油基钻井液在高温高压下的密度预测新模型

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1、第29卷第4期钻井液与完井液VoI．ZJo．斗学兔兔www.xuetutu.com2012年7月DRILLINGFLUID&COMPLET10NFLUIDJuly2012【理论研究与应用技术】油基钻井液在高温高压下的密度预测新模型杨雪山，鄢捷年，马鹏程，周昊，盛炜炜。(1．中国石油大学(北京)教育部石油工程重点实验室，北京；2．中国石化江苏油田公司，江苏扬州；3．中海油安全技术服务有限公司，天津)杨雪山等．油基钻井液在高温高压下的密度预测新模型fJ]．钻井液与完井液，2012，29(4)：5-8．摘要在高温高压井中，当钻遇复杂地层时需及时

2、调整钻井液的密度。目前所建立的油基钻井液在高温高压条件下的密度预测模型都是根据实验结果建立的经验模型，尽管这些模型具有较高的拟合精度，但当钻井液密度发生改变时，其模型中的各项回9-5系数就不再适用。建立了一个新的密度预测模型，其特点是，当油基钻井液配方不变时，可根据某一给定密度油基钻井液的含温度、压力的密度模型，准确地预测其加重后在高温高压条件下的密度。并且，将模型计算值与实验数据进行对比可以发现，加重材料的加入会对钻井液造成一个附加的体积变化，因而经本研究修正后的预测模型具有更高的准确性。关键词油基钻井液；密度；高温高压；预测模型中图分

3、类号：TE254．1文献标识码：A文章编号：1001—5620(2012)04—0005—04O引言1影响油基钻井液密度在高温高压下变化的因素油基钻井液由于其优良的性能，被广泛应用于深井、超深井及地质条件复杂的地区。由于钻井液关于温度和压力对钻井液密度的影响规律，国随温度的升高而膨胀，随着压力的升高而压缩，因内外均开展了一系列研究。McMordie[2等人测量此在高温高压环境下，钻井液的密度随着温度和压了油基钻井液和水基钻井液在高温高压条件下的密力的变化而变化。在高温高压井中，当所钻地层的度，实验结果表明，油基钻井液的密度受温度和压孔隙压

4、力和地层破裂压力接近时，井底压力控制是力的影响程度明显高于水基钻井液。鄢捷年p的实非常重要的，采用井口的钻井液密度计算井底压力验结果表明，温度和压力对各种钻井液密度的影响必然会导致较大的误差。KeelanAdamsonⅢ等人讨规律基本相同，在温度一定的情况下，钻井液密度论了高温高压对钻井液密度的影响，认为这种影响均随压力的升高而增大，高温时压力的影响程度比足以导致井壁失稳和钻井液漏失，并要求对高温高常温时大，油基钻井液的密度与压力的关系图呈指压井的井底压力预测精度在2％以内。目前所建立数曲线形式。管志川根据Peterst和McMordie

5、t】的油基钻井液在高温高压下的密度预测模型，一般等提供的油基钻井液的实验数据发现，当压力恒定是根据实验结果建立的经验模型，但当钻井液密度时，不同油基钻井液密度的倒数与温差成线性关系，发生改变时，就需要重新回归模型中的各项系数，其斜率与压力有关，压力越高，其斜率越小，但与这显然不便于进行现场应用。因此研究了当钻井液压力并不构成线性关系。这表明压力对密度的影响配方不变时，根据某一密度油基钻井液在高温高压规律比温度更为复杂。条件下的密度模型，预测加重后的油基钻井液密度。油基钻井液的组分包括油相、水相、化学处基金项目：国家863项目(2006AA

6、06Z239)和国家自然科学基金项目(50974129)的部分研究内容。第一作者简介：杨雪山，在读硕士研究生，1985年生，研究方向为油气井化学与工程。地址：北京市昌平区府学路18号中国石油大学(北京)；邮政编码102249；电话(010)89733893；E-mail：xueshan779@126．tom。学兔兔www.xuetutu.com6钻井液与完井液2012年7月理剂和加重材料。一般认为加重材料的可压缩性与加剂的体积不随温度和压力的变化而变化。根据物油和水相比要低得多，因此当温度和压力改变的时质平衡原理，提出了水基和柴油基钻井液

7、密度的组候，钻井液体积的变化主要是油和水的体积变化。分预测模型。但该模型的使用较为复杂，需分别对Barklm[6等人测定了在不同温度和压力下，蒸馏水、钻井液不同组分进行实验，掌握其规律后才能应用。CaC1：盐水、柴油、矿物油、线性石蜡基油、线性仅．管志川[4将钻井液作为一个整体，在模型中引烯烃基油、内烯烃基油的密度，并做出当温度恒定入了膨胀系数和压缩系数，提出了预测油基钻井液时，这些流体密度的变化值随压力的变化图。根据密度的倒数模型。根据该模型，当压力恒定时，油该文献的实验结果可知，这些液体的密度随温度和基钻井液密度的倒数与温差呈线性关系

8、；当温度恒压力的变化规律大体是类似的，但受影响的程度不定时，钻井液密度的倒数之差与压差呈指数关系。同，其中CaC1盐水是受温度和压力影响最小的，Sorellef8]提出了预测高温高压条件下钻井