钻井液滤液抑制泥页岩水化膨胀能力评价方法

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1、学兔兔www.xuetutu.comV_01．30No。6第3O卷第6期钻井液与完井液2013年11月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDNOV．2013【理论研究与应用技术】钻井液滤液抑制泥页岩水化膨胀能力评价方法尹增苇，耿东士，王小娜(1．中国石油勘探开发研究院工程技术研究所，北京；2．渤海钻探工程技术研究院，天津)尹增苇等．钻井液滤液抑制泥页岩水化膨胀能力评价方法【J1．钻井液与完井液，2013，30(6)：44—47．摘要测定钻井液滤液抑制泥页岩水化膨张能力的方法主要是页岩膨胀法。通过实验验证了页岩

2、膨胀法存在的问题，并分析了产生这种问题的原因。提出了一种测定钻井液滤液抑制性的新方法——离心法，通过实验证明了这种方法的可行性，并通过离心法测定出了KC1和有机盐溶液的抑制性随浓度变化的规律。关键词钻井液滤液；抑制性；页岩膨张法；离心法中图分类号：TE258文献标识码：A文章编号：1001—5620(2013)06—004404统计资料表明，90％的井下复杂都发生在泥页1．1溶液抑制性岩段It2]，是由泥页岩的水化膨胀引起的，防止其分别用钙膨润土和钠膨润土测定了3％、5％、膨胀的关键是提高钻井液滤液的抑制性，但是如何7％KC1溶

3、液和5％、20％有机盐溶液以及水和煤油测定钻井液滤液的抑制性，还存在一定的争议。目的抑制性，测定结果见图1～图4。前比较常用的几种测定钻井液抑制性的方法也都存8070在着一定的不足。滚动回收率法测定的主要是钻井液包被抑制钻屑，防止其水化分散的能力，却不蓁能很好地评价钻井液滤液抑制泥页岩水化膨胀的能2O力；激光粒度法能在某种程度上评价钻井液滤液的lOO抑制能力，但实验结果受搅拌时间和搅拌速率影响较大，且仪器价格昂贵，无法普及[3-4]；CST测定t／h方法的实验结果重复性很差[5-6]；目前使用最广泛图1不同浓度KC1溶液抑制性的

4、测定结果(钙膨润土)的测定钻井液滤液抑制泥页岩水化膨胀能力的方法从图1可知，土样选钙膨润土时，测定出几种是页岩膨胀法，实验发现这种方法也存在着一定的样品的抑制性强弱顺序为：煤油>7％KC1溶液>缺陷。对此进行了研究分析，提出了一种简便快捷5％KCI溶液>3％KC1溶液>水。的新方法，并用这种新方法测定了不同浓度的KC180和有机盐溶液的抑制性。701NP．01页岩膨胀仪测定抑制性称量10g在105oC下烘干4h以上的膨润土，100加入到量杯中，在4MPa压力下压5rain，把量杯安装在NP．01A页岩膨胀测试仪上并标定好零点后，

5、将量杯中加满待测液，测量8h，记录实验数据。图2不同浓度有机盐溶液抑制性的测定结果(钙膨润土)第一作者简介：尹增苇，在读硕士研究生，研究方向为钻井液与油气层保护。地址：北京市海淀区学院路20号中国石油勘探开发研究院；邮政编码100083；电话13810369342；E-mail：both1989@126．corn。学兔兔www.xuetutu.com第30卷第6期尹增苇等：钻井液滤液抑制泥页岩水化膨胀能力评价方法45从图2可以看出，土样选钙膨润土时，用>水>20％有机盐钻井液滤液>10％有机盐钻井NP一01膨胀仪测定出几种样品的

6、抑制性强弱顺序为：液滤液>5％有机盐钻井液滤液>3％KCl钻井液煤油>20％有机盐溶液>5％有机盐溶液>水。滤液。其中后4种滤液的抑制性相差很小。1．3实验结果讨论从实验结果可以看出，用NP．01页岩膨胀仪测耋定出的结果受土样影响较大，土样选钙膨润土时，实验结果能反映出溶液的抑制性强弱；而选钠膨润土时，实验结果则与实际情况有很大差异。从理论t／h上分析，KC1和有机盐溶液的抑制性要强于蒸馏水，图3不同浓度KC1溶液抑制性的测定结果(钠膨润土)但是土样选钠膨润土时的测定结果却恰恰相反。这是由NP一01页岩膨胀仪的测定原理决定的：在

7、测定从图3可知，土样选钠膨润土时，测定出几种过程中，各种待测液是从压好的土样上方渗入，钠样品的抑制性强弱顺序为：煤油>水>7％KC1溶膨润土遇蒸馏水后迅速水化，并阻止蒸馏水进一步液>5％Kcl溶液>3％KC1溶液渗入土样，而含电解质的待测液则能减缓钠膨润土水化速度，逐渐渗入土样。待测液渗入土样越多，土样被浸泡的体积越多，那么土样膨胀的总体积自埒然也越大(在土样被浸泡体积相同的情况下，土样鼙在抑制性好的待测液中的膨胀量读值才会低)。由于蒸馏水在一定时间内渗入钠膨润土样的体积远低于含电解质溶液渗入钠膨润土样的体积，则一定时t／h间内

8、钠膨润土样在蒸馏水中的膨胀量读值低于在含图4不同浓度有机盐溶液抑制性的测定结果(钠膨润土)电解质溶液中的读值，也就出现了用钠膨润土做抑从图4可以看出，土样选钠膨润土时，测定出制性评价实验用土时，蒸馏水的抑制性大于KC1和几种样品的抑制性强弱顺序为：煤油>水>20