适于深水钻井的恒流变合成基钻井液

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1、学兔兔www.xuetutu.com第31卷第2期钴井液与完井液V0l

2、3lNO．220l4年3月DRILLINGFLUID&COMPLET10NFLUIDMar．20l4doi：10．3969~．issn．1001—5620．2014．02．005适于深水钻井的恒流变合成基钻井液韩子轩，蒋官澄2，李青洋(1．中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室，北京；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)韩子轩等．适干深水钻井的恒流变合成基钻井液『J]．钻井液与完井液，2014，3l(2)：I7-20．摘要深水钻井条件下，温度变化大，

3、对钻井液在低温环境下的流变性提出较高要求室内合戎一种缔令聚物处理剌，该处理剂可以怍为一种流型调节刺，调节钻井液『氐温流变性，使其在低温条件下有稳定的动切力、：艇寸奄强度和读数通过乳『匕利和有机土加量的优选、不同油水比以及不同密度下低澎流变性的对比研究，形戎一种恒流变合成基钻井液研究结果表明，与传统的合成基钻井液相比．恒流变合成基钻井液在较大的温度变化范围内具有稳定的流变性，低温下钻井液不会出现胶凝现象，保证了深水钻井的安全关键词深水钻斗；流型调节剂；恒流变；合成基钻井液中图分类号：TE254-3文献标识码：A文章编号：1001—5620(2014)0

4、2—0017-04在深水环境下钻井时温度变化明显，海水温度甚降滤失剂(实验室合成)，重晶石粉。至会低于5cjC，这样的低温环境会使钻井液迅速冷却，高速搅拌器，四口烧瓶，冷凝器，油浴锅，恒压特别是会出现钻井液动切力和低剪切速率下的黏度难滴液漏斗，六速旋转黏度计，高温滚子炉，低温模拟以控制，甚至产生胶凝现象，由此引发井漏、当量设备。循环密度高和压力控制难等一系列井下复杂情况[i-9]。1．2实验方法针对这些难点，室内研发了一种缔合聚合物流型调节基础配方为：油：25％CaCI，溶液(70：30～剂，该流型调节剂可以调节合成基钻井液在低温下的80：20乳化剂

5、+润湿剂+有机土+石灰+重晶石。切力、凝胶强度，使钻井液具有平缓的切力一温度特在搅拌条件下，将乳化剂和润湿剂加入基液中，性曲线；实现“恒流变”，可以在低温下兼顾流体的加入质量浓度为25％的CaCI，溶液，搅拌10min；流变性和当量循环密度控制，这样就能保证钻井液在然后加入氧化钙、有机土和降滤失剂，继续搅拌深水低温环境下不会因静置而m现胶凝现象或钻进循10min；加入重晶石，再搅拌20min。将配制好的合环时出现较大的当量循环密度[9-10]。成基钻井液在120℃、16h下老化后进行性能测定。将待测钻井液及六速旋转黏度计放在深水环境低温模1实验部分拟

6、设备中，测定待测钻井液在不同温度下的流变性能。1．1实验材料与仪器2实验结果与讨论十八烷不饱和二聚脂肪酸(85％)，二乙烯三胺2．1聚合物的合成与表征(CP)，茂名5白油，气制油GTL185V(壳牌MDS公司)，线性烯烃；Span80(CP)，乳化剂1，乳2．1．1合成方法化剂2(M—ISWACO)，润湿剂(M—ISWAcO)，有在氮气保护下，按照摩尔比为l：1，将一定量机土(M—ISWACO)，氯化钙(CP)，氧化钙(CP)，的不饱和二聚脂肪酸加入配有冷凝器的四口烧瓶中，基金项目：国家自然科学基金创新研究群体项目(51221003)，国家自然科学基

7、金面上项目(1074173)，国家863项目“海上大位移井水平井钻井液关键技术研究”(2012AA091502)，国家自然科学联合基金项目“页岩气钻探中的井壁稳定及高效钻完井基础研究”(U1262201o第一作者简介：韩子轩，在读博士研究生，主要从事油基／合成基钻井液处理剂研发及体系研制。地址：北京市昌平区府学路18号中国石油大学石油工程学院博士2012级；邮政编码102249；电话(010)89732239；E-mail：zixuan1225@163·tom。学兔兔www.xuetutu.coml8钴井液与完井液2014年3月加热至100℃维持15

8、min，称取一定量的二乙烯三2．2处理剂的优选胺，移至恒压滴液漏斗中，在100o【=下进行加胺操作，2．2．1基础油的优选滴加时间控制在30min，滴加完成后将温度缓慢升温基液黏度影响合成基钻井液的低温流变性，基液至230，在300r／min下搅拌保持2h；随后样品冷黏度越低，对钻井液低温流变性影响越小，几种常用却至100℃。反应直至酸值不大于2．0mgKOH／gn1]基础油的运动黏度见图3]。从低温下的运动黏度成品。反应主要是二元酸和三胺反应生成聚酰胺多胺，变化分析，结合海洋深水钻井液的特点，选用50℃反应式见图1。该聚合物链上既有酰胺基的活性亲水

9、时运动黏度为2．2mm2／s、4℃时表观黏度为31-n1．n2／s基团，也有由脂肪酸提供的一cH长碳链疏水基