高内相逆乳化钻井液体系的室内研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com精细石油化工第32卷第l期64SPECIALITYPETR0CHEMICAIS2015年1月高内相逆乳化钻井液体系的室内研究蒋官澄，任妍君。，郑杜建。，安玉秀。(1．中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室，北京102249；2．中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室，北京102249；3．中国石化石油工程技术研究院德州大陆架石油工程技术有限公司，山东德州253005)摘要：为了有效降低油基钻井液的油相比例，研制了高内相逆乳化钻井液体系。该体系具有低油、低毒、低固相、较低成本的优异特性。该体系的配方为5白油+3OCaC1z盐

2、水+HFGEL一120型有机土(W一1)+石灰(一0．5)+脂肪胺类乳化剂(一3．6Vo)+自制酰胺类稳定剂("一1)，油水体积比为5O：5O，钻井液的密度为1．2O～1．85g／cm。。室内性能评价结果表明：该高内相逆乳化钻井液体系性能良好，破乳电压为4。0～900V，抗温性达16o℃，12O～15o℃高温高压滤失量≤1omL，流变性与传统逆乳化钻井液相当。进一步评价表明，该体系还具有良好的抗污染性、抑制性、储层保护性能。关键词：高内相低油水比逆乳化钻井液中图分类号：TE254．3文献标识码：A对比水基钻井液，油基钻井液具有抗高温、抗固相提供理论基础和技术支持。盐钙侵、有

3、利于井壁稳定、润滑性好及对油气层损1高内相逆乳化体系乳化剂的优选害程度较小等优点，目前已成为钻高温深井、水平逆乳化钻井液(油包水乳化钻井液)以油相作井、大斜度定向井和各种复杂地层的重要手段，并为连续相，水相作为分散相，通过油溶性乳化剂来且还广泛用做解卡液、射孔完井液和修井液等]。强化乳化稳定性。当前，逆乳化钻井液的油水体但是，油基钻井液比水基钻井液成本高的多，且会积比通常为80：20～90：10。分散水相比例的增对生态环境产生严重影响，从而大大限制了油基加，会破坏体系的乳化稳定性，以及导致体系黏度钻井液的推广应用]。降低逆乳化钻井液的油水(尤其是塑性黏度)、滤失量的增加，从

4、而导致整个比，是有效减少油基钻井液的成本、毒性及钻屑含钻井液体系的性能失控。聚氧乙烯脂肪胺是一类油量有重要途径。从20世纪8O年代开始，国外非离子型两亲性物质，分子中没有可水解的官能研究者致力于高内相逆乳化钻井液(油水比低至团，疏水端是C。～C的碳链，亲水端是乙氧基化5O：50～2O：80)的研究[33。Daynes等l4采用的胺基。本文首先考察了l7种聚氧乙烯脂肪胺多种乳化剂协作并增)JIJ-~L化剂的加量研制成油水的结构与乳化能力的关系，在此基础上优选出最比50：50的逆乳化钻井液。Ezzat等采用一种佳乳化剂并成功制备了油水比为50：50，密度范高分子表面活性剂并选用

5、溴化锌盐水做水相研制围为1．1～1．85g／cm。的高内相逆乳化钻井液。成油水l：ESO：50～40：6O的逆乳化钻井液。Nic—具体方法为：采用5白油、3O钙盐水、ora等¨6研究制成油水比5O：50～40：60的逆乳3．69／6聚氧乙烯脂肪胺类乳化剂、1HFGEL-120化钻井液，并将固相加量减少了55％。Mark型有机土、0．5石灰，油水比为50：50，制备Luyster等I3采用自制新型乳化剂研制成油水比油包水乳状液。采用Fann23C电稳定测试仪测5o：5O～20：8o的逆乳化钻井液，但体系的稳定收稿日期：2o14—09—05；修改稿收到日期：2o14—12一O2

6、。性欠佳。在国内，油水比5O：50～20：8O的逆乳作者简介：蒋官澄(1966一)，教授，油气井工程专业，主要从化钻井液体系尚未见报道。笔者从优选新型乳化事油气层损害与保护、油田化学等方面的研究。E—mail：jgc5786@126．corn。剂人手，构建了高内相逆乳化钻井液体系，为实现基金项目：国家自然科学创新研究群体项目(51221003)；国油基钻井液的低油、低毒、低成本以及低固相或无家863主题项目(2013AA064803)。学兔兔www.xuetutu.com第32卷第1期蒋官澄，等．高内相逆乳化钻井液体系的室内研究试乳状液的破乳电压，破乳电压越高表明乳状液水亲

7、油平衡值；R一表面活性剂i的质量分数。越稳定；静置7d，观察乳状液的分层情况，上部清17种聚氧乙烯脂肪胺的分子结构与乳化能液的体积越小，表明乳状液越稳定。力的关系，如表1所示。聚氧乙烯脂肪胺类乳化采用Griffin提出的质量分数法以及重量分剂的乳化稳定性随着疏水端链长度与分布、亲水数加和法，分别计算聚氧乙烯基非离子表面活性亲油平衡值(HLB值)的不同而不同。(1)对于剂以及混合表面活性剂的HLB值_8l，计算公式具备相同疏水端的聚氧乙烯脂肪胺而言时(如编如式(1)、式(2)所示。对于已知结构的表面活性号4与l3所示