基于新型增黏剂的低密度无固相抗高温钻井液体系

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1、学兔兔www.xuetutu.com第32卷第1期钴井液与完井液Vo1．32NO．12015年1月DRILLINGFLUID&COMPLETIoNFLUIDJan．2015doi：10．3969~．issn．1001—5620．2015．01．001基于新型增黏剂的低密度无固相抗高温钻井液体系谢彬强，邱正松(1．中石油钻井工程重点实验室防漏堵漏研究室．长江大学石油工程学院，武汉；2．中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛)谢彬强等．基于新型增黏剂的低密度无固相抗高温钻井液体系[J]．钻井液与完井液，2015，32(1)：1—6．摘要在分子设计的基础上

2、，以AMPS、N一乙烯基己内酰胺、二乙烯苯为共聚单体，研制出了新型抗高温聚合物增黏剂(SDKP)。SDKP的分子量不高，但当其浓度达到临界缔合浓度时，分子中的疏水链段以及分子微交联结构中的疏水苯基之间可产生疏水缔合作用，形成较大的动态物理交联网络，从而起到增黏作用。采用HaakeRS6000流变仪进行的评价结果表明，SDKP具有优良的高温增黏特性，抗温达165℃。通过对抗氧化剂、降滤失剂、润滑剂和抑制剂的优选，研制出了一套密度为1．02g／cm、耐温能力达190的低密度无固相抗高温钻井液(WGX)体系。评价结果表明：WGX体系在170℃、5．5MPa下的

3、表观黏度和塑性黏度分别大于30mPa．S和17mPa·S，高温携岩能力较强；岩心渗透率恢复率大干90％，油层保护性能好；抗NaC1、劣质土污染能力分别达5％和10％，具有一定的抗污染能力；膨胀率仅为7．22％，泥页岩回收率高达89．33％，防塌抑制性好；极压润滑系数仅为0．085，润滑性能好。关键词低密度无固相抗高温钻井液；增黏剂；共聚物；P(NaAMPS—NVCL．DVB)；钻井液配方中图分类号：TE254．3文献标识码：A文章编号：1001—5620(2015)01．0001—06无固相钻井液能有效避免储层中的固相伤害，同剂、降滤失剂、润滑剂和抑制剂

4、等处理剂优选，研制时还具有清洁无污染、机械钻速高等优点，是常用的出一套耐温能力达190℃的低密度无固相抗高温钻井保护储层钻井液。但随着油气勘探逐渐向深层发展，液体系。井底温度越来越高，而无固相水基钻井液的抗温能力一般低于160℃[1-31，难以满足深部高温油藏的高效1新型抗高温增黏剂的制备开发需求。无固相钻井液的流变性、滤失造壁性等性1．1实验药品能主要通过增黏剂来调节，钻井液体系主要以增黏剂2一甲基．2一丙烯酰胺基一丙磺酸(AMPS)：工业来构建，但常用的增黏剂如XC、80A51等，在无固品，经乙酸重结晶，并经过氯化钙干燥后于冰箱中保相钻井液中的抗温能

5、力低于150oC[41。近年来国内外存；N．乙烯基己内酰胺(NVCL)：工业品，经减压研究者利用有机盐对聚合物增黏剂的协同抗温作用，蒸馏提纯；二乙烯苯(DVB)：化学纯；偶氮二异丁开发出了抗温能力达160～2o0℃的甲酸盐无固相钻腈(AIBN)：化学纯，用乙醇重结晶，在4℃冰箱中井液{】，但有机盐成本高，而且部分高温储层压力保存；十二烷基磺酸钠(SDS)、氢氧化钠、氯化钠、系数低，如渤海湾盆地的冀东奥陶系潜山储层压力系丙酮均为分析纯；去离子水。数为1．01～1．06，不宜使用有机盐，从而限制了其使用。为使抗高温元固相钻井液摆脱对甲酸盐的依赖，1．2制备方

6、法降低钻井液成本，并进一步扩大其应用范围，选用称取一定量的AMPS，用适量去离子水配成水溶2．甲基一2．丙烯酰胺基一丙磺酸、N．乙烯基己内酰液，待其完全溶解后，用NaOH调节溶液pH值至中胺、二乙烯苯等为原料，在分子设计的基础上[9J，研性，然后倒人三口反应瓶中，加入一定量的表面活性制出了新型抗温增黏剂(SDKP)，同时通过抗氧化剂SDS，并缓慢搅拌使其溶解均匀，最后加入一定基金项目：国家自然科学基金“基于温敏聚合物的水基钻井液恒流变特性研究”(51404040)和“页岩气储层保护机理及方法研究”(41072094)联合资助。第一作者简介：谢彬强，博士，

7、讲师，1981年生，主要从事油气井工作液方面的研究。地址：湖北省武汉市蔡甸区大学路ll1号；邮政编码430100；电话18727393782；E-mail：xiebinqiang1981@163．com。学兔兔www.xuetutu.com2钴井液与完井液2015年1月量的溶有引发剂AIBN的油溶性单体NVCL和交联在水溶液中的增黏性能，考察了增黏剂浓度和温度对剂DVB，升温到35℃，连续搅拌使其溶解均匀。将其增黏性能的影响，并与国外雪佛龙菲利普斯公司的三口反应瓶密封，通氮气除氧30min后，将恒温水代表性钻井液抗温增黏剂HE300(最高使用温度为浴升温

8、至63℃，在氮气保护下反应6h，得白色胶状170℃)进行了对比，实验结果如图2所