油基钻井液性能与固井质量研究

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1、钻井工程天然气工业2005年6月3油基钻井液性能与固井质量研究111233单高军崔茂荣马勇周健唐仕忠李福德(1.西南石油学院2.中海油服油田技术事业部泥浆服务中心3.四川石油管理局)单高军等.油基钻井液性能与固井质量研究.天然气工业,2005;25(6):70～71摘要为了研究油基钻井液性能和固井质量之间的直接关系,采用新建立的评价方法———人工岩心法,考察了油基钻井液体系及其主要组分对固井作业中第一、第二界面剪切胶结强度的影响规律,以及不同混浆比例下对水泥浆胶凝强度、初凝时间、终凝时间和水泥石抗压强度的影响规律。研究表明:对两界面胶结强度的影响由大到小依次是体系、乳状液、主乳

2、化剂、降滤失剂、白油;前置液清洗后,胶结强度成倍提高,尤其对体系、乳状液和降滤失剂清洗效果最佳;随混浆比的增大,水泥浆初凝和终凝时间明显延长,水泥石抗压强度明显下降,甚至不凝。主题词钻井油基钻井液钻井液性能人工岩心法固井质量油基钻井液性能对固井质量的影响主要反映在泥)+453g水+30g氯化钙对顶替效率、水泥石强度及第二界面(固井时水泥浆混浆实验用水泥浆:1000g水泥(油井用G级水与井壁岩石的胶结面,第一界面为水泥浆与套管的胶泥)+440g水结面)的胶结程度上。前者已经有学者进行了深入的3.实验程序研究,而对第二界面胶结强度的研究几乎是空白的。(1)白油(作为基油)5000m

3、L备用,其余各剂按〔1～3〕所以有必要对此进行深入系统的实验研究。百分比取样。(2)各单组分溶液均是在基油基础上配制,各单一、实验过程及评价方法组分改变比例3次(主乳化剂0.5%、0.8%、1.1%,1.实验岩心和套管降滤失剂3%、5%、7%)重复做实验。选用人造岩心,长度75mm,直径25mm,渗透(3)配置油基钻井液体系及乳状液,静置1天待-3-32率500×10～600×10μm,用金属棒模拟套管,性能稳定后做后续实验。长度75mm,直径25mm,光滑度1.1。(4)根据新的评价方法———人工岩心法做实验。2.实验药品及配方(5)将各单组分溶液、白油、乳状液及钻井液体系白

4、油溶液:5号白油分别与水泥浆以5∶95、25∶75、50∶50混浆后测初凝降滤失剂溶液:300mL白油+(3%、5%、7%)时间、终凝时间、胶凝强度和最终的水泥石抗压强度。降滤失剂4.评价方法———人工岩心法主乳化剂溶液:300mL白油+(0.5%、0.8%、该方法用岩心代替井壁岩石,直接在人工岩心1.1%)LCR-01D主乳化剂上做钻井液滤失实验。每种溶液中浸泡两块人工岩乳状液:400mL白油+0.5%LCR-01D主乳化心和一块金属棒,各浸泡24h,以在岩心表面形成滤剂+100mL水+20g氯化钙+0.5%ABS辅助乳化剂饼,在金属棒表面形成吸附膜。首先,从每种溶液中油基钻

5、井液体系:白油400mL+1.5%VG-69取出浸泡好的岩心和金属棒各一块,直接置入水泥有机土+0.5%LCR-01D主乳化剂+3%降滤失剂浆固化模中心,然后注入水泥浆,候凝;其次,再从每+100mL水+20g氯化钙+0.5%ABS辅助乳化剂种溶液中将剩下的岩心和金属棒取出,在配制好的特〔4〕+0.3%润湿反转剂(十六烷基三甲基氯化氨)殊前置液中旋转(300r/min)15min,然后置入水泥胶结实验用水泥浆:1000g水泥(油井用G级水浆固化模中心,再均匀倒入相同性能的水泥浆,候凝;3本成果系中海石油技术服务公司研究项目(编号:JSKF2003YJ21)。作者简介:单高军,1

6、980年生,现在西南石油学院攻读油气井工程专业硕士学位,从事油气井工作液化学、固井方面的研究。地址:(637001)四川省南充市西南石油学院石油工程学院科学技术部。电话:(0817)2642101,13086363704。E2mail:joe2joe3215@sina.com·70·第25卷第6期天然气工业钻井工程另外,取空白岩心和金属棒(即未经钻井液浸泡的岩比的增大,初、终凝时间均明显延长,延长程度由大心和金属棒)各一块,置入固化模与水泥浆胶结。各到小依次是乳状液、体系、主乳化剂、降滤失剂、白候凝24h后,分别测试剪切胶结强度,并记录数据。油;其中前三者在混浆比为50∶50时

7、已经不凝。降滤失剂在加量5%和7%时,初凝时间和终凝时间受二、实验结果及数据分析混浆比影响较小。1.胶结强度实验4.水泥石抗压强度实验用液压强度测试仪,测出第一、第二界面剪切胶将已经固结48h的水泥浆从模具中取出,测量结强度,结果见表1、2。由表1、2可知,各组分及其圆锥体水泥模的上下表面直径及高度,记录数据;将水泥模放入液压式强度测量仪下,开启测量仪向水体系形成的界面胶结强度都明显低于对应的空白岩泥模加压直到水泥模破裂,读出指针盘上的最大读心和金属棒形成的界面胶结强度,说明各组分对胶数,即