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基于疏水缔合聚合物的新型钻井液封堵剂针对常规封堵剂难以对非均质渗透性储层实现有效封堵的难题,基于疏水缔合聚合物的缔合理论,采用共溶剂聚合法,经分子结构优化设计,合成了新型的酰胺(AM)/十八烷基二化铵(C18DMAAC)/酸钠(AANa)疏水缔合共聚物(HMP),采用红外光谱、元素分析和凝胶色谱表征和测定了HMP的分子结构和分子量,并对其作为钻井液封堵剂的可行性进行了探讨。结果表明,新型疏水缔合聚合物HMP的重均分子量小于10万,对钻井液的流变性能影响小,当HMP分子中疏水单体C18DMAAC摩尔含量达到0.66%,且HMP在钻井液中的质量浓度达到0.6%后,其具有优良的封堵性能,在高温高压条件下可以实现对石英砂床和不同渗透率岩心的有效封堵,且形成的封堵层薄而致密;粒度分布测定结果表明,HMP将钻井液体系的粒度分布范围拓宽至几微米到几百微米,并能显著增大体系的平均粒径,这是其具有优良封堵性能的主要原因。

油溶性封堵剂在底水油藏压裂中的适应性研究本文依据底水油气藏开发过程中需要进行压裂以提高采收效率的现实需求,采用先期堵水以便于充分利用地层能量,并防止底水锥进通道形成的堵水理念,钻井液清洁器,选用容易携带和铺置,可以减少液相和沉积物对储层伤害的固体颗粒油溶性树脂作为选择性封堵剂,提出了油溶性封堵剂辅助控缝高压裂堵底水工艺的设想用于底水油气藏开发,以此为基础研究该工艺在底水油气藏开发过程中的适应性。油溶性封堵剂的室内静态实验表明,实验用油溶性封堵剂在不同携带液中无相互攒聚现象,分散性较好,钻井液配方,易于携带,可以通过合理的携带工艺使之沉降形成人工隔层;实验用油溶性封堵剂的油溶温度为70°C,驻马店钻井液,含蜡量越低,溶解时间越长,溶解度越高;油溶性封堵剂与地层水,酸液、碱液配伍性好,可以适应于多种地层条件和工艺。室内动态导流实验表明,油溶性封堵剂和隔离剂所形成复合人工隔层的导流能力受到油溶性封堵剂与隔离剂的质量配比,油藏温度,以及油藏的含油饱和度等方面的影响。

封堵近井壁微裂缝是避免硬脆性泥页岩地层井壁失稳的有效手段之一。在分析各类型水基钻井液防塌封堵剂的基础上,优化研制出一种新型热塑性聚酯类封堵剂FDJ-EF;通过具有模拟微裂缝金属缝板的高温高压封堵仪,评价FDJ-EF的封堵效果,证明其在较宽的温度范围(80~140℃)内具有优异的封堵性能,且其封堵能力强于目前常用的防塌封堵剂(聚乙二醇、乳化石蜡、乳化沥青);通过荧光光度计分析,FDJ-EF无荧光显示;通过封堵特征微观观察及粒度分布测量等实验手段,探讨了FDJ-EF的封堵机理。结果表明,其封堵机理主要为:在软化温度范围内,FDJ-EF封堵粒子在压差作用下软化变形,与其他固相颗粒一同挤入微裂缝内,在短时间内形成致密的封堵层,一方面阻碍了压力和滤液传递,一方面增强了黏土矿物的胶结强度。

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