环境友好型水基钻井液抑制剂GGD研究与应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com第30卷第6期钻井液与完并液Vo1．30NO．62013年11月DRILLINGFLUID&COMPLET10NFLUIDNOV．20l3【理论研究与应用技术】环境友好型水基钻井液抑制剂GGD研究与应用孙强，胡进军，冀腾，李友良，耿铁，项涛(1．中海油田服务股份有限公司油田化学研究院，河北燕郊；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)孙强等．环境友好型水基钻井液抑制利GGD研究与应用fJ1．钻井液与完井液，2013，30(6)：27—28，32．摘要针对海洋勘探开发泥页岩地层存

2、在的黏土矿物水化膨胀、分散等问题，研制出具有较强抑制怍用的环境友好型抑制剂GGD．介绍了GGD的作用机理GGD的分子结构由具有疏水作用的脂肪烃和具有吸附、抑制怍用的有机阳离子基团组成，相对分子质量较大，分子链足够长，因此还对钻屑有吸附、包裹作用性能评价结果表明，GGD具有良好的抑制，劣质土造浆、页岩水化分散膨胀的能力；符台GB18420．1—2009生物毒性要求。在渤海湾曹21井的现场试验结果表明，GGD钻井液对大段泥页岩有较强的抑制效果，能够长时间维护井壁稳定，克服长井段长时间裸露易发生的井壁稳定问题。该钻井液满足渤海石油勘探开

3、发环境保护及施工作业要求．．关键词强抑制性水基钻井液；抑制剂；环境保护；海洋钻井中图分类号：TE254．4文献标识码：A文章编号：1001．5620(2013)06—0027—02钻井液的抑制性能对油田勘探开发作业影响很GGD靠静电作用吸附在钻屑上且吸附力较强，由大，特别是在钻探泥页岩等黏土含量高、易水化地于它的相对分子质量较大，分子链足够长，因此，层中，钻井液抑制能力的好坏直接影响钻屑膨胀、GGD同样具有对钻屑的吸附、包裹作用。从宏观分散、井壁稳定及作业安全等问题。所以钻井液抑上看，在钻屑块表面形成包裹膜，在井壁上形成吸制剂的性

4、能对钻井液性能的影响至关重要。环境友附膜。因此，GGD在钻井液中起到优异的抑制作用。好型水基钻井液抑制剂GGD抑制能力强，符合海洋环境保护要求，在海洋石油勘探开发中有广阔的2抑制剂GGD的室内性能评价应用前景。2．1抑制劣质土造浆实验1抑制剂GGD的作用机理钻井液对劣质土相的包容程度越强，说明其抑制性越强，相应地钻井液抑制剂的性能越好。图1GGD是一种环境友好型页岩抑制剂，其分子结为GGD对钙膨润土的抑制性能实验结果。实验用构由具有疏水作用的脂肪烃和具有吸附、抑制作用的钻井液配方为：4％NaC1溶液+0．3％部分水解聚丙有机阳离子

5、基团组成。GGD的抑制机理D-5]主要有烯酰胺PF—PLH+3％PF—GGD／YLZ+定量的钙膨润土。以下几点：①靠静电作用可吸附在岩屑表面，与岩屑70层间可交换阳离子发生离子交换作用后也可以进入岩6o屑晶层问，表面吸附的GGD疏水基可形成疏水层，嚣5040阻止水分子进入岩屑粒子内部，层问吸附的GGD靠耋3020静电作用拉紧层片，这些作用可有效地抑制岩屑水l0O化膨胀和分散Ⅲ。②GGD所带的正电荷中和岩屑带的负电荷，削弱岩屑粒子问的静电排斥作用，从而降钙土低岩屑的分散趋势。]。③GGD带有阳离子基团，网1GGD与YLZ对钙膨润土的

6、抑制效果对比基金项目：中海油田服务股份有限公司科研项目“环保型水基钻井液体系GREEN—DRILL研发”(YHB12YF009o第一作者简介：孙强，工程师，2002年毕业于中国石油大学应用化学专业，现在从事钻井液的研究工作。地址：北京255信箱中海油服油田化学研究院；邮政编码101149；电话(0316)3367054；E-mail：sunqiang7@cos1．corn．cn。学兔兔www.xuetutu.com28钻井液与完井液2013年11月由图1可知，在钙膨润土加量为40％时基浆的不会对钻井液流变性能造成不良影响，如表1所

7、示。表观黏度为60mPa·S，加入GGD后表观黏度为14可以看出，当GGD加量大于3％时体系性能趋于mPa·S，黏度降低77％，抑制能力优于小阳离子YLZ。稳定；从老化后数据可以看出，GGD对钻井液的2．2抑制页岩线性膨胀实验抗温性能有提升的作用，有利于提高钻井液在较高温度、中深井作业情况下的体系稳定性。室内采用线性膨胀实验仪评价GGD抑制黏土膨胀的能力，选用l5g现场膨润土在40MPa条件表1抑制剂GGD不同加量下钻井液体系流变性能表下压制30min制成模拟岩心块，选用OFI四联动态线性膨胀仪，在50、低速搅拌条件下进行16h实

8、验，得到的GGD抑制线性膨胀实验结果如图2所示。可知，模拟岩心块在海水中的16h膨胀率为59％，加入3％GGD后膨胀率为34％，线性膨胀率下降42．4％。实验结果优于小阳离子抑制剂YLZ。7040Ot／h2．5GGD的环境保护性能图2GGD与YLZ