200℃、饱和盐环境老化后API滤失量小于8 mL;柔性聚合物微球纳米封堵剂通过改善泥饼质量降低体系的滤失量,对纳米级孔缝具有良好的封堵效果;梳型聚合物润滑剂重均相对分子质量为4804,具有多个极性吸附位点,高温高盐条件下润滑性能优异。构建的密度为2.0 g/cm^(3)的钻井液体系流变性能良好,200℃的高温高压滤失量小于15 mL,高温静置5 d沉降因子小于0.52,对易水化岩屑的滚动回收率与油基钻井液接近,具有良好的封堵性能和润滑性能。 展开更多

关键词 深层钻井 饱和盐水钻井液 抗高温处理剂 水基钻井液 流变性能 封堵性能 润滑性能

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适用于深水水基钻井液的温敏聚合物流型调节剂 被引量：9

9

作者 吕开河 王中义 +4 位作者 黄贤斌 王金堂 杨峥 王韧 邵子桦 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2021年第1期14-20,共7页

针对深水水基钻井液低温流变调控的要求,利用温敏聚合物在对温度响应的过程中有显著的流体力学体积和分子构象变化的性质,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酰胺(AM)为单体,合成了一种流型调节剂PNAAM。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)表征了... 针对深水水基钻井液低温流变调控的要求,利用温敏聚合物在对温度响应的过程中有显著的流体力学体积和分子构象变化的性质,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酰胺(AM)为单体,合成了一种流型调节剂PNAAM。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)表征了产物的官能团。热重分析显示产物初始热分解温度在300℃。浊度分析显示,单体配比和盐浓度均是通过影响分子链中亲水基团与水分子氢键的强度来影响产物的LCST(低临界溶解温度)。PNAAM在钻井液中4、25和65℃流变参数比值为AV_(4℃)∶AV_(25℃)∶AV_(65℃)=1.75∶1.22∶1、PV_(4℃)∶PV_(25℃)∶PV_(65℃)=1.8∶1.4∶1、YP_(4℃)∶YP_(25℃)∶YP_(65℃)=1.8∶1∶1.09。机理分析认为,温度小于LCST时,分子链中亲水基酰胺基团做主导,PNAAM分子溶于水,无可测量的流体力学半径;温度大于LCST时,分子链中疏水基做主导,PNAAM分子链之间疏水缔合作用增强,形成三维网状结构,黏度增大,聚合物粒度增大,泥饼膨润土颗粒更加致密有序。 展开更多

关键词 深水水基钻井液 低温流变调控 温敏聚合物 流型调节

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低渗透气藏有机硅防水锁剂的制备与性能评价 被引量：5

10

作者 郭璇 孙金声 +1 位作者 吕开河 金家锋 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2023年第2期156-162,共7页

针对低渗透气藏钻完井过程中因水相侵入引发的水锁损害问题,以双端含氢硅油(DHSO)、烯丙基缩水甘油醚(AGE)、三甲胺盐酸盐(TMHC)等为原料,通过硅氢加成反应和环氧基开环反应合成了一种阳离子有机硅表面活性剂DAT,并复配消泡剂等助剂,构... 针对低渗透气藏钻完井过程中因水相侵入引发的水锁损害问题,以双端含氢硅油(DHSO)、烯丙基缩水甘油醚(AGE)、三甲胺盐酸盐(TMHC)等为原料,通过硅氢加成反应和环氧基开环反应合成了一种阳离子有机硅表面活性剂DAT,并复配消泡剂等助剂,构建了有机硅防水锁剂DAH。使用傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对合成产物进行表征,其分子结构符合预期设计;通过表面张力测定、岩心接触角实验、岩心自吸实验、岩心驱替实验等对防水锁剂DAH的性能进行评价。结果表明:1%DAH溶液的表面张力大幅下降至21.28 mN/m;经1%DAH溶液处理后,水相接触角由20°提高至110°,岩心自吸水量下降83.1%,渗透恢复率提高至82.68%。该防水锁剂DAH可大幅降低水相表面张力,能够通过静电作用在岩心表面形成致密吸附膜,将岩心表面润湿性由亲水性反转为疏水性,减少了钻完井过程中的水相侵入,并有助于水相返排,具有优异的降低水锁损害功效,对保护低渗储层产能具有重要意义。 展开更多

关键词 低渗透气藏 防水锁剂 有机硅 表面张力 接触角

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水基钻井液用抗超高温聚合物刷润滑剂的研制 被引量：4

11

作者 高重阳 黄贤斌 +5 位作者 白英睿 孙金声 吕开河 张瑜 宗嘉江 刘锋报 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2023年第4期453-461,共9页

深部复杂地层油气钻探过程中,为了满足钻井液抗高温、抗盐的技术要求,以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸羟乙酯为主要原料,偶氮二异丁腈作为引发剂,制备了一种水基钻井液用聚合物刷润滑剂HLM。通过傅里叶红外光谱、核磁共振、热... 深部复杂地层油气钻探过程中,为了满足钻井液抗高温、抗盐的技术要求,以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸羟乙酯为主要原料,偶氮二异丁腈作为引发剂,制备了一种水基钻井液用聚合物刷润滑剂HLM。通过傅里叶红外光谱、核磁共振、热重分析和凝胶色谱分析对产物进行了表征。然后评价了HLM与钻井液的配伍性以及高温、高盐、高密度条件下的润滑性能,利用多功能材料表面性能测试仪和四球摩擦实验仪进一步分析了润滑性。实验结果表明,HLM的热稳定性较好,重均分子质量为3494;HLM在室温下与基浆配伍性良好,对流变性基本没影响,抗温可达260℃;加量2%时,常温下润滑系数降低率达91.16%,260℃老化后润滑系数降低率达88.24%;在饱和盐水基浆中润滑系数降低率为75.69%,在高密度基浆中润滑系数降低率大于40%。表面摩擦实验进一步证明了HLM可以大幅度降低金属-金属间的摩擦力,四球摩擦实验证明了HLM可在金属表面形成稳定的润滑膜。由于HLM具有多个吸附位点且吸附能力强,在高温、高盐条件下吸附膜仍具有一定的强度,因此赋予HLM良好的润滑性能。可为深层超深层钻井液体系的构建提供技术借鉴。 展开更多

关键词 水基钻井液 聚合物刷 润滑剂 高温 高盐

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钻井过程中保护低渗特低渗油气层的必要性、重要性与发展趋势 被引量：8

12

作者 蒋官澄 程荣超 +6 位作者 谭宾 董腾飞 贾东民 吕开河 彭春耀 白杨 李斌 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2020年第4期405-411,共7页

钻井过程中钻井液对低渗特低渗油气层的损害程度通常较中、高渗油气层大得多,但多年来部分人认为,需压裂投产的低渗特低渗油气藏,因压裂可解除油气层损害而勿需在钻井过程中采取保护油气层措施,因而对油气井产量和经济效益带来不利影响... 钻井过程中钻井液对低渗特低渗油气层的损害程度通常较中、高渗油气层大得多,但多年来部分人认为,需压裂投产的低渗特低渗油气藏,因压裂可解除油气层损害而勿需在钻井过程中采取保护油气层措施,因而对油气井产量和经济效益带来不利影响。阐述了低渗特低渗油气层损害机理的特殊性以及损害程度的严重性;依据现场实际产量数据,充分说明了钻井过程中采用效果优良的保护油气层钻井液技术有助于大幅度提高压裂后单井日产量;结合国际趋势和中国油气工业发展战略需求,阐述了将来的发展方向和趋势。不仅对提高保护油气层效果、单井产量以及油田总体经济效益具有适用价值,而且对钻井液技术的发展和中国模式“页岩革命”的建立也具有一定指导意义。 展开更多

关键词 防止地层损害 水基钻井液 特低渗储藏 发展趋势

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油基钻井液提切剂研究现状与发展趋势 被引量：6

13

作者 黄宁 吕开河 +4 位作者 孙金声 刘敬平 黄贤斌 王宗轮 徐哲 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2022年第4期397-405,共9页

油基钻井液流变性好坏是制约钻井过程中井下安全、影响钻进速度的关键因素。针对油基钻井液切力偏低导致携岩和悬浮能力弱的技术难题,介绍了提切剂研发中存在塑性黏度不可控、普适性低以及耐温性差的难点,系统综述了有机土类、脂肪酸酰... 油基钻井液流变性好坏是制约钻井过程中井下安全、影响钻进速度的关键因素。针对油基钻井液切力偏低导致携岩和悬浮能力弱的技术难题,介绍了提切剂研发中存在塑性黏度不可控、普适性低以及耐温性差的难点,系统综述了有机土类、脂肪酸酰胺类、油溶性聚合物类及纳米复合材料类等油基钻井液提切材料的研究现状,并详细阐明了油基提切剂通过氢键、配位键以及分子缔合作用提切的作用机理。同时,针对提切剂研发所存在的不足,提出了油基钻井液提切剂应从星型或树枝状聚合物、长链季铵盐改性有机土、纳米材料等方面开展研发的发展趋势。 展开更多

关键词 油基钻井液 提切剂 研究现状 发展趋势

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一种新型外柔内刚型封堵剂的研制 被引量：7

14

作者 徐哲 孙金声 +4 位作者 吕开河 刘敬平 侯德林 柯灿 孙元伟 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2020年第6期726-730,共5页

刚性封堵剂强度大,难以有效适应地层孔隙的尺寸及形状;柔性封堵剂自适应能力强,但承压强度低,两者均都难以形成有效封堵。结合刚性封堵剂强度大和柔性封堵剂自适应能力强的优点,采用碳酸钙作为刚性内核,以丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲... 刚性封堵剂强度大,难以有效适应地层孔隙的尺寸及形状;柔性封堵剂自适应能力强,但承压强度低,两者均都难以形成有效封堵。结合刚性封堵剂强度大和柔性封堵剂自适应能力强的优点,采用碳酸钙作为刚性内核,以丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为主要聚合单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,以过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原体系为引发剂,采用溶液聚合法制备了一种外柔内刚型封堵剂。该封堵剂吸水膨胀倍数较小,抗压强度高,抗温性好,对钻井液流变性影响小,并具有较柔性封堵剂更好的降滤失和砂床封堵性能。 展开更多

关键词 封堵剂 外柔内刚 微裂缝 裂缝 降滤失性能

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油气钻采领域功能胶黏材料研究进展及前景 被引量：2

15

作者 孙金声 雷少飞 +4 位作者 白英睿 吕开河 程荣超 郝惠军 刘凡 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期183-189,共7页

通过概述功能胶黏材料的组成、分类及性能表征,阐述了功能胶黏材料的吸附/界面反应、扩散、机械互锁和静电吸附等黏结作用机理,综述了其在防漏堵漏、井壁稳定、水力压裂和调剖堵水等油气钻采工程领域的研究现状、应用挑战及应用展望。... 通过概述功能胶黏材料的组成、分类及性能表征,阐述了功能胶黏材料的吸附/界面反应、扩散、机械互锁和静电吸附等黏结作用机理,综述了其在防漏堵漏、井壁稳定、水力压裂和调剖堵水等油气钻采工程领域的研究现状、应用挑战及应用展望。依据现阶段功能胶黏材料在油气钻采领域的应用,提出了功能胶黏材料在油气钻采领域的重点研究方向:(1)对热塑性树脂进行共混改性或设计可固化热塑性树脂,提高黏结堵漏剂的黏结性能和承压能力;(2)在聚合物中引入低成本黏附性基团和正电荷结构,降低黏结固壁剂成本,提高其在井壁的黏附性能;(3)在热固性树脂中引入热可逆共价键,预防支撑剂回流,提高黏结支撑剂抗压强度;(4)在热塑性聚合物中引入热可逆共价键,提高黏结堵水剂的抗温抗盐能力和堵水性能。 展开更多

关键词 功能胶黏材料 黏结机理 作用机制 防漏堵漏 井壁稳定 水力压裂 调剖堵水 应用前景

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深层超深层钻井液技术研究进展与展望

16

作者 孙金声 杨景斌 +2 位作者 白英睿 吕开河 刘锋报 《石油勘探与开发》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期889-898,共10页

系统论述目前国内外深层超深层钻井液技术研究进展,分析存在的关键问题并提出未来发展方向。针对深层超深层复杂油气层钻井过程中面临的高温高压高应力、裂缝发育、井壁失稳、钻井液漏失等问题,国内外学者研发了深层超深层抗高温高盐水... 系统论述目前国内外深层超深层钻井液技术研究进展,分析存在的关键问题并提出未来发展方向。针对深层超深层复杂油气层钻井过程中面临的高温高压高应力、裂缝发育、井壁失稳、钻井液漏失等问题,国内外学者研发了深层超深层抗高温高盐水基钻井液技术、抗高温油基/合成基钻井液技术、储层保护钻井液技术以及钻井液防漏堵漏技术,但仍存在抗高温高压和高应力能力不足、井壁易失稳以及钻井液漏失严重等关键问题。由此提出未来深层超深层钻井液技术的发展方向:(1)抗高温高盐水基钻井液技术需致力于提升高温稳定性,改进流变性能,强化滤失量控制,提高与地层的相容性。(2)抗高温油基/合成基钻井液技术需在高温稳定剂、流型调节剂等低毒易降解的环保型添加剂和相关配套技术方面进一步攻关。(3)储层保护钻井液技术应致力于新型高性能添加剂和材料的研究,通过引入先进的传感器网络和人工智能算法,完善实时监测技术。(4)钻井液防漏堵漏技术应更加注重智能化技术的集成与应用、高性能堵漏材料的研发与应用、多元化堵漏技术与方法的探索以及环境保护与安全生产意识的提高。 展开更多

关键词 深层超深层钻井 抗高温钻井液 储层保护 钻井液防漏堵漏 安全环保 技术展望

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钻井液用聚合物分子结构与环保性能的关系研究 被引量：6

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作者 翟科军 高伟 +2 位作者 李文霞 吕开河 徐哲 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2021年第1期47-53,共7页

为了探究聚合物的分子结构与环保性能的关系,合成了一系列聚合物类钻井液处理剂,采用发光细菌法(EC_(50))和BOD_(5)/COD_(Cr)比值评定法,研究了官能团种类、分子骨架结构及分子量等对其生物毒性和生物降解性能的影响。实验结果表明:官... 为了探究聚合物的分子结构与环保性能的关系,合成了一系列聚合物类钻井液处理剂,采用发光细菌法(EC_(50))和BOD_(5)/COD_(Cr)比值评定法,研究了官能团种类、分子骨架结构及分子量等对其生物毒性和生物降解性能的影响。实验结果表明:官能团和分子骨架结构对生物毒性和生物降解性的影响较大;而分子量对生物毒性的影响较小,对生物降解性的影响较大。 展开更多

关键词 聚合物 分子结构 生物毒性 生物降解性

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南极地区低温钻井液研究进展与发展方向 被引量：5

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作者 孙金声 王宗轮 +5 位作者 刘敬平 吕开河 黄贤斌 张宪法 邵子桦 黄宁 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1005-1011,共7页

通过系统梳理南极地区钻井的特点、南极低温条件对钻井液的性能要求、低温钻井液的研究进展,找出了目前存在的问题,指出了南极低温钻井液的发展方向。南极地区钻井主要包括雪层、冰层和冰下岩层钻井,南极低温条件下钻井面临4个方面的问... 通过系统梳理南极地区钻井的特点、南极低温条件对钻井液的性能要求、低温钻井液的研究进展,找出了目前存在的问题,指出了南极低温钻井液的发展方向。南极地区钻井主要包括雪层、冰层和冰下岩层钻井,南极低温条件下钻井面临4个方面的问题:①钻井区低温、温度变化跨度大;②雪层易井漏卡钻、冰层易蠕变、暖冰层易冰屑聚集卡钻、冰下岩层易井壁坍塌;③基础设施缺乏,后勤保障难度大;④环境脆弱,承载能力低。南极低温钻井液经过多年发展取得了一定的进展,研发了低温石油基钻井液、醇类钻井液、酯类钻井液和硅油类钻井液,但普遍存在耐低温不足、环保性能低以及井壁稳定性差等问题。为满足南极低温条件下钻井液的性能要求,未来必须深入研究低温钻井液作用机理,研发环境友好型低温钻井液基液及相关添加剂,构建环境友好型低温钻井液体系,建立可保持井壁稳定、提高钻遇冰层和冰岩夹层时的携屑能力的多功能一体化调控方法,进而形成现场配套施工规范,为南极钻井提供技术支撑。 展开更多

关键词 南极地区 冰雪层 冰下岩层 低温钻井液 钻井液体系 作用机理 调控方法 施工规范

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一种页岩气疏水强封堵水基钻井液 被引量：5

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作者 康圆 孙金声 +5 位作者 吕开河 刘敬平 张文超 滕宇翔 修卓洋 黄宁 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2021年第4期442-448,共7页

四川龙马溪组页岩地层水敏性强、微裂缝及裂缝发育,钻井过程中井壁坍塌事故频发,严重制约了页岩气的高效开发。为解决上述难题,引入了一种既能抑制页岩水化膨胀与分散,又能封堵孔隙、微裂缝及裂缝,同时使页岩表面疏水的改性二氧化硅封... 四川龙马溪组页岩地层水敏性强、微裂缝及裂缝发育,钻井过程中井壁坍塌事故频发,严重制约了页岩气的高效开发。为解决上述难题,引入了一种既能抑制页岩水化膨胀与分散,又能封堵孔隙、微裂缝及裂缝,同时使页岩表面疏水的改性二氧化硅封堵剂。并以该封堵剂为核心,优选降滤失剂、润滑剂等,研制了一种疏水强封堵水基钻井液。该钻井液既具有良好的流变性、降滤失性,又具有优异的抑制、封堵、疏水和抗污染能力。该钻井液的页岩回收率达90.2%,对40~60目砂床渗入深度仅为1.5 cm,密度为2.2 g/cm^(3)时高温高压滤失量为7.2 mL。 展开更多

关键词 页岩气 水基钻井液 疏水 封堵 抑制

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生物质基纳米材料在钻井液中的应用研究进展与展望 被引量：1

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作者 李美春 孙金声 +7 位作者 吕开河 李子燕 刘馨月 沈浩坤 李业成 戴立瑶 温智博 汪金崴 《世界石油工业》 2023年第6期53-68,共16页

随着中国对环保的日益重视,研发绿色环保高性能的钻井液迫在眉睫。生物质纳米材料具有纳米尺度的微观形貌、超高的比表面积、易调控的表面化学特性及可再生、绿色环保、可生物降解、生物相容性等优点,在调控流变、降低滤失、封堵页岩孔... 随着中国对环保的日益重视,研发绿色环保高性能的钻井液迫在眉睫。生物质纳米材料具有纳米尺度的微观形貌、超高的比表面积、易调控的表面化学特性及可再生、绿色环保、可生物降解、生物相容性等优点,在调控流变、降低滤失、封堵页岩孔隙、减小流体入侵井壁、维持地层稳定及润滑钻具等方面具有得天独厚的优势,在钻井液领域有着良好的应用前景。着重介绍纤维素纳米材料、木质素纳米颗粒、甲壳素纳米材料、蛋白质纳米颗粒以及淀粉纳米颗粒的制备方法和微观形貌。总结不同生物质基纳米材料作为钻井液流变改性剂、降滤失剂、页岩抑制剂、微纳孔缝封堵剂及润滑剂的最新研究进展。对生物质基纳米材料在钻井液中的应用前景和存在的挑战进行展望和分析,旨在推动生物质基纳米材料在钻井液中的大规模应用,促进中国绿色油田的建设,实现油气资源的可持续开发和利用。 展开更多

关键词 钻井液 生物质 纳米材料 绿色环保 研究进展

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