油包水钻井液低油水比配方探索

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1、油包水钻井液低油水比配方探索油包水钻井液低油水比配方的探索和应用摘要：油包水钻井液具有能抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度较小等多种优点。目前已成为钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层的重要手段，并且还可广泛地用作解卡液、射孔完井液、修井液和取心液等。油基钻井液的配制成本比水基钻井液高得多，使用时往往会对井场附近的生态环境造成严重影响。现场通常使用的油水比为80:20或者更高的油水比，使的油包水钻井液成本远高于水基钻井液。本文通过油包水乳状液的机理分析确定实验方案，通过实验得到了75:25的油包水乳化钻井液配方，

2、此配方具有良好的乳化稳定性。最后给出了现场配置、日常维护的指导意见。关键词：油水比油包水乳化钻井液75:25前言：油包水钻井液的连续相是油，其滤失液也是油，所以油包水钻井液设计和维护简单，具有防止钻具腐蚀、抗硫化氢和二氧化碳污染的能力，并能回收再使用。目前大庆地区使用的油基泥浆油水比为80:20-90:10，为了节约成品油的消耗，降低油包水钻井液的成本，我们通过对油包水乳化钻井液的机理分析、处理剂的筛选、实验室性能试验分析确定出75:25油水比油包水乳化钻井液体系，经现场试验，符合现场要求。一、油包水乳化钻井液机理分析油包水乳化钻井液是以水珠为分散相或内相

3、，以各种油类作为连续相或外相，并添加乳化剂、亲油胶体以及其它处理剂、加重剂所形成的稳定的乳状液。在乳状液中存在的水越多，水滴聚集和合并的机会越大。假定水珠的大小相同，含水量小的体系更稳定，如果水量相同，水珠越细，乳状液越稳定，大水珠比小水珠更易聚结，另外，水珠大小愈均匀，乳状液也就越稳定。为了使水在油中乳化，必须有足够的化学乳化剂，以便在每个水珠周围形成完整的一层膜。若加入的乳化剂不足，乳状液将不会稳定。为得到更细的大小均匀的水细珠，应该以剪切的方式给体系施加外力，可以通过泥浆枪或离心泵的搅拌作用来实现，尤其在初配油基泥浆时，尽一切可能高度剪切泥浆是非常重

4、要的。当加入油时，由于水珠之间的隔离更大，乳状液就变得更稳定，反之，增加水时，由于水珠之间的距离变小将降低稳定性。加入油和水将影响粘度，油会降低粘度而水增加粘度。为了控制粘度、凝胶强度和滤失量，需要调整适当的油与水的比例。1.1油包水钻井液稳定性影响因素由于油包水钻井液是通过水和亲油固体稳定分散于油里获得的，因此，凡是影响油包水乳状液稳定的因素都会影响油基钻井液性能。（1）油水比：随着水量和分散体数量的增加，粘度、切力将会上升。同时，高度分散的水滴有堵塞泥饼孔隙的作用，故有利于降低钻井液滤失量。（2）乳化剂的品种和加量：乳化剂的品种和加量将影响水滴的分散程

5、度和稳定性。首先，主乳化剂是决定乳状液类型和建立牢固乳化膜的骨架基础；其次，辅助乳化剂的影响主要是品种，其次是加量。当主／辅乳化剂配合很好时，钻井液的破乳电压高、滤失量低。（3）有机土的加量：有机土的加量对油基钻井液性能的影响如同水基钻井液中膨润土的作用，能提高钻井液的粘度、切力及乳状液的稳定性并降低钻井液滤失量。（4）其它影响因素：PH值、温度、压力以及氧化沥青的使用等。1.2油包水乳状液的微观结构在柴油和盐水组成的液体里加入一种表面活性剂即乳化剂，经过充分剪切，形成油包水乳状液。乳化剂在油-水界面形成一种坚固的膜，液滴相碰时，不易合并变大，使乳状液稳定

6、，同时乳化剂降低油水界面张力，使乳化剂富集，有利于形成较稳定的乳化剂层。它增加外相粘度，以增加粒子碰撞的阻力，从而提高乳状液的稳定性。乳状液稳定性的决定因素是界面膜的强度和紧密程度。若界面膜中吸附分子排列紧密，不易脱附，膜具有一定的强度和粘附性，则能形成稳定的乳状液。在油水体系中加人表面活性剂后，在降低界面张力的同时，根据Gibbs吸附定理，表面活性剂必然在表面发生吸附、形成界面膜。此界面膜具有一定的强度，对分散的液滴有保护作用，使其在相互碰撞时不易聚结。当然，只有加入足够量的表面活性剂才能获得最佳乳化效果，这是因为表面活性剂浓度较低时，界面吸附的分子较少

7、，界面膜的强度较差。所形成的乳状液的稳定性亦较差；当表面活性剂浓度增加至一定值后,界面吸附的分子呈紧密定向排列，膜的强度增大。液滴聚结受到的阻力较大,所形成的乳状液的稳定性较好。不同的表面活性剂,达到最佳乳化效果的量不同，这与其形成的界面膜强度有关。一般而言,吸附分子间的相互作用较大者形成的界面膜强度较大；相互作用较小者形成的界面膜的强度较小。由于高纯度的表面活性剂往往不能产生完全封闭的界面膜，所以机械性能不是很强。一个好的乳化剂通常都是由两个或两个以上的表面活性剂组成。这类混合乳化剂的特点是其组成中一部分是水溶性表面活性剂,另一部分是油溶性表面活性剂。混

8、合乳化剂中的两组分在界面上吸附后即形成“复合物”，定向排列较紧密，