微泡钻井液耐温性影响因素的实验研究

论文摘要

微泡钻井液具有极高的低剪切粘度和特殊的封堵机制,近年来已成功应用于枯竭油气田钻井,将其引入地热资源的勘探开发能有效解决钻遇低压地层及裂隙发育地层的漏失问题,同时还能保护地热储层。目前关于微泡钻井液性能的研究主要集中于90℃以下,而提高微泡钻井液的耐温性是将其在中高温地热钻探领域中推广应用的前提。本文以十二烷基硫酸钠（SDS）作为发泡剂,黄原胶（XC）作为稳泡剂;研究90℃、110℃、130℃环境下膨润土对微泡钻井液流变性和滤失性的影响;优选配方后选用较典型的三种高聚物:羧甲基纤维素钠（CMC）、聚阴离子纤维素（PAC）及可溶性淀粉与黄原胶进行复配,研究该复配体系在高温环境下的性能,评价其协同作用并优选出最佳试剂,主要开展的工作和结论有:（1）适当加量的膨润土能改善微泡钻井液的流变性和滤失性;在各实验温度下,膨润土加量的增多能提高微泡钻井液的低剪切粘度,降低失水量;但高温环境下,膨润土加量过多会导致粘土发生高温分散作用,极大地影响其性能;（2）对加入高聚物的微泡钻井液进行粘度测试并利用Origin进行拟合,Herschel-Bulkely模型的拟合度最高,最符合所配微泡钻井液的流变性能;分析该流变模型下的流变参数可知,适当的升温有利于处理剂的增粘效果,可改善微泡钻井液的剪切稀释性和触变性,但继续升温会引起分子分解和聚合物降解,导致性能变差;高聚物在实验范围内能改善微泡钻井液的流变特性,增大微泡钻井液的低剪切粘度,且加量越多、老化温度越高,增粘效果越明显;三种高聚物对微泡钻井液流变性的改善效果由好到差依次是:CMC>PAC>可溶性淀粉;（3）高温会影响微泡钻井液的滤失特性,温度越高,失水量越大;对照组微泡钻井液在110℃和130℃条件下,其失水量分别是常温时的1.54和2.36倍;高聚物能减少微泡钻井液的失水量,在实验范围内,其失水量随着高聚物加量的增加而减少,且高温环境下高聚物的降滤失效果比常温下更明显;三种高聚物对微泡钻井液滤失性的改善效果由好到差依次是:CMC>PAC>可溶性淀粉。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 引言
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 研究现状及存在的问题
•     1.2.1 国内外微泡钻井液的研究现状
•     1.2.2 微泡钻井液应用到地热钻井的问题
•   1.3 研究内容
•   1.4 技术路线
• 第2章 实验材料、仪器及实验方法
•   2.1 实验材料
•   2.2 实验仪器
•   2.3 实验方法
•     2.3.1 实验配方
•     2.3.2 微泡钻井液制备
•     2.3.3 实验内容
• 第3章 不同温度下膨润土对微泡钻井液性能的影响
•   3.1 不同温度下膨润土对微泡钻井液流变性的影响
•     3.1.1 流变参数
•     3.1.2 低剪切粘度
•   3.2 不同温度下膨润土对微泡钻井液滤失性的影响
• 第4章 不同温度下高聚物对微泡钻井液性能的影响
•   4.1 不同温度下高聚物对微泡钻井液流变性的影响
•     4.1.1 流变模型
•     4.1.2 流变参数
•     4.1.3 低剪切粘度
•   4.2 不同温度下高聚物对微泡钻井液滤失性的影响
• 第5章 结论与建议
•   5.1 结论
•   5.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 曾理

导师: 郑秀华,叶宏宇

关键词: 地热钻井,微泡钻井液,钻井液性能,高聚物,膨润土

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 中国地质大学(北京)

基金: 国家自然科学基金项目:高温热储环境下微气泡钻井液特性及作用机理研究(No:41872184)

分类号: P314;P634

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.001094

总页数: 68

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