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您当前位置:创联食用胶网 » 市场分析 » 黄原胶在钻井液中的应用现状及发展

  • 黄原胶在钻井液中的应用现状及发展
  • 来源:爱学术        2020-03-13         4446
【摘要】

黄原胶在钻井方面有更广阔的应用空间。低浓度的黄原胶水溶液就可提高钻井液体系的黏度并使钻井液具有良好的悬浮性能,大大改善了在石油开采过程中面临的冲击及破碎等动作力度难以控制等问题。但黄原胶在钻井方面应用也有局限,由于黄原胶浓度与增黏性关系密切,在复杂地层中如何保证黄原胶钻井液的有效作用需要进一步研究。

黄原胶胶体具有良好的增黏性和疏水性,低浓度的黄原胶水溶液就可提高钻井液体系的黏度并使钻井液具有良好的悬浮性能,大大改善了在石油开采过程中面临的冲击及破碎等动作力度难以控制等问题。

黄原胶的增黏性在钻井液方面的应用

黄原胶分子中含有-OH、-COO等强极性基团,且分子中带电荷的侧链绕主链反向缠绕,在有序状态时,主链与侧链通过氢键、静电力以及空间位阻效应等作用形成双螺旋结构,同时,双螺旋结构与共价键结合,形成规整的网状结构,故黄原胶主链可避免酸、碱和温度等外界因素的破坏,保持良好的抗酸、碱和高温稳定性。这种网状结构也使黄原胶分子具有很强的刚性,在水溶液中分子链非常舒展,故黄原胶水溶液具有良好的增黏性。

国内外很多学者针对黄原胶的增黏性在钻井液方面的应用进行了实验研究。Moreira等以质量分数0.2%的黄原胶水溶液为研究对象,考察了影响流体凝胶特性和成胶过程的因素,结果表明,此浓度的黄原胶溶液具有快速和非渐进的凝胶特性,使其具有较好的稳定性和携岩性,降低对储层的损害。

黄原胶在钻井液中的应用现状及发展

Huadi等探索了采用新型聚胺的NaCl溶液为基液,结合黄原胶和聚阴离子纤维素大幅降低钻井液的滤失量,减小对井壁的稳定性的影响以及对油气层造成损害。该钻井液体系已成功替代传统的KCl聚合物钻井液体系在东加里曼丹和印度尼西亚海上作业中使用,效果显著。杨振杰等开发了一种油基液态型黄原胶聚合物钻井液,当黄原胶加量为质量分数0.8%时,钻井液的塑性黏度、表观黏度、动切应力的增幅分别为18.75%、71.43%、234.62%,并且在120C高温滚动后,钻井液API滤失量下降28.57%,说明该黄原胶胶体的增黏特性在高温下能增强,进而形成更致密的滤饼,很好地稳定井壁,稳定地层同时防止漏失,从而能够保护油气层。

黄原胶的疏水性在钻井液方面的应用

黄原胶在钻井液中表现出的良好的疏水性得到了颇多国内外学者的关注。Hossein等提出一种以黄原胶生物聚合物、淀粉和生物表面活性剂为主要组分的新型环保钻井液,实验数据表明,该钻井液表现出的流变性强烈依赖于黄原胶和淀粉的存在。该实验研究方向较为单一,但对于以黄原胶聚合物状态应用于环保型钻井液的实验研究提供了一个思路。

Mahiraj等也认为黄原胶、聚阴离子纤维素和不同浓度的甲氧基羧基等几种Herschel-Bulkley型流体聚合物的添加能提升钻井液的剪切速率与稳定性,减小卡钻带来的经济损失及危险性。该实验的研究角度具有很强的针对性,具有很好的参考价值,但对于地层微生物的分解作用也有可能使得黄原胶发生生物降解等方面分析都不全面,可以进一步研究。

霍宝玉等选取生物聚合物黄原胶(DHV)为流型调节剂,聚阴离子纤维素(PAC-LV)和改性淀粉(JHF)为降滤失剂,无机盐和聚合醇为稳定剂制取了一种海洋深水水基钻井液。实验结果表明,当加入1.0g/LNaOH+(4.0-5.0g/L)DHV+(1.0-3.0g/L)PAC-LV+(20.0-30.0g/L)JHF+(50.0-70.0g/L)KCL+10.0g/L聚合醇时,回收率最高为95.37%,提高利用率,减小对储层伤害。常珑严采用3%膨润土浆+0.3%CMC+0.1%K-PAM+0.1%JT-888+0.2%铵盐制备出聚合物钻井液,表征结果显示,随着体系液体黄原胶量的增加,液体黄原胶调节了体系疏水性和流变性,表观黏度、塑性黏度和动切力均增大。

黄原胶在钻井液方面的发展状况

目前看来,在国内黄原胶钻井液已在辽河石油勘探局、渤海油田、胜利油田、塔里木油田,中国石油长城公司有成功应用的例子,辽河油田勘探局钻井二公司在辽河油田成功使用黄原胶生物聚合物钻井液钻成4口水平井。中国石油长城公司用黄原胶生物聚合物钻井液在水平井段进尺305m/d。因此,黄原胶在钻井方面会有更广阔的应用空间。但黄原胶在钻井方面应用也有局限,由于黄原胶浓度与增黏性关系密切,在复杂地层中如何保证黄原胶钻井液的有效作用需要进一步研究。

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参考文献

王健,冯超,马强等.无机颗粒堵剂悬浮性及悬浮机理研究[J].精细石油化工,2016,33(1):55-58

杨振杰,吴志强,张鹏飞等.油基液态型黄原胶对钻井液性能影响规律的研究[J].油田化学,2010,27(1):1-3

王海洲,王勇,杨琦等.延长油田保护储层射孔液的研究与应用[J].油气地质与采收率,2014,21(2):106-110

霍宝玉,闫志怡,张晓崴等.海洋深水水基钻井液低温流变实验和配方优选[J].东北石油大学学报,2013,37(6):94-100


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