高温高压钻井技术研究

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抗高温高密度钻井液技术

抗高温高密度钻井液技术

气腔的温度达到 2 0 0 — 2 4 5  ̄ C,气腔造成地层异常 高温的 同时也造成异常高压。这种 温度 和压 力的异 常给钻 井施工带来的 巨大 困难 ,施 工中钻遇 气腔 时钻 井液被 高温 气污染 ,粘度切力急剧 增加,严重时甚至丧 失流动性 ,导致 井下 出现复杂情况,井涌、井漏 、井塌、卡钻等 井下安全事故风 险 巨大,钻井时 效低 ,严重影响该 区块的井 网调整和开发 。如何研制一套抗 高温 高密度钻井液体 系迫在眉睫 。
1 . 一 开

开 表层 井段 ,地层较 软 、可钻 性好 ,钻速 快 ,井 眼大 ,环 空返 部地 层温 度会 达 到 2 0 0 ℃以上 ,地 层温 度 高 ,要求 钻 井 液的 抗温 能 力 速低,控制好流变性是施工关键,采用无机盐凝胶钻井液体系,使钻 T — l 2 调整钻井液流变性 为1 8 0 — 2 0 0 ℃ 。国 内 目前 抗 高 温 水 基钻 井液 的抗 温 能 力普 遍 认 为在 井液具有较高的粘切,保证携岩效率,使用 F 1 8 0 ℃以下 ,同 时传 统 的抗 高温 水基 钻 井液 处理 剂 难 以满 足 2 0 0℃以 能 及 失 水 造 壁 性 能 。 由 于 机 械 钻 速 高 ,保 证 固 控 设 备使 用 率 达 到 1 0 0 % , 清 除 无 用 固 相 。 钻 井 液 性 能 控 制 :粘 度 8 0 — 1 0 0 s , 密 度 上钻 井液 的需求 … 。 1 . 06 -1 . 0 8 g / c m 。 2 . 高密 度下钻 井液 的性能 控制 2 . 二开 S AG D技术 的应 用导 致 该地 区地 层压 力 系数 的升 高 ,为 平衡 局 部 二 开 定 向段 由于注 水 、注气 层及 污水 回注 层影 响 ,钻 井液 控制 重 高 压 ,该地 区 要使 用 高 密 度钻 井 液 ,最 高密 度 达 到 1 . 8 0 g / c m。 以上 , 高 密度钻 井液 在 高温高 压下 流变性 难 以控制 [ 2 - 3 】 。这是 因为 高密度 钻井 点 是钻井 液 的抗温 性能 及 钻井 液抗 污染 能力 ,另外 由于馆 陶组 地层 胶 液 中固相 含量 高 ,自由水 含 量少 1 ,体 系 的流 动性 差 ;在 高温 作 用下 结 差 ,承 压能 力 弱 ,提 密度 过程 中钻井 液 的防 漏能 力 也 是施 工 难 点 。 C钻井 液体 系 ,注重 钻井 液 的强 抑制 性 , 由于体 系 中粘土 分散 加剧 、处 理剂 效果 降低 ,钻 井液 的粘 度 和切 力更 采 用强封 堵 的抗温 、抗盐 MF 定 向后 加入 3 - 5 %液 体润 滑 剂 ,保证 钻 井液 具 有 良好 的润 滑性 能 ;大 是难 以控制 。 幅度提 密度 时 ,加入 2 %随钻 堵漏 剂 防漏 。控 制 膨润 土含 量 在 3 - 4 %, 3 . 高压 差下 的润滑 防卡 问题 该地 区本 身地层压 力系 数低 ( 0 . 8 左 右) ,但是 随着注 水注气 影 响 , 较 低 的膨润 土含 量有 助于 钻井 液各 种性 能 的调 整 ,加强 固相 控制 ,防 使 地 层压 力 出现 了很 大 的不 确定 性 ,局部 井段 地层压 力系数 往往 达 到 止 劣质 固相 特别 是泥 岩 的细分 散 ,导致 的 流变 性能 变差 。钻 井液 性 能 5 — 7 5 s ,密 度 1 . 1 O 一 1 . 5 0 g / c m ,失 水 5 - 6 m l ,固相 ‘ 1 . 8以上 ,并 且不 同的地层压 力处 于同一裸 眼井 段 ,二 开全井段 处 于高 控 制 :粘 度 6 8 %,磨阻 系数 < 0 . 1 。 压 差状态 下钻进 ,加大 了压差 卡钻 、井漏等 井下复 杂事故 发生 的几 率 。 1 4 . 高 密度下 的污水 污染 问题 五 、应用效 果

高温高压气井完井工艺介绍

高温高压气井完井工艺介绍

高温高压气井完井工艺介绍高温高压气井完井工艺介绍高温高压气井是指井身内部的温度和压力较高的气井,在完井过程中需要特殊注意。

本文将介绍高温高压气井完井工艺,包括工艺流程、材料选择、垂直井段完井和水平井段完井等内容。

一、工艺流程高温高压气井完井流程包括以下步骤:1、钻井和固井前期准备工作:井深确认、井眼直径确定、井眼清洗、井内管柱设计和材质选择、井口装备及固井液、球皮相关物料选择。

2、井下水平井段完井:包括套管下入加积清洗泥浆,水平近段放线聚合物物料、远段啮合工艺流程。

3、井下垂直井段完井:包括套管下入、喷砂、完成水泥浆固井、压裂等工序。

4、固井质量控制及完井流体性能监控:测试工具的应用,完井过程现场液体检测。

5、井筒待完井区域的加固:包括井壁处理和油管环保附着水平井段放线。

6、井口安全事项的安装:防喷器、管线及翻译装备的防爆和避风措施。

二、材料选择在高温高压气井完井过程中,材料的选择很重要。

以下是一些材料选择建议:1、钻井、完井管材料:要求正确选择材料,按设计完井压力要求设计,耐高温、耐腐蚀、耐磨损,避免选择劣质管材。

2、固井液:要求选择高温材料和加高压消泡剂剂量,同时要确保固井水泥浆使用合格、无松散泥层等。

3、完井液:高压液体选用密度大、黏度小的高压石油液体,也可以选择氮气气体。

4、水平井段放线材料:具有良好的抗拉力和耐高温性能的材料,例如高强度聚酰胺。

5、其他材料:防喷器、管线及其它翻译装备需要选择高温、高压耐受性好的材料。

三、垂直井段完井1、套管固定:要选择耐高温、耐腐蚀、强度高的材料。

在套管下入的时候需要注意尺寸,以保证套管能够顺利下入,避免套管因太大或太小而造成完井失败。

2、压裂:压裂技术能够有效提高井壁固定性,防止井壁塌陷。

要注意选择合适的压裂液和压裂参数,可以使用经过模拟和模拟试验的缝隙固结压裂液,同时要确保压裂参数在固井参数内,以确保压裂效果。

四、水平井段完井1、井内完井压力控制可使用压缩空气或压缩氮气来取代液体物料。

沙特高温高压钻井难点与技术应用研究

沙特高温高压钻井难点与技术应用研究
司在 海外 的重 点探 区之 一 。 沙特 区块 具有 高温 高压 、 漏失、 含硫 化 氢及 多套压 力体 系共 存 的 复 杂地
质情 况, 深入分析该 区块复杂地质情 况, 相应地制定合理 井身结构 、 选用配套钻井工艺技术 , 配套 固 井技 术 , 提 高该地 区钻 井 速度 与效 率 、 低 钻 井作 业成 本 , 提 高勘 探 开发 效 率 。沙特 区块 的勘 探 难 点与 技 术 应 用研 究对其 他 项 目有极 其 重要 的借 鉴 意 义。
高温 高压增 加井控 风 险 。在 下部 地层 钻井 过程 中 ,
将钻遇多个高压气层 , 井底温度超过 1 6 0  ̄ ( 2 , 井底压力超 过7 0 MP a U n — a y z a h 地层和 S a r a h 等高压地层 易发生气侵 、 井涌 , 对井
钻 井液 性 能 的维 护处 理 较 为 困难 , 若 维护 处 理不 当 , 易 造成 井 下复 杂 、 损害储 层 并增 大钻 井 液 的成 本 费用 。 高 温 高压 增 加井 下 工具 选 择难 度 。高 温高 压 对入 井 的井 下 工 具 仪 器 也 是 一项 严 峻考 验 , 特 别 是像 井下 马达 、 尾管 悬挂 器 、 MW D等这 类 专用 工具 仪 器 , 给钻 井
西部 探矿 工程
2 0 1 4 年第4 期
沙特 高温 高压钻 井难点 与技 术应 用研 究
王 学杰
伸 石化 集 团 国际石 油勘探 开发 有 限公 司, 北京 1 0 0 0 2 9 ) 摘 要 : 沙特 B 区块 是 中石 化 国际勘 探 公 司与 沙特 阿 美公 司合 作 的一 个 勘探 区块 , 也是 国 际勘探 公
度大 、 钻 井周 期 长 。已完 钻 井 的井 深 接 近 6 0 0 0 m, 井 眼

抗高温钻井液机理研究及性能评价

抗高温钻井液机理研究及性能评价

在 300℃以上。并且裂解色谱图对烃类天然气地质录
用后乳化效果的变化,与乳化剂抗高温解吸的能力有
井没有影响。见图 1 和图 2。
图1
UPFEMUL 高温裂解色谱图
图 1 和图 2 中出现色谱峰均在 7min 之后,而地质
录井天然气峰均在 2min 之内,因而不构成影响。另据
热裂解实验证实,在温度升至 300℃以后才出现裂解
提高两相之间界面膜强度。经研究,确定了适合抗高
种以上的合适的乳化剂复配。乳化剂要有合适的两亲
温油包水钻井液需要的两种乳化剂。我们把乳化剂
性,亲油基团的亲油能力要强于亲水基团的亲水能力,
UPFEMUL(HLB≈3)和 UPEMUL(HLB≈9.5)按一定
亲油基团的几何尺寸要大于亲水基团的几何尺寸,便
比例复合,混合后 HLB 值约在 4.5~5.5。形成的乳状
1301
均匀稳定
③Байду номын сангаас
230℃/24h 前
58/37
29/20
8/5
4.0/7.0
8.0/21
1409
均匀稳定

230℃/24h 前
76/48
37/25
8/7
4.5/9.0
10.0/28
1327
均匀稳定

①230℃/24h 后
23/12
9/6
2/1
0.5/1.0
0.5/11
890
未破乳

②230℃/24h 后
术,它是制约深井钻井技术的“瓶颈”。由于井越深,井底温度、压力越高,钻井技术的困难越多,尤其
是深井和超深井的高温高压条件下对钻井液提出更为苛刻的要求。探索了高温高压滤失量测试新

深水油气开发中的高温高压安全技术研究

深水油气开发中的高温高压安全技术研究

深水油气开发中的高温高压安全技术研究在现代人类社会,能源的稳定供应是社会高速发展的重要保障,而石油和天然气是目前主要的能源来源。

而深海油气田是尤为重要的一种新型石油资源。

由于深海油气田开发需要克服的技术难关较大,成本极高,而且带来的环境风险也更高。

其中,高温高压的安全问题是深水油气开发领域的重大问题,严重影响了油气工业的稳定发展和安全生产。

因此,研究深海高温高压安全技术成为了当今国际科研界的一项重要课题。

深海油气田的高温高压安全问题,主要是由于深海油气田的压力和温度比陆上油田更高。

一旦出现渗漏或区域性崩塌,将会造成更为严重的后果,甚至可能引发类似“石油灾难”那样的严重事故。

因此,深海油气田开发的安全技术至关重要。

为了保证深海油气田的安全开采,需要在探明油气储量的基础上,进行深入分析和研究,并制定防范措施,降低事故风险,并及时有效地处理和应对事故。

针对深海高温高压油气田的开发,国际上已经形成了一套较完整的安全技术体系,包括了以下几个方面:首先,海洋深水钻探技术的改进是实现深海油气开发的前提。

实现海底钻井作业对技术的要求相当高,船只和设备必须能够承受大风浪、高压和高温等极端环境。

这需要船舶具有足够的稳定性和抗风浪性能,设备也必须经过专门的研制和改进。

针对钻井平台上的风浪干扰,技术人员往往需要通过遮盖物和隔离器来减小风浪对钻井的干扰。

其次,深海油气田开采需要采用适合深海环境的管道输送和集气系统。

因为深海气田离岸比较远,海底管道是在海底或者海面距离岸边较近的悬浮管道上,长期处于海水中,其防腐蚀和稳定性要求非常高。

再者,设备和管道系统的监测技术也是深海油气田安全技术的重要环节之一。

对于高温高压油气田的设备、管道系统等关键设施的监测,一方面需要建立传感器密布的监测网,准确地监测传输流量、压力、温度等物理参数。

考虑到海底环境特殊,另一方面还需要开发海洋环境适用的计算机软件,以实现全程无人操作的远程监控。

最后,海洋环境下的事故应急技术也是十分重要的。

高温高压钻完井技术

高温高压钻完井技术

高温高压钻完井技术
随着石油勘探领域的不断发展,对于深水和极端环境下的油气资源的开发越来越受到关注。

其中,高温高压油气田的勘探和开发,成为了当前油气勘探领域的热点和难点。

高温高压油气田钻井技术是在高温高压工况下进行钻井作业的
一种技术。

由于高温高压条件下油气储藏物性的复杂性和钻井液物性的变化,使得钻井作业面临严峻的技术挑战。

为了解决高温高压油气田钻井技术面临的技术难题,石油工程领域研究人员不断创新,并提出了一系列的高温高压钻井技术,如超高压钻井技术、高温高压水基钻井液技术、高温高压泥浆钻井技术等。

其中,超高压钻井技术是一种在高压力和高温下进行的一种新型钻井技术,可使钻头和钻管在高温高压环境下保持稳定性,从而降低了钻井风险。

高温高压水基钻井液技术可以有效地控制高温高压条件下的井壁稳定性和钻井液的性能,提高钻井效率。

高温高压泥浆钻井技术则是通过控制泥浆的物性、化学成分等参数,保证钻井液在高温高压条件下的稳定性和性能。

总之,高温高压钻井技术对于高温高压油气田的勘探和开发具有重要意义。

未来,石油工程领域需要更多的创新和发展,为高温高压油气田钻井技术提供更加先进和可靠的支撑。

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高温地热井钻完井关键技术研究

高温地热井钻完井关键技术研究

高温地热井钻完井关键技术研究摘要:科技的进步,促进人们对能源需求的增多。

地热资源是一种清洁可再生能源,随着煤、石油等常规能源不断开发利用、环境污染等日益突出,节能减排和应对气候变化使得新能源和可再生能源的开发利用成为世界各国能源发展的重要战略。

高温地热资源一般埋藏较深(>1000m)、产层温度高、地层岩性坚硬、缝、洞发育,给高温地热井建井带来一系列复杂问题。

本文就高温地热井钻完井关键技术展开探讨。

关键词:高温;地热井;钻井;固井;钻头引言高温地热井钻井施工存在较高的作业风险,稍有不慎就可能导致钻井事故,引起惨重的设备损伤、环境污染、危害钻井工人的健康,甚至是生命安全。

钻井施工单位应始终做好健康、安全和环保等方面的工作,切实保护好工人的健康和人身安全、钻井设备和井身结构安全,以及保护钻井现场周围的生态环境免受破坏,认真做到安全钻井、绿色钻井。

1高温地热井钻完井技术难点(1)钻具易磨损。

高温地热井由于地层、特殊钻井液等原因,钻具易磨损。

地热井内的环境常常具有强腐蚀性。

在钻进变质岩和火成岩时,会有某些非凝聚性气体存在,如:一氧化碳、二氧化碳以及硫化氢等。

这些气体对钢的影响作用是:变脆、形成微裂痕等等,加剧钻具磨损,严重情况会导致断钻具。

(2)钻头寿命短。

大多数情况下,高温地热井要钻遇变质岩、火成岩地层。

地层岩石硬、地层研磨性强、钻井难度大,地层温度高容易导致常规牙轮钻头牙齿磨损速度快、掉齿严重、轴承系统早期失效,缩短钻头寿命,常规钻头已经不能适应高温地热井钻井技术的需要。

(3)漏失层位固井质量差。

高温地热井固井要求每层套管的水泥封固必须长期可靠。

地层温度高、漏失严重增加了固井难度,挤毁套管,这种情况如果出现在靠近地面的表套与技套之间,其后果更严重。

(4)安全钻井难。

高温地热井钻井过程中,从地表可能就有高温蒸汽出现,温度高达150℃以上;随着井深的增加,产层最高温度高达350℃以上,安全钻井难。

2高温地热井钻完井关键技术研究2.1高温岩体地热钻井技术高温岩体的施工对象主要是花岗岩,在提取花岗岩自身热能量前需要对花岗岩实施钻孔并通过水力作用进行压裂以形成垂直裂缝,然而对于高温高压环境下的井孔围岩,其岩体强度显著降低,流变性加剧,钻孔施工中缩颈、变形失稳、井壁坍塌等现象非常严重,致使钻井费用巨幅增加,更导致工程计划难以实现,为解决这些问题,需要对深部钻井施工及热一流一固多场耦合作用下的井孔围岩系统稳定性技术进行深入细致的研究。

浅谈深井超高温钻井液技术

浅谈深井超高温钻井液技术

浅谈深井超高温钻井液技术按照国际通用概念,井深超过4500m(15000ft)的井称为深井,井深超过6000m(20000ft)的井为超深井,超过9000m(30000ft)的井为特深井。

深井和超深井的钻井液技术一直被认为是钻井技术水平好坏的重要标志。

井底高温是限制钻探深度的决定性因素之一。

井下高温所带来的直接问题之一是钻井液的稳定性受到严峻挑战,当温度低于250℃时,现有的抗高温处理剂可以直接用于水基钻井液中,温度达到300℃时,可以使用热稳定性更高的油基钻井液,而当温度高于350℃时,保持钻井液的热稳定性将变得非常困难。

而且世界各地几乎都存在深度仅为几百或几千米而地温高达几百摄氏度的高温地带,例如我国著名的羊八井、日本的葛根田地热区、美国的Cinitations地区所钻的深度小于4000m的地热井,井下温度均超过了350℃。

1深水超高温钻井液技术难点钻超深井使用的钻井液必须具有的特点是:高温稳定性,良好的润滑性和剪切稀释特性,固相含量低,高压失水量低,抗各种可溶性盐类和酸性气体的污染,有利于处理、配置、维护和减轻地层污染。

温度对水基钻井液的影响非常大,超过150℃时大多数聚合物处理剂易分解或降解,或出现高温交联现象,引起增稠、胶凝、固化成型或减稠等流变性恶化,造成钻井液体系不稳定。

对于深井超高温钻井液体系主要存在以下技术难点:钻井液用处理剂高温高压失效问题;钻井液高温流变性的控制问题;高温滤失造壁性的控制问题;抗高温钻井液的护胶问题;高温高压条件下,深井、超深井段易破碎地层的防漏堵漏工艺和材料选择问题;超深井的高压将使钻井液高温流变性的控制更加困难,除了更易于增稠外,还存在加重剂的悬浮、沉降稳定性问题;高温高压条件下钻井液的润滑性问题;高密度的钻井液的维护问题。

2国外深井钻井液技术发展现状国外深井超高温钻井液技术研究起步较早,且研究系统、全面,如测试仪器的研制和评价方法的建立、井壁稳定机理的模拟研究、抗高温钻井液材料的选择和研制、钻井液高温高压流变特性研究等,并形成了几种深井超高温钻井液体系:2.1石灰基钻井液体系美国阿莫科公司针对深井研制了石灰基钻井液体系,解决了常规的石灰基钻井液(尤其是高密度钻井液)在高温高压下易发生胶凝,甚至固化的问题,并成功应用于井深5289m、井底温度达170℃、密度高达2.22g/cm3的深井。

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高温高压钻井技术研究
发表时间:2017-07-20T11:51:32.830Z 来源:《基层建设》2017年第9期作者:金振华
[导读] 摘要:高温岩体地热开发中首先需要解决的问题是深钻施工。

根据中国高温岩体地热资源赋存的地质特征云南地质工程勘查设计研究所云南昆明 650200
摘要:高温岩体地热开发中首先需要解决的问题是深钻施工。

根据中国高温岩体地热资源赋存的地质特征,提出高温岩体地热钻井施工中两大关键技术问题:1.钻井围岩稳定性控制技术;2.高温高压钻井液技术。

由此提出解决高温岩体地热深钻施工的钻井技术要求。

高温高压下深钻施工关键技术的研究,对于人类探索地球、开发地球深部的能源与资源具有重要的科学与工程意义。

关键词:高温岩体地热;高温高压;钻井围岩;钻井液
1 高温岩体地热开采中钻井围岩的稳定性控制技术
1.1高温岩体地热开采中钻井围岩失稳主要因素
高温岩体地热深钻施工过程中或投入使用后,其井壁围岩的稳定性受到多种因素的影响,钻井围岩的稳定性受到温度、渗透压力及原岩应力等多种因素的影响。

因此,从传热学、渗流力学、热弹性力学、流变力学以及高温高压岩体力学出发,进而研究注水井、生产井及其两者之间岩体位移场的变化规律,为高温岩体钻井围岩在施工过程中及投入使用后井壁围岩的稳定性提供理论支持,找到合适的围岩加固技术,提高钻井围岩的稳定性。

(1)钻井施工过程中钻进阶段及裸井阶段
井壁围岩失稳现象大部分发生在钻井施工钻进过程及裸井阶段。

井孔的失稳造成的损失最为严重,主要有 2 个方面的原因:
①高温遇钻井液后井壁围岩力学特性的变化
花岗岩在遇到钻井液或泥浆后,由于温度迅速降低,井壁围岩发生物理化学变化,力学特性发生变化。

由于高温状态下花岗岩遇水产生热冲击作用,岩体内产生热破裂现象,力学性能劣化,弹性模量、抗压强度、抗拉强度随温度的升高而成减小的趋势。

②钻进过程中井壁围岩的热破裂现象
在钻井施工过程中,由于水、温度及应力的共同作用,尤其是水的作用,钻井围岩产生热破裂现象,使钻井围岩发生失稳。

因此,高温岩体地热开发深钻施工中,由于钻井液及钻井泥浆的使用,在钻进过程中井壁围岩极易产生热破裂,从孔壁掉落下来,造成卡钻,甚至造成钻井围岩失稳。

(2)钻井建成投入使用阶段
高温岩体地热井建成投入使用后,在温度场–渗流场–应力场耦合作用下,井壁围岩系统随时间发生流变变形,井孔直径逐渐缩小,挤压套管,很容易将套管挤毁或形成“缩颈”现象,这是钻井建成投入使用后井壁围岩失稳的主要因素。

1.2高温高压下钻井围岩流变特性
高温岩体地热开采中钻井的变形破坏规律和稳定性准则:
(1)高温相同埋深静水应力下,花岗岩中钻井围岩的蠕变特性存在温度阈值为400℃~500℃。

(2)高温相同温度静水应力下,钻井围岩蠕变存在应力阈值为4000~5000m埋深,即加载应力100~125MPa。

(3)钻井围岩在高温静水应力下,花岗岩体最终发生破坏的应力条件为5000~6000m埋深,静水应力(125~150 MPa),温度条件为500℃~600℃,其破坏形式为压裂破坏、压剪破坏或两者相结合。

1.3高温高压下钻井围岩变形破坏规律与失稳临界条件
高温高压下钻井围岩变形破坏规律与失稳临界条件
(1)4000m埋深及400℃温度范围内钻井围岩的变形规律
4000m埋深静水应力400℃温度范围内,随着时间的延长,花岗岩中钻井孔径逐渐缩小,钻井处于收缩状态。

对于直径为40mm的钻井,孔壁最大位移量为1.88mm,即最大蠕变应变为1.88%。

(2)4000~5000m 埋深,400℃~500℃时钻井围岩的变形规律
4000~5000m埋深静水应力,400℃~500℃时,随着时间的推移,钻井围岩在距孔壁较远的部位表现为黏弹性变形,距孔壁较近的部位发生塑性变形,同时在蠕变压力的影响下,孔径有扩大的趋势。

当达到5000m埋深静水应力,500℃时,钻井直径由40mm缩减为
30mm,钻井孔壁最大蠕变变形量达到5mm,即最大蠕变应变为5%。

(3)高温高压下钻井围岩变形破坏失稳临界条件
通过对6000m埋深静水应力以内,600℃以内花岗岩中钻井变形规律及钻井破坏的研究可知:高温高压下花岗岩中钻井围岩变形破坏失稳临界条件为4000~5000 m埋深静水应力,400℃~500℃。

2 高温高压钻井液技术
2.1高温岩体地热钻井高温处理剂
(1)抗高温降黏剂
磺甲基单宁(SMT),简称磺化单宁,适于在各种水基钻井液中作降黏剂,在盐水和饱和盐水钻井液中仍能保持一定的降黏能力,抗钙可达1000mg/L,抗温可达180℃~200℃。

其添加量一般在1%以下,使用的pH值范围为9~11。

磺甲基栲胶(SMK),简称磺化栲胶,抗温可达180℃。

其降黏性能与SMT相似,可任选一种使用。

磺化苯乙烯马来酸酐共聚物(SSMA)是一种抗温可达230℃的稀释剂。

该产品在美国某些行业领域应用比较广泛,国内也有应用,但成本较高。

(2)抗高温降滤失剂
磺甲基褐煤(SMC),简称磺化褐煤,既是抗高温降黏剂,同时又是抗高温降滤失剂,具有一定的抗盐、抗钙能力,抗温可达200℃~220℃,一般用量为3%~5%。

磺甲苯酚醛树脂,简称磺化酚醛树脂,分1型(SMP–1)和2型(SMP–2)产品。

在200℃~220℃,甚至更高温度下,不会发生明显降解,并且抗盐析能力强。

国内常用的抗高温降滤失剂还有磺化木质素磺甲基酚醛树脂(SLSP)、水解聚丙烯腈(HPAN)、酚醛树脂与腐殖酸的缩合物(SPNH)以及丙烯酸与丙烯酰胺共聚物(PAC系列)等。

(3)常用抗高温钻井液体系
磺化钻井液和聚磺钻井液是最典型的高温钻井液体系,磺化钻井液是以SMC,SMP–1,SMT和SMK等处理剂中的一种或多种为基础配制而成的钻井液,其主要特点是热稳定性好,在高温高压下可保持良好的流变性和较低的滤失量,抗盐能力较强,泥饼致密且可压缩性好,并具有良好的防塌、防卡性能。

聚磺钻井液是将聚合物钻井液和磺化钻井液结合在一起而形成的一类抗高温钻井液体系。

聚合物钻井液在提高钻速、抑制地层造浆和提高井壁稳定性等方面确有十分突出的优点,聚磺钻井液既保留了聚合物钻井液的优点,又对其在高温高压下的泥饼质量和流变性进行了改进,从而有利于深井钻速的提高和井壁的稳定。

该类钻井液的抗温能力可达200℃~250℃,抗盐可至饱和。

2.2高温钻井液配方的试验研究
通过试验研究表明:磺化酚醛树脂SMP–2和高温抗盐降失水剂SPC的配合使用下,添加3%~5%的黏土稳定剂YL和2%~4%的磺化沥青FT–1,盐水钻井液具有较好的高温稳定性,滤失量控制在18mL以内,达到了高温地热钻井的要求。

2.3钻井液的性能对井壁围岩稳定性的影响
(1)钻井液引起的温度扰动对井壁围岩稳定的影响钻井液从井口到井底的过程中,虽然被逐渐加热,但其温度始终低于目的层的温度。

在实际地层条件下,钻井过程中井壁地层受到钻井液的冷却作用,由于井壁岩石各种矿物热胀冷缩性质不一致,拉伸热应力还会导致井壁产生微裂纹。

所以,冷却产生的拉伸热应力一方面使井壁周向应力和轴向应力降低,另一方面产生微裂纹,从而导致破裂压力降低。

(2)钻井液对井壁围岩稳定性影响的应对措施在配置钻井液的同时要精确计算钻井液的密度,有效平衡地应力与热应力。

高温滤失量必须控制在一定范围内,减小液体向井壁岩石的渗透,保证井壁的稳定性。

3结论
根据我国高温岩体地热资源赋存的地质特征,在试验研究、理论分析的基础上,通过研究高温岩体地热开采深钻施工的关键技术问题,得到以下主要结论:
(1)根据我国高温岩体地热资源赋存的地质特征,提出了高温岩体地热钻井施工中三大关键技术问题:钻井围岩稳定性控制技术、高温高压破岩技术、高温高压钻井液技术。

(2)提出了高温岩体地热开采中钻井围岩稳定性控制技术。

(3)从高温对钻井液的影响、地热钻井对高温处理剂的一般要求、钻井液的性能对井壁围岩稳定的影响及应对措施,提出了解决高温岩体地热深钻施工的钻井液的技术配方。

(4)高温高压下深钻施工技术的解决,对于人类探索地球、开发地球深部的能源与资源具有重要的科学与工程意义。

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