微泡钻井液密度特性研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第31卷第4期铝井液与完井液V0l_31NO．42014年7月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDJuly2014doi：10．3969／j．issn．1001—5620．2014．04．003微泡钻井液密度特性研究谢建宇，周亚贤，刘光成，卢国林，耿晓慧(中原石油勘探局钻井工程技术研究院，河南濮阳)谢建宇等．微泡钻井液密度特性研究[J]．钻井液与完井液，2014，31(4)：8-10，14．摘要微泡钻井液是近年来开发的一种适用于低压易漏地层的新型钻井液。笔者利用CL．Ⅱ型流体PvT测试仪，测定了压力、温度对不同密度微

2、泡钻井液密度的影响，其密度随温度升高而降低，随压力升高而增加，并且压力达3MPa以上时，钻井液密度上升趋势趋于平缓。通过对实验数据的回-5和公式推导，建立了微泡钻井液井底密度预测模型，通过数学插值方法可以得到配制密度在0．598～O．951g／cm之间的微泡钻井液井底密度预测值。关键词微泡钻井液；低压易漏；PVT测试仪；密度预测中图分类号：TE254．3文献标识码：A文章编号：1001—5620(2014)04．0008．03开展微泡钻井液在高温高压下的密度变化规律研读数h。，则釜体体积V缸+ASh。，加压后密封活究对于现场安全钻井非常重要。目前，中国对该方面塞向下移动，记

3、下此时传感器的高度h，就能得到相的研究内容多集中在温度、压力对钻井液密度的影响，应条件下微泡钻井液的密度，即：很少涉及钻井液密度与井深的关系。利用PVT流体Plo(缸+ASh0)／(Vg+AShI)(1)测试仪考察了温度、压力对微泡钻井液密度的影响，式中，P。为钻井液初始密度；V缸为密封缸体体积；并通过实验数据建立了井深与微泡钻井液密度的关系△为测试釜横截面积；P．为加压后钻井液密度。模型，为微泡钻井液现场施工提供了技术支撑[1-81。2微泡钻井液密度测定与分析1实验仪器2．1配制方法基浆配制：在1L水中加入3g碳酸钠和50g膨实验采用CL一Ⅱ型流体PVT测试仪(见图1)测

4、润土，高速搅拌2h，室温下放置养护24h，即得5％定微泡钻井液密度。淡水基浆。微泡钻井液配制：在搅拌条件下，将0．5％XC、0．5％LV-CMC、0．1％聚胺和0．3％FSA一2加入400mL基浆中，待搅拌均匀后将O．8％发泡剂Foam．1加人溶液中，然后用高速搅拌器搅拌不同的时间，接着低速搅拌20min，待微泡钻井液密度均匀后，得到密度在0．598～0．95lg／cm之间的微泡钻井液。2．2温度、压力对微泡钻井液密度的影响将密度分别为0．95l、0．910、0．868、0．791、0．711、图1PVT测试仪原理示意图O．662和0．598g／cm的微泡钻井液加入CL—l

5、I型流体其工作原理为质量守恒定律，在已知钻井液密度PVT测试仪中，考察温度、压力对钻井液密度的影响，条件下，将钻井液加入测试釜，记下此时位移传感器实验以密度分别为0．910、0．791和0．662g／cm微泡基金项目：中原石油勘探局重大科技攻关项目“徽泡钻井液技术研究”(2012321)部分研究成果。第一作者简介：谢建宇，高级工程师，现在从事油田化学品研制及开发工作。地址：河南省濮阳市中原路462号中原石油勘探局钻井工程技术研究院；邮政编码457001；电话(0393)4899548；E—mail：zyytxjy@sina．com。学兔兔www.xuetutu.com第31

6、卷第4期谢建宇等：微泡钻井液密度特性研究9钻井液为例进行说明，见图2。从图2可知，不同密表1密度为0．791g／cm微泡钻井液的密度一／E,,JJ~验公式度微泡钻井液密度变化趋势相似，随着压力的升高密度逐渐增加，这主要是由于微泡内含有的空气具有可压缩性，随着施加压力的增加，微泡内空气体积逐渐减小，单位体积内钻井液质量增大，造成钻井液密度逐渐升高；压力在3MPa以下时，钻井液密度上升较快，而随着压力进一步升高，钻井液密度上升的趋势趋于平缓；此外，随着温度升高，微泡钻井液可压缩性逐渐降低，这主要是由于微泡中的空气随着温度的升高体积膨胀，部分抵消压力对微泡内空气的影响，从而导致微

7、泡钻井液可压缩性能降低。O．96O．950．94O．93O．92o．910．9O回归公式相关O5lO1520／a系数a)密度为0．910g／cm3a=一5．658x10～T+9．399x10一丁’_1．347x10一0．99610～36=一6．011x10～T2_2571x1071+5．856×10一。o．87．0．9966o．86o．85c=0．7911．0000o．84o．83a=-9．983×10T2+1．776×10一Z9．819×10一0．9689o．823～2Ob=2．606x10～T2_4o．8l．4