高密度钙基防塌钻井液室内研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第28卷第4期钻井液与完井液VlO1．28NO．42011年7月DRILLINGFLUID&C0MPLET10NFLUIDJuly2011文章编号：1001．5620(2011)04—0027—03高密度钙基防塌钻井液室内研究苏雪霞，周亚贤，李保慧，张浩(中原石油勘探局钻井]_程技术研究院，河南濮阳)摘要在合理控制游离Ca2和膨润土含量、优选处理剂的基础上，研究出了一套密度为1．9～2．2g／cm的钙基防塌钻井液。性能评价结果表明，该钻井液具有很好的流变性、抗温性能(15

2、0℃)和抑制性；具有较强的抗盐(饱和)、抗石膏(1．O％CaSO)污染能力，能抗2％NaCO污染；在密度为2．0g／cm钙基防塌钻井液中加入10％的膨润土，或者在密度为2．2g／cm的钻井液中加入5％膨润土，钻井液仍能保持良好的流变性、润滑性和沉降稳定性，有利于井壁稳定，适用于易发生页岩垮塌、井眼扩大和地层损害等复杂情况地层的安全钻进。关键词高密度钻井液；钙处理钻井液；防塌钻井液；钻井液配方；抗盐；井眼稳定中图分类号：TE254_3文献标识码：A巴楚地区地质构造复杂，卡拉沙依组、巴楚组复配使用这2者后，加量

3、为0．5％～1．0％时，钻井地层压力高，易剥落掉块，且膏质白云岩、膏岩发育，液的流变性好，且高温高压滤失量低。钻井液密度高、盐水和石膏污染严重。为此，在合理控制游离Ca和膨润土含量、优选优配处理剂的基础上，室内有针对性地研究了一套密度为1．9～2．2譬g／cm的钙基防塌钻井液[1-6]。霎1高密度钙基防塌钻井液配方的确定膨润土加量／％1．1膨润土加量优选图1膨润土加量对防塌钻井液l生能的影响(p=2．2g／cm)考察了膨润土加量对密度为2．2g／cm钙基防塌钻井液性能的影响，结果见图1。从图1可知，膨1．3

4、抑制防塌剂优选润土含量低于1．5％时，钻井液的悬浮稳定性差，该防塌钻井液以CaC1，为主要抑制剂，并选择高温高压滤失量较高；当膨润土加量为1．5％～2．0％含有高价金属离子的聚合铝、在泥页岩中具有吸附、时，钻井液的流变性较好，高温高压滤失量较低。镶嵌作用的KC1和聚合醇，用页岩回收率和相对抑制率评价抑制剂之间的配伍性，结果见图2、表1。1．2抗温抗盐钙处理剂加量优选由此可知，这几种处理剂具有较好的协同增效作用，选择钻井院自行研制的两性离子磺酸盐当复合抑制剂加量为3．0％时，钻井液的相对抑制CPS．2000和

5、聚阴离子纤维素LV-PAC为抗温抗盐率高于95％、页岩回收率高达80％。钙处理剂，CPS一2000主链以“一C—C一”链相连，分子链上既有阳离子基团，又有环状结构，具有较1．4钙基防塌钻井液配方的确定好的抗温、抗盐钙污染和抑制性能；LV-PAC为体通过对不同处理剂加量的优选及配伍性实验，性结构，在钙基钻井液中具有较好的降滤失效果。确定了钙基防塌钻井液的配方如下。该钻井液流变第一作者简介：苏雪霞，工程师，1980年生，2006年毕业于石油大学石油工程专业，现主要从事钻井液技术研究工作。地址：河南省濮阳市中原路

6、59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：suxuexia2003@163．tom。学兔兔www.xuetutu.com28钻井液与完井液2011年7月性好、现场可操作性强、150以上抗温稳定性好、2钻井液性能评价滤失量低，其性能如表2、表3所示。2．1抗污染能力(2％～4％)基浆+(4％～6％)SMP一Ⅱ+(4％～6％)SMC+(0．3％～0．5％)LVPAC+(0．5～1．0％)1)抗NaC1污染能力钙基防塌钻井液老化后CPS一2000+

7、(1．0％～1．5％)CaCI，+(1．O％～1．5％)(150、l6h)，加人不同量的NaC1，60lJ(下KCI+(0．5％～1．0％)聚合铝+(1．0％～2．0％)聚合醇考察该钻井液的抗盐污染能力，结果见表4、从表+(0．5％～1．0％)TDW一2+重晶石4可知，随NaCI加量的增加。Na_增多，黏上粒的扩散双电层受到挤，水化膜变薄，rj电位卜降，105黏土颗粒相互吸附，使钻井液的黏度、切力和滤欠9075量增加；加量为25％(已饱和)时，密度为2．0干¨羹602．2g／cm的钻井液仍可保持较好的流变性

8、能，说日』J霞45罂30该钻井液具有良好的抗NaCI污染性能。15表4防塌钻井液老化后(150c(：、16h)的抗NaCI污染能力不同抑制剂加量／％2不同抑制剂的相对抑制率对比表l不同抑制剂溶液的页岩回收率对比抑制剂一次旧收率／％二次回收率／％相对回收卒／％2)抗石膏污染能力。在l50[1(、16h滚动的钙基防塌钻井液中加入不同量的CaSO，经150_J(：、16h滚动后测定钻l井液的性能，结果表5。从表5可知，