抗高温油基钻井液的研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2013年8月第35卷第8期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Aug．2013Vo1．35No．8抗高温油基钻井液的研究罗勇，张海山(中海石油(中国)有限公司上海分公司，上海200030)王昌军(长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州434023)由福昌(荆州嘉华科技有限公司，湖北荆州4341oo)[摘要]油包水钻井液在抗高温、稳定井壁、油气层保护方面具有明显优势。研制了一套抗高温油基钻井液体系，该体系在经过220℃高温老化之后，具有较

2、好的流变性能、降滤失性能、强的抑制性能和抗污染能力，密度调节范围广。[关键词]油基钻井液；抗高温；乳化剂；流变性；抑制性[中图分类号]TE254．1[文献标志码]A[文章编号]1000—9752(2013)08—011l—o3随着油田开发对油气层保护及钻井要求越来越高，对钻井液体系及性能也提出了更高的要求。油基钻井液与水基钻井液相比较，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伤害小等很多优点，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[1]。东海低孔渗油气田资源丰富，且大多埋藏较深，岩性较

3、差，压力较高，钻遇的地层越来越复杂，井底温度越来越高。特别是2012年已完成的作业，平均井深达到4700多米，井底静止温度均达到160~C以上，多口井出现起下钻困难、卡钻、电测遇阻等事故。为了更好地满足现场作业需要，笔者对东海低孑L渗油气田常用油基钻井液体系进行了室内抗高温评价研究。通过对乳化剂、增黏剂等处理剂种类及加量的研制与筛选，同时辅助加入降滤失剂和封堵剂，配制出一套抗高温油基钻井液体系。试验表明，该体系在高温下具有较好的稳定性能。l试验部分1．1试验药品、仪器与方法1)试验药品Hiemul主乳；Hicoat辅乳化剂；HIRHEO—

4、A流型调节剂；MOGEI有机土；HIVIS—D增黏剂；HIFI0降滤失剂；HIFIO-S沥青；重晶石。2)试验仪器高速搅拌器；滚子加热炉；四联室温中压滤失仪；ZNN—D6型六速旋转黏度计；高温高压滤失仪；EIECTRICA1STABIIITYTESTERMODEL230；电子天平。3)试验方法按API标准进行钻井液体系配制与测试；流变性测试温度65~C；热滚最高温度220℃，热滚时间16h。1．2抗高温油基钻井液体系配方经室内试验研究，构建出一套抗高温油基钻井液。配方为：3白油+2．6Hiemul主乳+0．4Hicoat辅乳化剂+1．5H

5、IRHEO—A流型调节剂+2。0CaO+0．5MOGEL有机土十0．5HIVIS—D增黏剂+3HIFLO降滤失剂+3．0HIFLO—S沥青+水相(269／6CaC1：溶液)+重晶石调节密度；油水比为80／20。2结果与讨论2．1乳化剂加量变化的影响为了形成稳定的油包水乳状液，必需正确地选择和使用乳化剂。一般认为乳化剂的作用机理是：在[收稿日期]2013—05—22[基金项目]中海石油(中国)有限公司重大科研项目(CNOOC—KJ125ZDXM07LTDO6SH2Ol2)。[作者简介]罗勇(1965一)，男，1988年石油大学(华东)毕业，

6、教授高级工程师，现主要从事钻完井管理工作。学兔兔www.xuetutu.com·l12·石油天然气工程2013年8月油／水【抖丽形成钉一定强度的吸附膜；降低油水界面张力；增加外相黏度。上述3个方面均可阻止分散相液滴聚井变大，从I使乳状液的性能你持稳定。其cl】义以吸附膜强度最为重要，它是乳状液能否保持稳定的决定性闲素。试验研究了乳化剂加量对体系性能的影响，结果见表1。表1乳化剂加量变化影响评价}j：：，“乃表观黏度；为塑性黏度；r动切力；N、N分别为六速旋转黏度计6、3r／rain对应的读数；U为破乳电压。钻井液密度J．30Cllq。从表

7、1_n『见。乳化剂加境达到3．0时，体系的电稳定性可以达到7ooV以上，为22mPa·s·r达到lOPa，性能稳定，满足钻井作业低黏高切的要求。2．2抗温性能评价温度对体系的影响很大。通常情况下，温度升高，钻井液体系的流变性能会变差，滤失量也会显著增加。将该钻井液体系在不同的温度下老化16h后，测定其流变性及高温高压滤失量，评价其抗温能力。结果见表2。表2体系的抗温性能注：R为动塑比；I为高温(】50~C)高压滤失景从表2可以看}}』，该体系抗温能力达到220℃；高温老化后，流变性能稳定，破乳电压762V，动塑比0．31，高温高压失水量3

8、．6ml。2．3密度对钻井液·陡能的影响一高温井往往伴随着高压．【大]此现场需要对钻井液进行密度调节以满足钻井要求。室内试验评价在不同密度下的体系性能，结果见表3、4。表3不同密度的钻井液体系