深水钻井液关键外加剂优选评价方法

《深水钻井液关键外加剂优选评价方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报2012年8月第34卷第8期JournalofOilandGasTechnologyAug．2O12Vo1．34No．8深水钻井液关键外加剂优选评价方法唐海雄(中海石油(中国)有限公司深圳分公司，广东深圳518067)许明标(长江大学石油工程学院，湖北荆州434023)罗俊丰(中海石油(中国)有限公司深圳1分公司，广东深ijll518067)罗洪斌(中海油研究总院，北京100027)刘卫红(长江大学石油工程学院，湖北荆州434023)叶吉华(中海石油(Ep国)有限公司深圳分公司，广东深fJlI51806

2、7)[摘要]常规深水钻井作业由于其特殊的深水低温高压环境，对钻井液的性能提出了更高的要求，在深水环境下，钻井液对气体水合物的抑制性能和低温下良好的流变性能是深水钻井液的关键性能，而赋予这些性能的外加剂——气体水合物抑制剂和流型调节剂则为深水钻井液的关键外加剂。目前水合物抑制剂的评价方法一般采用温度／压力法，即通过实验过程中温度和压力的变化来判断气体水合物的生成与分解，从而判别抑制剂性能的好坏。对流型调节剂的优选评价，一般是通过测定钻井液在作业范围的全温度段的流变性能来体现的，要求钻井液具有恒流变的特性，即钻井液的塑性黏度、动切力、六速旋转黏度计低转速下

3、的读数(oe6，3)在作业范围的全温度段的变化较小。[关键词]深水钻井液；关键外加剂；水合物抑制剂；流型调节剂[中图分类号]TE254．3[文献标识码]A[文章编号]i000—9752(2012)O8一ol1o—o4近年来随着海洋石油工业的发展和技术的进步，海洋石油的勘探和开发逐渐向深水转移。然而深水低温高压的特殊环境给钻井作业带来了许多挑战，如低温下钻井液的流变性、天然气水合物的形成、窄的地层破裂压力窗口、海底浅层的井壁稳定、大井眼的清洗、浅层流和海洋环保等问题【l1]，这样就给深水钻井作业提出了很高的要求。因此在深水钻井液的设计中，必须对钻井液的综

4、合性能进行全面考虑，使其满足深水钻井的特殊要求，其中钻井液在深水低温高压环境下抑制天然气水合物生成的能力和低温下良好的流变性能是深水钻井液的关键性能。而这些关键性能则是由钻井液中不同的外加剂所赋予的，因此这些外加剂也是深水钻井液的关键外加剂。笔者在充分调研国内外文献的基础上，结合长江大学深水项目组的研究实践，提出了深水钻井液关键外加剂优选的评价方法。1天然气水合物抑制剂的优选评价方法在深水钻井作业中无论采用水基钻井液、油基钻井液还是合成基钻井液，都必须充分考虑钻井液对水合物的抑制能力。为了提高钻井液对水合物的抑制能力，通常的做法是在钻井液中加入水合物抑

5、制剂。水合物抑制剂按其抑制机理可分为热力学抑制剂、动力学抑制剂和防聚剂[3]，而每一种类型的水合物抑制剂都有大量的品种可供选择，并且随着研究的不断深入，一些新型的抑制剂也不断被报道出来]。在实际应用中，要根据具体的地质条件、钻井液性能、成本等多方面的因素综合考虑来选择合适的抑制剂；在投入现场应用之前，必须进行大量的实验室评价，确保钻井液具有抑制气体水合物的性能。1．1天然气水合物抑制剂评价的实验仪器天然气水合物实验系统主要由高压系统、冷却系统、测试系统及其他辅助设备组成。高压系统包括[收稿日期]2012一o2-2o[基金项目]国家油气重大专项(2Oll

6、ZX05026—001一O1)。[作者简介]唐海雄(1962一)，男，1983年江汉石油学院毕业，高级工程师，现主要从事海洋石油海外及深水钻完井技术和作业管理工作。学兔兔www.xuetutu.com第34卷第8期唐海雄等：深水钻井液关键外加剂优选评价方法反应釜、高压供水供气系统、配气瓶等；冷却系统由防冻液、冷冻机和温度控制系统组成；测试系统是实验的关键，主要由各种传感器和检测仪器组成。现代天然气水合物实验室研究测试精度高，可精确地辨认出天然气水合物形成和分解的压力和温度条件；检测手段多样，图1天然气水合物抑制剂评价实验系统流程图如光学、声学、电学、电

7、磁学、核磁共振成像等技术都被应用到了实验当中[8]。在天然气水合物实验系统中，水合物生成与分解的检查技术是实验的关键，因为它关系到实验结果的可靠性。目前，国内外用于钻井液水合物抑制剂评价的实验装置基本上是采用传统的温度一压力法，即通过实验过程中温度和压力的变化来判断气体水合物的生成与分解。图1为长江大学深水项目组气体水合物抑制剂评价实验装置流程图。该装置工作压力最高可达50MPa，是国内同类装置中工作压力最高的；工作温度一10～9O℃；控温精度±0．1℃，控压精度±0．10MPa。采用该装置可模拟超深水(3000m以上)天然气水合物的生成和分解。1．2

8、天然气水合物抑制剂的评价方法在深水钻井作业过程中，可采取一些物理的方法控制水合物的生成，如采用