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1、各位领导专家你们好,“双保型”钻井液体系 在塔里木盆地轮古地区的应用,塔里木中原钻井公司泥浆分公司,汇报内容,一、常规钻井液在环保及成本方面存在的问题 二、国内外改性天然高分子类产品应用于钻井液情况 三、“双保型”天然高分子基钻井液处理剂 四、“双保型”改性天然高分子基钻井液性能评价 五、“双保型”改性天然高分子基钻井液环保性能 六、“双保型”改性天然高分子基钻井液保护油气层评价 七、现场应用 八、结论,前言,随着HSE在国家工业生产中的深入推行,全民环保意识的加强,也由于地方政府对塔里木油田环保要求更加严格,检查更加频繁,同时伴随着钻井液技术水平的发展与提高,在塔里木油田使用环保型钻井液是必
2、要的,也是可行的。自去年下半年以来,塔里木轮古地区已全面推广使用“双保”型钻井液体系,钻井达二十余口,取得了巨大的成功。同时在塔中、哈德、东河塘及其它地区也在逐步推行。 “双保型”钻井液即为保护环境、保护油气层钻井液,这种新型钻井液将成为今后一段时间钻井液技术的发展方向,将得到越来越广泛的应用。,一、常规钻井液在环保及成本方面存在的问题,钻井工程使用的常规钻井液主要为聚合物钻井液和聚磺钻井液,其中的处理剂以聚合物大分子包被剂(如POLYPLUS、FA367、PAC141、PHPA等)、聚合物中小分子降滤失剂(如NPAN、JT888等)及沥青类防塌剂(如Soltex、FT-1、SAS等)、磺化类
3、降滤失剂(如SMP、SPNH、SMC、Resinex等)及矿物油基润滑剂(如RH-3)组成,这类钻井液在环保及成本方面皆存在不足之处: 环保方面:常规钻井液处理剂对环境有不利影响,聚合物处理剂中的残余单体(如丙烯酰胺AM、丙烯睛AN、丙烯酸AA等)是有毒物质,沥青类处理剂中含有较多的稠环芳烃也是有毒物质,酚醛树脂类物质中残余的,未反应的酚、醛类物质也是有毒物质,这些有毒物质进入环境会造成污染。 成本方面:聚合物类处理剂由于其单体价格昂贵,产品价格较高,造成钻井液费用偏高。 为克服以上两大缺点,采用“双保型”改性天然高分子基钻井液体系既可用于探井,又可用于开发井。,二、国内外改性天然高分子类产品
4、应用于钻井液情况,国外钻井液使用的改性天然高分子类产品用量非常大,美国年用量数万吨,如改性胍胶、改性植物胶、改性魔芋胶、改性田青粉、改性淀粉等产品皆是大量使用的改性天然高分子类钻井液处理剂。 国内使用改性天然高分子类钻井液处理剂还没有形成太大规模。 国内还没有使用改性天然高分子包被剂的先例。,三、“双保型”天然高分子基钻井液处理剂,“双保型”改性天然高分子基钻井液仅由三种基本处理剂组成; 1、钻井液用天然高分子包被剂IND30 2、钻井液用天然高分子降滤失剂NAT20 3、钻井液用无荧光白沥青NFA25,(一)天然高分子包被剂IND30,通过天然植物胶分子自身间的加长反应,使植物胶分子链加长数
5、位,提高其包被能力,并使有抑制性的基团接枝到加长后的植物胶分子链止,提高其抑制能力。使其具有包被抑制性,其在钻井液中既能起到抑制钻屑分散及粘土膨胀,又能起到抑制井壁膨胀的作用。 IND30技术质量指标如下: 外观:自由流动粉末或颗粒; IND30在蒸馏水溶液中的表观粘度30mPas; IND30在20%盐水溶液中的表观粘度10mPas; IND30在20%盐水溶液加50%试验用钠土后的表观粘度30mPas; 0.8%IND30水溶液的EC50100,000mg/L(达到建议排放标准)。,(二)天然高分子降滤失剂NAT20,先将天然物胶化、接枝水溶化,再将上述产物进行特殊化学处理,使其抗温、不发
6、酵。该产品降滤失性能良好。 3、NAT20的技术质量指标为: 外观:自由流动粉末或颗粒; 在4%盐水钻井液中NAT20加量0.9%时的滤失量10ml/30min; 在饱和盐水钻井液中NAT20加量为1.2%时的滤失量10ml/30min。 注:以上两种钻井液基浆滤失量分别为(80+10)ml/30min, (100+10)ml/30min。 1%NAT20水溶液的EC50100,000mg/l(达到建议排放标准)。,(三)无荧光白沥青NFA-25,钻井液用无荧光白沥青NFA-25是采取油溶性物质水溶化的方式合成的,其部分溶于水、部分溶于油,且具有一定的乳化性能、润滑性能、封堵能力及抑制性。按该
7、方式合成的NFA-25,其性能指标相当于磺化沥青,但无荧光,并且,油溶物含量高于磺化沥青,其改善泥饼及封堵能力更强。 无荧光白沥青NFA-25质量指标如下: 外观 白色或黄色颗粒或粉末 PH值 7-10 水溶物含量 40% 油溶物含量 40% 高温高压滤失量 25ml/30min 荧光 4 3%NFA-25水溶液的EC50 30000mg/L(达到建议排放标准),四、“双保型”改性天然高分子基钻井液性能评价,“双保型”改性天然高分子基钻井液的基本配方为: 普通天然高分子基钻井液: 水 + 4%坂土 + 0.3%IND30 0.7%NAT20 + 2%NFA-25 强抑制性天然高分子基钻井液:
8、水 + 4%坂土 + 0.3%IND30 + 0.71.2%NAT20 + 2%NFA-25 + 0.5%NW-1,(一)“双保型”改性天然高分子基钻井液的基本性能,1、普通天然高分子基钻井液 浆一: 4%坂土浆 + 0.3%Na2CO3 + 0.2%IND30 + 0.7%NAT20 + 2%NFA-25 具体试验步骤如下: 取400ml,倒入高速搅拌杯中,加入16g夏子街土、1.2g无水Na2CO3高速搅拌20min,加入0.8gIND30、2.8gNAT20、8gNFA-25,高速搅拌20min,测定钻井液性能如下表。,2、强抑制性天然高分子基钻井液,浆二: 4%坂土浆 + 0.3%Na
9、CO3 + 0.2%IND30 + 1.0%NAT20 + 2%NFA-25+ 0.5%NW-1,(二)“双保型”改性天然高分子基钻井液的抗温性能,我们测定了该体系在120和140条件下的抗温性能。 1、普通天然高分子基钻井液120热滚后性能 四(一)中浆一120热滚16小时后性能:,2、强抑制性天然高分子基钻井液120热滚后性能 四(一)中浆二120热滚16小时后性能:,2、强抑制性天然高分子基钻井液120热滚后性能,四(一)中浆二120热滚16小时后性能:,3、普通天然高分子基钻井液140热滚后性能,浆三: 4%坂土浆 + 0.3%Na2CO3 + 0.2%IND30 + 2.0%NAT2
10、0 + 2%NFA-25 浆三140热滚16小时后性能:,4、强抑制性天然高分子基钻井液140热滚后性能,浆四: 4%坂土浆 + 0.3%Na2CO3 + 0.3%IND30 + 2.0%NAT20 + 2%NFA-25 + 0.5%NW-1 浆四140热滚16小时后性能: 由以上数据可见,“双保型”改性天然高分子基钻井液抗温性能良好,经过高温热滚后,流变性变好,滤失造壁性比热滚前无大变化,可满足钻井工程需要。,(三)“双保型”改性天然高分子基钻井液的抗污染性能,1、抗盐、膏污染性能 浆五: 4%坂土浆 + 0.5%Na2CO3 + 0.3%IND30 + 2.5%NAT20 + 3%NFA-
11、25+ 0.5%NW-1 + 35%NaCl + 1%CaSO4 把浆五140热滚16小时后如下表:,2、抗坂土污染性能,四(二)中浆三、浆四各加入5%坂土,140热滚16小时后性能。 浆三 + 5%坂土,140热滚16小时性能: 浆四 + 5%坂土,140热滚16小时性能:,3、钻屑回收率,浆三、浆四各加入50g玛四井钻屑,140热滚16小时后回收率分别为91.3%或96.7%,可见该钻井液包被抑制能力很强。,五、“双保型”改性天然高分子基钻井液环保性能,1、生物毒性测试 使用DXY-2生物急性毒性测试仪、参照美国国家环保局确认的糠虾生物毒性分级标准,对NAT20、IND30、NFA-25主
12、处理剂及由它们配成的钻井液浆一、浆二进行毒性测试。测试结果如下: 2、生物降解性分析 “双保型”改性天然高分子基钻井液以改性天然高分子类处理剂为主,其处理剂容易生物降解,可以减少或避免对周围环境中生物的生物富集作用,有利于环境保护。,六、“双保型”改性天然高分子基钻井液保护油气层评价,1、易生物降解性有利于油气层保护 “双保型”改性天然高分子基钻井液以改性天然高分子类处理剂为主,其处理易剂生物降解,有利于保护油气层。 2、储层污染程度评价 用上述四个浆对储层的污染程度进行评价。实验条件:温度90、压差3.5MPa、围压5MPa、转速90转/分、污染时间125min、岩芯:玛四井。 四个浆的岩芯
13、渗透率恢复值分别为: 浆一:88.16%。浆二:93.2%。浆三:86.50%。浆四:91.61%。,七、现场应用,轮古地区位于新疆塔里木盆地塔里木河边缘,距塔里木河最近1.5公里,最远11公里。是塔里木油田公司原油生产的重点地区之一。,100-6井,井别:开发井 井型:直井 完钻井深:5475.09米 完钻层位:奥陶系 钻井周期:48天 井身结构:,钻井液配方与性能,(500m-4000m配方): 4%坂土 + (0.2-0.3)%Na2CO3 + (0.2-0.4)%IND30 + (0.5-1)%NAT20 + 1%PGCS-1 + 0.1%NW-1,(4000m-5435m配方): 4
14、%坂土 + (0.2-0.3)%Na2CO3 + (0.1-0.2)%IND30 + 1%NAT20 + 2%NFA-25 + 1%PGCS-1 + 0.1%NW-1,(二)、LG101-4,井别:开发井 井型:直井 完钻井深:5498.06米 完钻层位:奥陶系 钻井周期:36天 井身结构:,钻井液配方与性能,(800m4000m以下配方): 4%坂土+ (0.2-0.3)%Na2CO3 + (0.2-0.4)%IND30 + (0.5-1)%NAT20 + 1%PGCS-1 + 0.1%NW-1,(4000-5460m以下配方): 4%坂土 + 0.3%Na2CO3 + (0.10.2)%I
15、ND30 + 1%NAT20 + 2%NFA-25 + 1%PGCS-1 + 0.1%NW-1,(三)毒性监测分析,在LG100-6井的5325m和LG101-4井的5180m取样送交塔指实验中心进行环境监测评价,结果如下: 毒性监测分析,八、结论,1、“双保型”改性天然高分子基钻井液基本性能良好、抗温性能良好、抗污染(抗盐污染、钙污染、坂土污染)性能良好、抑制性强; 2、“双保型”改性天然高分子基钻井液有利于保护油气层; 3、“双保型”改性天然高分子基钻井液无毒,对环境无污染; 4、“双保型”改性天然高分子基钻井液成本与普通钻井液成本相当; 5、“双保型”改性天然高分子基钻井液配方简单、实用,维护方便。,汇报完毕,谢谢,