Optimización de materiales de prueba

7.4.1 Optimización de materiales pulping

La arcilla es el material matriz del fluido de perforación, también conocido como material pulping. Sus funciones principales son: aumentar la viscosidad y los recortes, mejorar la capacidad de purificación del pozo; formar una torta de lodo densa permeable y de baja densidad para reducir la pérdida de filtración en el caso de formaciones mal cementadas, y puede mejorar la estabilidad del pozo;

La calidad de los materiales para la fabricación de lodos afecta directamente el rendimiento del fluido de perforación. Los diferentes fabricantes tienen diferentes fuentes de mineral de bentonita y diferentes métodos de procesamiento, lo que genera grandes diferencias en la resistencia a la temperatura de la bentonita. En particular, aunque el rendimiento de muchas arcillas de bentonita cumple actualmente con los estándares nacionales, debido a la adición de agentes de tratamiento de lodo, el rendimiento de dichos productos se deteriorará significativamente después de altas temperaturas y no puede cumplir con los requisitos de preparación para fluidos de perforación de alta temperatura.

Durante el proceso de investigación del proyecto, seleccionamos bentonita de sodio, bentonita de sodio de referencia y arcilla de sepiolita nacional de Shandong y Mongolia Interior para pruebas comparativas. Los resultados de la comparación se muestran en la Tabla 7.2.

Tabla 7.2 Comparación de las propiedades de cuatro tipos de arcilla de lodo

Continuación

Como se puede ver en la Tabla 7.2, la arcilla de sepiolita utilizada tiene poca capacidad de suspensión y filtración completa; El rendimiento del agente de tratamiento de lodo obviamente se deteriorará después de una temperatura alta y no puede cumplir con los requisitos de preparación del fluido de perforación a alta temperatura. Pérdida total por filtración; bentonita de Shandong y bentonita de Mongolia Interior, cuando la temperatura supera los 150 °C, la viscosidad aparente y la fuerza de corte dinámica disminuyen significativamente y la pérdida por filtración aumenta significativamente, lo que indica que su límite de resistencia a la temperatura no supera los 180 °C; Viscosidad del lodo de bentonita de sodio La fuerza de corte y la fuerza de corte aumentan con el aumento de la temperatura, y la pérdida del filtro es relativamente estable, lo que puede cumplir con los requisitos del fluido de perforación de alta temperatura. Por lo tanto, se seleccionó la bentonita de sodio de referencia para la prueba de formulación.

La Tabla 7.3 muestra que después del envejecimiento a alta temperatura, las propiedades reológicas de la bentonita en condiciones de alta temperatura cambian mucho. Pruebas adicionales muestran que la amplitud del cambio varía mucho bajo diferentes cantidades de adición de bentonita. La Figura 7.1 y la Figura 7.2 muestran las curvas de cambio de reología y pérdida de fluido del fluido de perforación bajo diferentes cantidades de adición de bentonita. Se puede observar en la Figura 7.1 y la Figura 7.2 que a medida que aumenta la cantidad de bentonita agregada, su pérdida por filtración disminuye significativamente, sin embargo, cuando la cantidad de bentonita agregada es mayor a 5, su reología cambia drásticamente a medida que aumenta la temperatura; no favorece el control de la reología del lodo; sin embargo, cuando la cantidad añadida es inferior a 4, no favorece el control de la pérdida de fluido; Por lo tanto, para lograr un mejor efecto de regulación de la temperatura, es muy importante seleccionar una cantidad adecuada de bentonita. En la prueba de fórmula, la cantidad de bentonita añadida se seleccionó como 4.

Tabla 7.3 Curva reológica de alta temperatura de bentonita 4-sódica

Figura 7.1 Curva de cambio reológico de diferentes dosis de bentonita

Figura 7.2 Cambio de pérdida de fluido de diferentes bentonitas Curva de dosificación

7.4.2 Selección del agente de tratamiento de lodo

La resistencia a la temperatura del agente de tratamiento de lodo determina en gran medida el nivel de resistencia a la temperatura del fluido de perforación. Cuanto mayor sea la resistencia a la temperatura del agente de tratamiento de lodo, mayor será la resistencia a la temperatura del fluido de perforación. Debido a la confidencialidad de los fabricantes y otras razones, los ingredientes de muchos agentes de tratamiento no son muy claros y no pueden evaluarse basándose simplemente en la estructura molecular del producto y otras teorías. Por lo tanto, el equipo del proyecto recopiló una gran cantidad de productos (incluidos productos similares) de diferentes fabricantes nacionales y extranjeros para compararlos y examinarlos.

Fórmula de prueba: 4 agentes de tratamiento de suelo a base de sodio, ajuste el valor del pH a 8 ~ 10

Las temperaturas de prueba son: 90 ℃, 120 ℃, 150 ℃, 180; ℃, 210℃ y 240℃.

Los 11 productos seleccionados a través de la prueba son los siguientes:

1) Resina de sulfometilfenol-formaldehído (SMP): un agente de pérdida de fluidos a alta temperatura de uso común, su mecanismo de acción puede compararse con los agentes de tratamiento orgánico molecular de alta y baja temperatura son equivalentes, principalmente al mejorar la calidad del revoque de lodo y aumentar la viscosidad del filtrado.

2) GCL-1: ácido acrílico, injerto de acrilamida**** está compuesto de polímero de alto peso molecular y derivados de ácido húmico sulfonado. La temperatura de uso es de 250 ℃ y tiene un buen efecto de pérdida de agua. de regular la morfología del flujo de lodo.

3) Resina SN: está injertada con ácido húmico modificado y pequeñas moléculas orgánicas. Tiene buena resistencia a la temperatura y rendimiento de reducción de la pérdida de filtrado, y puede mejorar eficazmente la calidad del revoque de lodo y ajustar la reología del fluido de perforación. , comúnmente utilizado en fluidos de perforación de pozos profundos.

4) KJAN: Agente antipérdida de fluidos a alta temperatura, con excelentes propiedades como antiadherente, resistencia a altas temperaturas y no toxicidad.

5) SMC: Derivados del ácido húmico lignito, también conocido como ácido húmico sulfonado, son lignitos alcalinizados, sulfonados y reticulados con sales de cromo. Es un reductor de viscosidad y reductor de viscosidad para fluidos de perforación de agua dulce. Agente de pérdida de fluidos, capaz de soportar altas temperaturas de 200 a 220°C. Puede usarse en fluidos de perforación de pozos profundos para reducir la viscosidad y controlar la pérdida de fluido, y puede usarse en fluidos de perforación de pozos profundos para controlar la pérdida de fluido.

6) Resina de lignito SPNH: Es un agente de pérdida de fluido de perforación resistente a la temperatura y a la sal, compuesto por resina fenólica sulfonada y lignito sulfonado. La resina de lignito SPNH logra resistencia a altas temperaturas mediante la introducción de un grupo de ácido sulfónico en la unidad del anillo de benceno para conectar el anillo de benceno al átomo de carbono. Y debido a que el grupo sulfonato de sodio - SO3Na se introduce cerca del grupo fenil hidroxilo, tiene una fuerte hidratación y una alta energía de unión con el agua, resolviendo así su solubilidad en agua, determinando su resistencia a las sales, resistencia al calcio y reduciendo el efecto de reducción de agua de las altas temperaturas y Pérdida de agua a alta presión.

7) Resina negra: composición desconocida.

8) Sal hidrolizada de poliacrilonitrilo amonio: un reductor de pérdida de fluido con un peso molecular más bajo. Tiene un mejor efecto para reducir la pérdida de fluido en condiciones de alta temperatura y su viscosidad es relativamente estable con los cambios de temperatura.

9) Sal de poliacrilonitrilo sódico hidrolizado: un reductor de pérdida de fluido con un peso molecular más bajo. Tiene un mejor efecto para reducir la pérdida de fluido en condiciones de alta temperatura y su viscosidad es relativamente estable con los cambios de temperatura.

10) Agente de tratamiento extraño a alta temperatura (DDP): se desconoce su composición.

11) GCL-2: Agente reductor de pérdidas en filtros de alta temperatura.

Las propiedades de los materiales de lodo anteriores se muestran en la Tabla 7.4

Tabla 7.4 Lista de propiedades de resistencia a la temperatura de agentes de tratamiento a alta temperatura

Continuación

7.4.3 Agente protector de alta temperatura GBHJ (o estabilizador de alta temperatura)

Agregar agente protector al fluido de perforación es la clave para mantener la estabilidad del fluido de perforación a alta temperatura. Sus principios fundamentales son los siguientes. : Primero, inhibir (o evitar) que el agente de tratamiento del lodo cambie a altas temperaturas. La degradación y descomposición; el segundo es el efecto protector del caucho.

Las Tablas 7.5 y 7.6 muestran los cambios en las propiedades de las lechadas de agua dulce y salada antes y después de agregar el agente protector a alta temperatura.

Tabla 7.5 Comparación del rendimiento del fluido de perforación antes y después de agregar GBHJ al fluido de perforación de agua dulce

Tabla 7.6 Comparación del rendimiento del fluido de perforación antes y después de agregar GBHJ al fluido de perforación de lodo saturado

Se puede ver en las Tablas 7.5 y 7.6 que las propiedades del fluido de perforación de la lechada de agua dulce y la lechada de agua salada han cambiado mucho antes y después de la adición de GBHJ. 6 Se puede ver que después de agregar el estabilizador de alta temperatura GBHJ al fluido de perforación de agua dulce, la resistencia a la temperatura del fluido de perforación aumenta en al menos 50 °C en agua salada saturada, el efecto es más obvio y la reducción de la pérdida de fluido; El rendimiento es significativo y la resistencia a la temperatura del fluido de perforación aumenta al menos en 80 °C.