隔离膜水基钻井液体系研究

【摘要】：隔离膜水基钻井液技术是油气井工作液的一项新型技术。本论文从稳定井壁和保护油气层出发，依据井眼与地层系统传质、传能的基本原理，运用稳定井壁的化学、物理固壁的新观念、新思路，使钻井液能在井壁上生成分子膜(隔离膜)，在井壁的外围形成保护层，阻止钻井液及滤液进入地层，有效地防止地层水化、膨胀，封堵地层层理裂隙，阻止地层内粘土颗粒的运移，防止井壁坍塌，保护油气层。 合成了隔离膜水基钻井液用两种隔离膜降滤失剂：CMJ-1和CMJ-2。采用红外光谱分析法确定了CMJ-1、CMJ-2结构，同时测定了它们的基本理化性能。分析评价了CMJ-1和CMJ-2在水基钻井液中的作用效能。同时还合成了与之相配伍的辅助降滤失剂CFJ-1和强包被絮凝剂JH-1，优化出了降粘效果较优的降粘剂JN-1。并对它们的作用效能和配伍性进行了评价和研究。 通过对处理剂的合成、性能评价及优选、优配研究，确立了隔离膜水基钻井液体系的主要成分为：CMJ-1、CMJ-2。建立了隔离膜水基钻井液基本配方及其体系：4％钠膨润土浆+0.6％CFJ-1+0.4％JH-1+1.0％CMJ-1+0.1％JN-1+NaOH适量(CMJ-1隔离膜水基钻井液体系)；4％钠膨润土浆+0.6％CFJ-1+0.4％JH-1+2.0％CMJ-2+0.1％JN-1+NaOH适量(CMJ-2隔离膜水基钻井液体系)，并对该两种体系的全套性能进行了综合评价。研究结果表明，隔离膜水基钻井液体系具有：1)良好的流变性和失水造壁性；2)抑制性强：3)润滑性好、极压膜强度高；4)抗污染能力强；5)封堵能力强；6)对储层具有良好保护作用；7) 体系加重后(1.25g／cm~3、1.50g／cm~3)仍具有以上优良性能。通过生物毒性和荧光强度测定分析，发现组成隔离膜水基钻井液体系的主处理剂—CMJ-1、CMJ-2及其体系均无毒、无荧光，完全满足地质录井和测井要求。同时还研究了膜结构泥饼解除的基本原理和方法，这为释放油气层和提高油气产能指明了方向。 最后对膜结构泥饼解除和隔离膜水基钻井液体系的作用机理进行了初步探讨。