深部潜山储层钻井液高温增粘剂及作用机理研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 9次 | 上传用户:kfc1206
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目前深部储层钻井完井液的高温稳定性问题突出,无法满足深部潜山高温储层钻井工程及储层保护技术需要。本文以高温无膨润土、无固相储层保护钻井完井液中的抗高温聚合物增粘剂为关键技术突破点,在聚合物分子抗温、增粘机理分析基础上,研制出了新型抗温聚合物增粘剂及抗温达180℃以上的潜山高温储层水基钻井完井液体系。根据聚合物抗温增粘理论及分子结构优化设计,采用合成优化实验方法,研制出了新型抗温聚合物增粘剂(SDKP);借助红外光谱、核磁氢谱、紫外光谱、元素分析、凝胶渗透色谱等分析手段,测试表征了新型抗温聚合物增粘剂的分子结构及分子量。对比实验表明,新型增粘剂SDKP水溶液的增粘、抗温、抗盐性能均优于国外同类代表性产品(HE300),为构建潜山高温储层水基钻井完井液体系奠定了基础。研究揭示了新型聚合物增粘剂(SDKP)的作用机理。采用环境扫描电镜(ESEM)测试SDKP分子在盐水溶液中的微观结构形态,探讨了其增粘、抗盐机理;利用变温核磁共振氢谱、变温可见分光光度计和差示扫描量热仪,测试分析了增粘剂分子链疏水性,结合聚合物溶液高温流变性实验,揭示了SDKP溶液高温缔合增粘机理;基于高温老化后SDKP分子的红外光谱、核磁氢谱、元素分析等测试分析,探讨了新型聚合物增粘剂分子的抗温机理。针对冀东油田奥陶系深部潜山储层特点,基于潜山储层物性、敏感性及水锁损害分析,分析了奥陶系潜山储层损害机理,提出了储层保护钻井液技术对策;以新研制的抗温聚合物增粘剂(SDKP)为主剂,构建了适合深部潜山储层保护的一套高温无膨润土钻井完井液体系(抗温能力达180℃)、两套高温低膨润土钻井完井液体系(1%膨润土含量的DTX-1抗温能力达200℃、3%膨润土含量的DTX-2抗温能力达230℃),以上三套钻井完井液体系的储层保护性能良好,携岩、抗盐、抗劣土污染、抑制能力较强。成功地进行了新型抗温聚合物增粘剂(SDKP)的工业化中试生产,并在辽河兴古潜山MG-H117井分支水平井段进行了现场试验,取得了较好应用效果。
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