【摘要】：在鉆深井、超深井及地熱鉆井過程中,時常面臨復雜的地質(zhì)構(gòu)造和變化異常的地層溫度,如鉆探過程井下循環(huán)溫度高、井眼清潔困難、機械鉆速慢、地層漏失極為嚴重等復雜鉆井技術(shù)難題,對油氣勘探開發(fā)鉆井液性能提出了更高的要求。泡沫鉆井液具有低濾失、儲層傷害較低、體系穩(wěn)定和剪切性能好的優(yōu)點,這對于解決深層、超深層地區(qū)以及高溫地熱資源鉆井難題具有積極作用。然而,針對鉆井中面臨的較高地層溫度而言,泡沫鉆井的使用面臨著關鍵技術(shù)難題,即常規(guī)泡沫鉆井流體抗高溫性能不足,易致使泡沫鉆井液失效,不能滿足深層超深層高溫地層油氣鉆井的需要,嚴重限制了泡沫鉆井技術(shù)在深層高溫地層中的應用。本文以理論研究和實驗研究相結(jié)合,針對泡沫鉆井液抗高溫性能不足這一技術(shù)難題,開展了以下幾個方面的研究： 深入分析了泡沫流體特點及泡沫相關理論,通過對不同種類發(fā)泡劑的性能評價,篩選出抗溫、抗鹽性能較好的單一發(fā)泡劑AOS和BS-12,進而將單一發(fā)泡劑進行復配,優(yōu)選出泡沫性能優(yōu)越、抗污染能力和高溫穩(wěn)定性較強的復配發(fā)泡劑HGF,采用表面張力分析泡沫膜的自修復能力,考察高溫下泡沫的穩(wěn)定性能,并利用顯微觀測法對不同溫度下發(fā)泡劑的泡沫結(jié)構(gòu)進行微觀分析,著重考察其熱穩(wěn)定性能。 采用水溶液聚合法進行了四元共聚反應,合成出抗高溫穩(wěn)泡劑HDW,并通過正交試驗和單因素實驗優(yōu)化得出最佳制備工藝條件,采用紅外光譜分析驗證共聚物分子結(jié)構(gòu),分析譜圖中的特征吸收峰,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物分子鏈上含有參與反應的四種單體的各官能團,驗證了合成方案的可行性和合成產(chǎn)物理論推導所得分子結(jié)構(gòu)的正確性,并采用X射線衍射儀對高溫穩(wěn)泡劑進行了XRD分析,共同表征了所合成高溫穩(wěn)泡劑的分子結(jié)構(gòu)特征。 室內(nèi)對比評價不同穩(wěn)泡劑與合成穩(wěn)泡劑的穩(wěn)泡效果和抗溫性能,驗證合成穩(wěn)泡劑增穩(wěn)效果最為明顯,且具備良好的高溫穩(wěn)泡性能,對泡沫鉆井液體系進行了泡沫綜合性能評價,其較好的抗溫性能、抗污染能力和高溫熱穩(wěn)定性能,在230-C高溫下泡體積達500mL,半衰期達603s,基本滿足高溫地層泡沫鉆井施工的需要。
【圖文】：

一般由長鏈烴基構(gòu)成，以碳氫基團為主，按照一定規(guī)律排列成界面膜，起到穩(wěn)定泡沫的作用。泡沫的形成過程如圖2-1所示，在浮力的作用下，單層氣泡有向上的力，由于表面活性劑的吸附作用，，在氣液界面處形成雙層膜結(jié)構(gòu)，多個單層氣泡通過氣液界面膜而連接形成泡沫體。氣體 III 泡沫I I I I ‘ I ！ I 1 ‘ I I I ！ !_」"4了少-N i 1 f ！ Mil I I I I I I I* ? ，,.個,-

本文編號：2551694