一种深水水基钻井液关键外加剂的优选评价

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1、学兔兔www.xuetutu.com第29卷第6期钻井液与完井液、，01．29NO．62012年11月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDNOV．20l2【理论研究与应用技术】一种深水水基钻井液关键外加剂的优选评价刘卫红，许明标，陈强，黄治华2，由福昌。(1．长江大学石油工程学院，湖北荆州；2．中海油田服务股份有限公司油田化学事业部塘沽基地，天津；3．荆州嘉华科技有限公司，湖北荆州)刘卫红等．一种深水水基钻井液关键外加剂的优选评价[J]．钻井液与完井液，2012，29(6)：6-9．摘要钻井

2、液对气体水合物的抑制性能和低温下良好的流变性能是深水钻井液的关键性能。通过对关键外加剂的优选，室内建立了一套用于2000m深水钻井的水基钻井液体系，该钻井液采用反相微乳液聚合物增黏剂UFLOW及改性植物胶VIS—HX作为钻井液的流型调节剂，以热力学抑制剂NaC1和聚合醇配以动力学抑制剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为气体水合物抑制剂。该钻井液在低温下能保持良好的流变性能；同时在水深为2000m、水温在3℃左右的环境下，该钻井液可抑制气体水合物的生成。关键词深水钻井液；热力学抑制剂；动力学抑制剂；流型调节剂中图分类号：

3、TE254．4文献标识码：A文章编号：1001．5620(2012)06—0006。04由于海洋深水钻井特殊的深水低温高压环境，更深的深水环境中，则可加入动力学抑制齐4，以给钻井作业带来诸多挑战，如钻井环境温度低、钻进一步提高其水合物抑制性能。拟采用NaC1配井液用量大、海底浅层井壁稳定性差、井眼清洗以聚合醇(GLYCOL)作为水合物抑制剂，同时困难、天然气水合物的形成以及浅层流等问题[t-z]，加入少量的动力学抑制剂PVP；钻井液的低温给深水钻井液的设计提出了更高要求。在深水环境流变性则通过采用特殊工艺合成的反

4、相微乳液聚下，要求钻井液对气体水合物具有抑制性和在低温合物UFLOW来进行调节；钻井液的滤失性能采下具有良好的流变性[3-51，而维护这些性能的外加用可生物降解的改性淀粉Flocat来进行控制。因剂——气体水合物抑制剂和流型调节剂则为深水钻此，钻井液的基本成分为：膨润土+处理海水井液的关键外加剂。因此，通过对关键外加剂的优+UFLOW+NaCl+GLYCOL+Flocat+PVP。选评价，得到了一种性能良好的深水水基钻井液。1．1膨润土加量1深水水基钻井液配方优选膨润土加量对钻井液性能的影响见表1。由表1可知，膨

5、润土加量对钻井液流变性的影响较大，目前，高盐／聚合物钻井液是在深水钻井使钻井液黏度随着膨润土加量的增大而增大，滤失量用最广泛的钻井液体系，该钻井液以高浓度的盐随之降低，当膨润土加量为3％时，钻井液的流变如NaC1、KC1等，配以醇类物质如聚合醇、乙二性能较合适，滤失量较低。因此，室内配浆选取3％醇等热力学抑制剂来抑制气体水合物的生成，现的膨润土加量。表1实验用钻井液配方如下。场使用和室内研究表明[6-16]，该钻井液可用于井膨润土+处理海水+6％UFLOW+20％NaCl+7％深l500m左右的深水环境。如果要将

6、该体系用于GLYCOL+3％Flocat+0．5％PVP基金项目：国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”子课题“深水钻井工程设计关键技术研究”(2008ZX05026．001—01)的部分内容。第一作者简介：刘卫红，高级工程师，主要从事油田化学的教学与科研工作。地址：湖北省荆州市南环路1号长江大学石油工程学院；邮政编码434023；E-mail：liuweihong06@126．corn。学兔兔www.xuetutu.com第29卷第6期刘卫红等：一种深水水基钻井液关键外加剂的优选评价7表1膨润土加量对体系性

7、能的影响表2UFLOW加量对体系性能的影响注：热滚条件为130℃、16h，流变参数为20℃下测得。1．2增黏剂UFLOW加量低温条件下，一般的增黏剂都表现出增稠现象，所以钻井液表现出在低温下黏度大，高温下黏度小的特点，这种特性使得一般通用的聚合物类增黏剂很难应用于深水钻井液。UFLOW是一种采用特殊功能单体通过反相微乳液聚合得到的聚合物增黏注：热滚条件为130oC、16h。剂，其增黏效果好且温度适应广，加入该增黏剂后，钻井液在低温下也能保持较好的流变性能。表2为表3流型调节剂的筛选不同UFLOW加量对钻井液性能的

8、影响。从表2可知，加入UFLOW后，钻井液具有优异的低温表观黏度控制效果，并且随着UFLOW加量的增大，体系黏度也相应增大，滤失量降低，体现了良好的增黏降滤失作用。当UFLOW加量达到6％时，体系具有较好的流变性能和滤失性能，因此，UFLOW加量选择为6％。实验用钻井液配方如下。3％膨润土十处理海水十UFLOW+20％NaCl+7％GLYCOL+3％Floeat+0．5％