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新型膜屏蔽钻井液研究
作 者: 贺雷
导 师: 吕开河
学 校: 中国石油大学
专 业: 油气井工程
关键词: 膜屏蔽钻井液 保护油气层 井壁失稳 合成 高温
分类号: TE254
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
稳定井壁与保护油气层技术是现代石油勘探开发过程中不可或缺的技术措施,目前常用的具有稳定井壁和保护油气层作用的钻井液主要是正电胶钻井液、聚合醇钻井液、自适应屏蔽暂堵保护钻井液和油基钻井液等几种。但是这些钻井液有一定的局限性,如超细碳酸钙类不具有弹性和可变形性,适应地层的能力差,也不具有抑制性;聚合醇类产品容易起泡;无渗透或超低渗透类产品增黏效果显著,抑制性差。针对目前封堵剂的局限性,本文研制了新型膜屏蔽剂。新型膜屏蔽剂拥有良好的抗温性能,并可以快速的在地层表面岩石形成渗透率极低的屏蔽膜。室内实验证明,新型膜屏蔽剂在120℃老化后仍具有较好性能;通过膨胀性实验、页岩回收率实验及岩芯浸泡实验证明了新型膜屏蔽剂具有很好的抑制性可以有效防止井壁坍塌;同时通过渗透率恢复实验和砂层漏失实验等实验证明了它能快速自适应封堵油气层,起到保护油气层的目的。通过文献的调研和新型膜屏蔽剂封堵微观可视化研究,本文归纳出新型膜屏蔽剂通过化学吸附、镶嵌封堵及架桥堵塞等协同作用下在井壁上形成屏蔽膜的过程,以及其稳定井壁与保护油气层的机理。通过单剂优选及配方优选研究,本文配制出了流变性、滤失性、抗污染能力及抑制性能较好的两套新型膜屏蔽钻井液配方。并对新型膜屏蔽剂在新疆多口井进行了现场试验,实验表明,新型膜屏蔽剂能有效稳定井壁、保护油气层且具有很强的封堵能力,取得了较好地勘探开发效益。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-8 第一章 前言 8-11 1.1 研究背景 8 1.2 研究的目的及意义 8-9 1.3 研究内容与研究方法 9-10 1.3.1 研究内容 9-10 1.3.2 研究方法 10 1.4 本文的创新点 10-11 第二章 国内外钻井液研究现状 11-18 2.1 稳定井壁和保护油气层技术研究现状 11-14 2.1.1 井壁坍塌的原因 11 2.1.2 稳定井壁的技术措施及新技术 11-12 2.1.3 损害油气层的原因 12-14 2.1.4 保护油气层的技术措施 14 2.2 现有的膜屏蔽类钻井液体系 14-18 第三章 新型膜屏蔽剂的研制 18-32 3.1 新型膜屏蔽剂的研制思路 18 3.2 新型膜屏蔽剂的合成理论基础 18-23 3.2.1 反相悬浮聚合法 18-19 3.2.2 反相悬浮聚合机理 19-20 3.2.3 分散介质的选择 20-21 3.2.4 分散剂的选择 21 3.2.5 引发剂的选择 21-22 3.2.5 交联剂的选择 22 3.2.6 反相悬浮聚合体系中分散液滴中的化学反应 22-23 3.3 新型膜屏蔽剂的合成 23-31 3.3.1 实验材料 23-24 3.3.2 实验仪器 24 3.3.3 合成实验步骤 24 3.3.4 正交实验分析 24-27 3.3.5 单因素实验分析 27-31 3.4 本章小结 31-32 第四章 新型膜屏蔽剂的性能评价及微观可视化研究 32-63 4.1 新型膜屏蔽剂性能评价 32-49 4.1.1 产品的外观形态及稳定性评价 32-33 4.1.2 新型膜屏蔽剂的常规性能评价 33-36 4.1.3 防塌性能评价 36-42 4.1.4 砂层封堵实验 42-44 4.1.5 保护油气层性能评价 44-49 4.2 新型膜屏蔽剂封堵微观可视化研究 49-59 4.2.1 实验材料及仪器 49 4.2.2 可视化物理模型 49-50 4.2.3 试验方法 50 4.2.4 膜屏蔽过程可视化试验 50-55 4.2.5 新型膜屏蔽剂对地层孔隙结构的影响研究 55-59 4.3 新型膜屏蔽剂机理分析 59-62 4.4 本章小结 62-63 第五章 新型膜屏蔽钻井液配方优化研究 63-72 5.1 处理剂优选 63-64 5.2 配方初步筛选 64-66 5.3 优选配方综合性能评价 66-70 5.3.1 抗污染实验 66-67 5.3.2 砂层堵漏实验 67-68 5.3.3 加重实验 68-69 5.3.4 抑制性评价 69 5.3.5 保护油气层性能评价 69-70 5.3.6 环保性能评价 70 5.4 本章小结 70-72 第六章 新型膜屏蔽剂现场应用 72-76 结论 76-77 参考文献 77-80 攻读硕士学位期间取得的学术成果 80-81 致谢 81
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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 钻井工程 > 洗井、固井、完井、油层损害与预防 > 钻井液的使用与处理
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