深水合成基钻井液恒流变特性研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报2012年l2月第34卷第12期JournalofOilandGasTechnologyDec．2012Vo1．34No．12深水合成基钻井液恒流变特性研究舒福昌，齐从温(长江大学化学与环境工程学院，湖北~J0$1434023)向兴金，石磊，江引余(荆州市汉科新技术研究所，湖北荆州434001)蒋世全，许亮斌，罗洪斌(中海油研究总院，北京100027)[摘要]合成基钻井液以其特有的环保性能及机械钻速高、井壁稳定性好等特点，已成为国际上海上油气钻探的常用钻井液体系。深水钻井时由于温度变化明显，对钻井液流变性提出了很高的要求。研究了

2、合成基基液、有机土、降滤失剂、油水比对HMS合成基钻井液流变性的影响规律，并与传统合成基钻井液的流变性进行了对比。结果表明，由运动黏度低的线性a一烯烃(LA0)和特种油配制的钻井液在低温时的流动性明显好于酯基合成基钻井液；有机土和油水比对合成基钻井液流变性影响明显，而降滤失剂影响较小。与传统合成基钻井液相比，HMs合成基钻井液的流变性受温度的影响很小，4℃与65℃情况下的动切力的比值小于1．15，表现出了良好的恒流变特性，较适合于海洋深水钻井。[关键词]恒流变特性；深水；合成基钻井液；流变性[中图分类号]TE254．3[文献标志码]A[文章编号]1000—9752(2012)1

3、2—0101—04我国南海海域石油蕴藏量巨大，属于世界四大海洋油气富集区之一，有“第二个波斯湾”之称。近年来，随着海洋石油工业的不断发展和开采量的逐年增加，海洋石油勘探已逐渐向深水进军口]。深水钻井一般指钻井水域水深超过900m，水深超过1500m时为超深水钻井。然而深水钻井时温度变化明显，钻井液的流变性受温度的影响很大，特别是动切力和低剪切速率下的黏度难以控制，由此引发的井漏、当量循环密度(ECD)高和压力控制难等一系列问题正在成为深水钻井所面临的挑战_2]。合成基钻井液以其机械钻速高、井壁稳定性好等特点已成为海上油气钻探的常用钻井液体系，但该钻井液的黏度、切力受温度的影响较

4、明显，特别在钻井液长时间静置的情况下更严重[2]。目前国内对合成基钻井液的研究一般以表观黏度作为主要参数。而国外具有恒流变特性的合成基钻井液是在传统合成基钻井液的基础上通过处理剂的优化和改性发展起来的，是一种适合深水钻井的新型钻井液体系，它最大的特点是切力受温度影响较小。笔者研究了合成基基液、有机土、降滤失剂、油水比对HMS合成基钻井液流变性的影响规律，并与传统合成基钻井液的流变性进行了对比。1试验部分1．1试验材料及仪器1)试验材料线性a一烯烃(萨比克和林德公司生产)；重晶石粉(广西象州县矿粉厂生产)；特种油，酯基基液，主乳化剂，辅助乳化剂，润湿剂，有机土，沥青类降滤失剂，合

5、成树脂类降滤失剂，流型改进剂(湖北汉科新技术股份有限公司生产)。2)仪器高速搅拌器，六速旋转黏度计，高温滚子炉，常温常压失水仪，高温高压失水仪(青岛海通达专用仪器厂生产)；深水环境低温模拟试验箱(湖北创联石油科技有限公司生产)。1．2试验方法1)HMS合成基钻井液(代号为HMS)基本配方基液(即特种油)0．20g／mlCaCl溶液+主乳化剂+辅助乳化剂+润湿剂+有机土+降滤失剂+CaO+流型改进剂，用重晶石调节至密度为1．16g／cma。2)合成基钻井液配制在搅拌条件下，将主乳化剂、辅助乳化剂和润湿剂加入基液中，加入质量[收稿日期]2012—08—25[基金项目]国家科技重大专

6、项子课题(2011ZX05026—001—09)。[作者简介]舒福昌(1966一)，男，1989年大学毕业，硕士，教授，现主要从事油田化学教学与科研工作。学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报*油气田开发工程2012年12月浓度为0．20g／ml的CaC1。溶液，搅拌10min；然后加入有机土和降滤失剂，继续搅拌10min；加入重品石至泥浆密度为1．16g／cm。，再搅拌20min。将配制好的合成基钻井液在120℃、16h热滚条件下老化后进行性能测定。3)流变性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拟试验箱中，当钻井液温度与设定温度一定时开始测定钻井液的

7、流变性。根据六速旋转黏度计的读数(N删。、N瑚。)，按照宾汉流变模式计算塑性黏度()和动切力(rd)。．4)滤失量测定将待测钻井液按照SY／T5621一l993的规定测定API滤失量V和120℃、压差为3450kPa时的高温高压滤失量。。．2试验结果与讨论25=、2．1合成基基液对HMS合成基钻井液流变：20性的影响l15-◆-酯基合成基钻井液为w／O乳状液，基液的