生物柴油钻井液研究与应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com第30卷第4期钻井液与完井液V01．3ONo．42013年7月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDJuly2013【理论研究与应用技术】生物柴油钻井液研究与应用孙明波，乔军，刘宝峰，李海滨，牟顺泉。(1．中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛；2．胜利油田钻井工艺研究院，山东东营；3．胜利油田黄河钻井三公司，山东东营)孙明波等．生物柴油钻井液研究与应用lJ1．钻井液与完井液，2013，30(4)：15—18．摘要针对油基钻井液目前存在的配制成本高、易污染环境、有一定的安全隐患等缺点，以具有可再生性能

2、、安全性能和环境保护性能的生物柴油作为基油，研制出了全生物柴油基钻井液和生物柴油油包水钻井液评价结果表明，全生物柴油基钻井液配方简单，流变性能良好，具有良好的抗高温(180℃)和抗水侵(10％淡水或】0％饱和盐水)、钙侵(3％Ca2)、劣土侵(1O％钠嘭润土)能力；油水比为8：2的油包水钻井液密度达1．92g／cm仍具有良好的流变性能和乳化稳定性；毒性低，对卣虫幼体的半致死浓度为36l14mg／L，符合一级海区和二级海区生物毒性要求。生物柴油油包水钻井液在胜利油田渤页平12井中进行了应用，该体系性能稳定，在高密度情况下流变性能良好，施工过程中起下钻通畅，完井管

3、柱下入顺利。关键词生物柴油；钻井液；油基钻井液；毒性评价；环境保护中图分类号：TE254文献标识码：A文章编号：油基钻井液一般用柴油或白油作为基油，具有l室内实验抑制性强、高温稳定性好、抗污染能力强、润滑性1．1实验仪器和药品良好、能较好地保护储层等优点¨。]，同时也存在主要实验仪器：高速搅拌器(NGJ一2)、六速旋配制成本高、易污染环境、有一定的安全隐患等缺转黏度计(ZNN．D6)、滚子加热炉(XGRL一3)、中点[3-10]o为了克服油基钻井液污染环境的缺点，国压滤失仪(ZNS．2)、页岩膨胀仪(DYY-II)等。内目前在油基钻井液体系中普遍使用的基油为柴

4、油实验药品：生物柴油(工业品，符合GB／T和低生物毒性的各种矿物油。生物柴油是将各种生25199—2010)、有机土(自制)、有机褐煤(自制)、物的油脂以及废弃的动植物油脂、不能作为食用油油溶树脂、表面活性剂(OP一10、SP一80等，化学纯)。的野生作物油等等成本低廉的原料通过化学工艺制成可再生的生物燃料，其主要化学成分是脂肪酸甲1．2全生物柴油基钻井液酯[1”，这种燃料可以取代石化能源。与柴油、白油1．2．1钻井液配方等矿物油相比，生物柴油具有以下特点[12-18]0①环经过单剂优选和配方优化实验，确定全生物柴境保护性：生物柴油中硫含量低，二氧化硫和硫化油

5、基钻井液配方如下，其性能见表1。物的排放低，不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，生物柴油+3％有机土+1．5％sP．80+2％有机褐易于进行生物降解。②具有较好的安全性能：由于煤+1％OP．10+2％油溶性树脂闪点高(闪点(闭口)不低于130oC)所以生物柴全生物柴油基钻井液加入表面活性剂是为了分油不属于危险品，降低了运输和使用的危险性。③散有机土和乳化钻进中可能遇到的地层水。实验结良好的润滑性能。④具有可再生眭能，符合国家提果表明，该钻井液配方简单、性能良好、抗高温能倡的和谐可持续发展的战略要求。力较强。第一作者简介：孙明波，1969年生，2005年获山东大学

6、物理化学专业博士学位，现在从事钻井液研究与教学工作。地址：山东省青岛市经济技术开发区长江西路66号；邮政编码266555；电话13963987246；E-mail：mbsun@126·corn。学兔兔www.xuetutu.com16钻井液与完井液2013年7月表1不同温度下全生物柴油基钻井液体系的性能由表2、表3可知，在生物柴油钻井液中加入自来水后，配方中的乳化剂可以将水乳化从而保证钻井液性能的稳定性；加入Ca后，体系的表观黏度和塑性黏度呈现先增大后减小的趋势，动切力随着Ca浓度的增加而减小，在较高浓度的Ca侵入后钻井液性能只有很小的变化；加入NaC1溶液后

7、，体系的表观黏度、塑性黏度和动切力呈现先增大后减小的趋势，在10％的饱和盐水侵入钻井液后，1．2．2抗污染性能钻井液的性能变化较小。综上所述，该生物柴油基在全生物柴油基钻井液中加入不同量的钠膨润钻井液具有较好的抗污染性能。土、自来水和CaSO来模拟钻井液中劣质土、地层1．3生物柴油油包水钻井液淡水和Ca对钻井液性能的影响，结果见表2。在全生物柴油基钻井液中加入10％不同浓度的NaC11．3．1钻井液配方目前现场使用的油基钻井液主要是油包水钻井溶液来模拟盐水对钻井液性能的影响，结果见表3。液，因此在全生物柴油基钻井液研究的基础上，又表2全生物柴油基钻井液的抗污染

8、能力进行了生物柴油油包水钻井液研究，经