氯化钙弱凝胶无黏土相钻井液室内研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第3l卷第3期钻井液与完井液Vo1．31No．32014年5月DRILLINGFLUID&C0MPLET10NFLUIDMay2014doi：10．3969~．issn．1001—5620．2014．03．003氯化钙弱凝胶无黏土相钻井液室内研究苏雪霞，孙举，郑志军，宋亚静(中原石油工程公司钻井工程技术研究院，河南濮阳)苏雪霞等．氯化钙弱凝胶无黏土相钻井液室内研究[J]_钻井液与完井液，2014，31(3)：10-13．摘要为解决CaC1，无黏土相钻井液的悬浮稳定性和降滤失能力，通过反相乳液聚合方式，研制出一种弱凝胶提黏切剂。该提黏切剂呈球状，具有一定

2、的粒径分布，其中粒径较大的约为1．8um，较小的约为0．1pm。其性能评价结果表明，该提黏切剂抗温达170，且高温稳定性好，同时其在钻井液中具有良好的可变形封堵效果。以弱凝胶提黏切剂和高阳离子度聚合物抑制剂为主处理剂，形成了CaCl弱凝胶无黏土相钻井液，对其性能进行了评价。结果表明，优选出的CaCI，无黏土相钻井液配方抗温可达150oC，抗钻屑和嘭润土污染可达10％，抑制防塌性能优越，相对页岩回收率为99．1％，钻井液活度为O．838，具有良好的沉降稳定性和高温稳定能力，且加入弱凝胶提黏切剂后的钻井液承压封堵能力增强，最大承压达22MPa，说明弱凝胶提黏切剂刚性强，在提黏切的同时，具有较

3、好的封堵降滤失能力。关键词氯化钙无黏土相钻井液；弱凝胶提黏切剂；强抑制钻井液；钻井液配方中图分类号：TE254．3文献标识码：A文章编号：1001—5620(2014)03-0010—04随着油气勘探开发的深入，复杂井和特殊工艺井的高黏度高切力性能，满足钻井液的悬浮携砂要求；越来越多，对钻井液技术提出了更高的要求，特别是通过钻井液的无黏土特性、对亚微米粒子的可控能力，水平井、小井眼井等的悬浮携砂、井壁稳定、润滑防卡、达到储层保护的目的。储层保护等问题[1-s]，国外沙特、苏丹在水平井中尝试应用氯化钙无黏土钻井液体系，以良好的抑制性有1弱凝胶提黏切剂的研制效地防止井壁垮塌，以较好的动塑比解

4、决了静态、动1．1弱凝胶提黏切剂的合成态携砂问题，有效地保护油气层，达到安全、高效施通过反相乳液聚合方式，将一定量的耐温抗盐单工；中国对无黏土相钻井液研究较少，主要是有机盐体、有机酰胺类单体、交联性单体、乳化剂吐温80无黏土相钻井液，由于价格较高，应用受到限制[6-10]。或OP．10溶于适量的蒸馏水中，用NaOH调节pH值为了降低钻井液成本，扩大无黏土相钻井液应用范围，至指定值，得分散相部分；将乳化剂司盘80溶于适满足钻井液抗温、抗钙要求，研究了CaC1，无黏土相量的白油中得连续相部分；在乳化剂的作用下，将分钻井液体系。CaCl无黏土相钻井液的悬浮稳定性和散相缓慢加人至连续相中乳化20

5、min，即得到反相乳降滤失能力是需要解决的技术难题，常规提黏切剂、液。将反相乳液通氮气除氧，加人引发剂，在4OcC降滤失剂在高温、高钙条件下容易降解，钻井液性能水浴中反应5～8h，得黏稠状乳白色胶乳，即为弱难以控制。因此通过对聚合物分子结构进行分析设计，凝胶提黏切剂。研制了抗温达170℃的弱凝胶提黏切剂、复合抗高温1．2弱凝胶提黏切剂微观形态聚合物抑制剂，研制出抗温达150c《=的CaCI弱凝胶无黏土相钻井液。通过高浓度CaC1，水溶液的低活度、将弱凝胶提黏切剂破乳、洗涤、干燥后，得粉末强去水化能力及聚合物抑制剂的抑制、吸附能力，强样品。用扫描电子显微镜(SEM)观察材料的微观化钻井液的

6、抑制防塌性能；通过弱凝胶低剪切状态下形态，如图1所示。可以看出，提黏切剂呈球状，具基金项目：中原石油勘探局重点科研项目“抗高温弱凝胶无黏土相钻井液体系研究”(2012319o第一作者简介：苏雪霞，工程师，主要从事钻井液技术研究及新产品开发。地址：河南省濮阳市中原路462号钻井工程技术研究院；邮政编码457001；电话(0393)4899548；E．mail：suxuexia2003@163．tom。学兔兔www.xuetutu.com第3l卷第3期苏雪霞等：氯化钙弱凝胶无黏土相钻井液室内研究有一定的粒径分布，其中粒径较大的弱凝胶提黏切剂2CaC1无黏土相钻井液配方优选约为1．8gm，较小

7、的约为O．1pm。2．1弱凝胶提黏切剂加量的优选CaC1：弱凝胶无黏土相钻井液体系主要由弱凝胶提黏切剂、聚合物抑制剂、CaC1：及重晶石组成。在■■钻井液密度为l-3g／cm、CaC1：加量为20％时，考察弱凝胶提黏切剂加量对钻井液性能的影响，实验结果3000倍5000倍见表3。由表3可以看出，随着弱凝胶提黏切剂加量图1弱凝胶提黏切剂SEM照片的增加，钻井液黏度切力增加，滤失量明显降低；当提黏切剂加量为1．5％时，钻井液性能较好，滤