毕业设计（论文）-冲砂液用聚合物的选择.doc

目 录 第1章 概述 1 1.1 本论文研究的目的及意义 1 1.2 国内外冲砂液研究的现状 1 1.3 本论文研究的内容 2 第2章 冲砂液的分类和体系选择 3 2.1 冲砂液的分类 3 2.2 冲砂液体系的选择 4 第3章 聚合物的简介 8 3.1 HPAM的简介 8 3.2 HPAM的作用机理 9 3.3 瓜胶的简介 12 第4章 实验结果分析 13 4.1 实验过程 13 4.2 不同聚合物对冲砂液性能影响的分析 16 第5章 聚合物流变模式的选择 26 5.1 聚合物常用流变模式及其常规计算方法 26 5.2 几种常用的优选方法 28 5.3 瓜胶流变模式的优选 30 结 论 31 参考文献 32 致 谢 33 第1章 概述 1.1 本论文研究的目的及意义 随着水平井及特殊工艺井油气钻探越来越多，对冲砂液技术提出了更高的要求。“安全、健康、高效”的冲砂液和逐渐形成的“冲砂液系统工程技术”的概念，标志着冲砂液技术研究和应用进入了一个全新的发展阶段，如何提高冲砂液处理剂和冲砂液的水平，以及今后冲砂液处理剂和冲砂液的开发方向成为研究的重要内容。冲砂液工艺技术应向冲砂液工程技术转化，最终形成冲砂液工程技术，提高钻井综合效益，有效地保护油气层和提高油井产量。 1.2 国内外冲砂液研究的现状 1.2.1 国内外冲砂液技术现状 现状图1是国内外近10 年处理剂新品种增加情况。国内外处理剂新品种的增加量在逐渐降低，特别是国外降低比较明显，这说明国外在新产品的研制方面脚步放慢。国内在20世纪90年代初期发展较快，90年代后期速度变缓，进入21世纪发展速度又有所加快，但总的趋势是发展放缓[1]。 1.2.2 发展方向 根据国内外冲砂液技术现状，今后冲砂液处理剂应重点研究： （1）适用于深井(大于4500 m)、抗高温(150～180℃或更高)、抗盐(NaCl至饱和)、抗钙或镁的增粘剂，降滤失剂，降粘剂和流型改进剂。 （2）大位移井，多分支井和水平井用的润滑剂、井壁稳定剂、流型改进剂和低伤害处理剂。 （3）复杂易坍塌地层的泥页岩稳定剂、井壁封固剂和堵漏剂。 （4）低渗透地层钻井用保护油气层的各种处理剂。 （5）对环境要好、低成本的天然材料改性产品及无污染、能适用于环境保护要求的合成聚合物处理剂。 1.2.3 今后工作重点 （1）开发专用的新单体，改进已有聚合物性能;开展无机—有机单体聚合物处理剂研究，以降低聚合物成本;有利于保护油气层的屏蔽暂堵剂和冲砂液化学固相清洁剂的完善，适用于不同地层温度的聚合醇或多元醇研究应用。 （2）重视天然产品的开发，主要包括木质素资源的利用，褐煤的深度改性，以及淀粉和纤维素资源在油田化学中的应用。 （3）规范产品命名，统一产品标准，标明产品的化学名称或化学成分。适当开展基础研究，为开展处理剂的研制提供分子设计依据，并利用分子设计进行处理剂的合成。重视与油气层保护和环境保护对应新产品的开发。 1.3 本论文研究的内容 通过选择不同阳离子聚合物添加至冲砂液中，试验得出不同聚合物对冲砂液性能的影响。其中选取的阳离子聚合物包括：DCL、HPAM、LT、Desco、AL、瓜胶等添加剂。具体实验内容包括： （1）测定不同类型聚合物在不同加量下冲砂液的粘度和滤失量。 （2）优选出合适的聚合物（即提高冲砂液性能的聚合物）。 （3）确定聚合物的最佳流变模式（宾汉、卡森、幂律、赫巴等）。 第2章 冲砂液的分类和体系选择 2.1 冲砂液的分类 （1）天然冲砂液：该类冲砂液由膨润土、适量纯碱或烧碱以及清水配制而成，或利用清水在易造浆地层钻进而自然形成。它基本上不添加处理剂，常用于表层或浅层钻进。 （2）分散冲砂液：是以各种分散剂（如丹宁碱液、本质素磺酸盐等）作为主剂配制而成的水基冲砂液。 （3）钙处理冲砂液：是一种因含有一定量Ca2+和分散剂，体系中的粘土颗粒保持适度絮凝状态，从而可以提高一直能力的水基冲砂液。根据Ca2+来源不同，又分为石灰冲砂液、石膏冲砂液和氯化钙冲砂液三种类型。 （4）聚合物冲砂液：这类体系由于选用具有絮凝和包被租用的长链聚合物进行处理，因而具有良好的剪切稀释特性。聚合物在冲砂液中还起增粘、降滤失、絮凝劣质土和稳定地层等作用。 （5）低固相冲砂液：是指体系中低密度固相的体积百分含量在不超过10%的水基冲砂液，其中，膨润土的体积百分含量应控制在3%以下，钻屑与膨润土的比值应小于2：1。其主要特点是可以明显地提高机械钻速。 （6）盐水基冲砂液：是指体系中NaCl的重量百分含量大于1%的水基冲砂液。当NaCl浓度达到饱和时，称为饱和盐水冲砂液。这类高矿化度的冲砂液体系对粘土的水化有较强的抑制作用。 （7）修井完井液：是一种为防止对油气层造成损害而设计的特种体系。它具有抑制粘土水化膨胀和微粒运移的效能，可用于钻开油