钻井液提速剂性能研究

《钻井液提速剂性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2911年4月第33卷第4期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Apr．2011Vo1．33No．4钻井液提速剂性能研究岳前升(长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州434023)刘书杰(中海油研究总院，北京100027)黄凯文(中海石油有限公司湛江分公司，广东湛江524o57)谢克姜，胡文军(中海油田服务股份有限公司，厂东湛江524057)胡友林(长江大学石油工程学院，湖北荆州434023)[摘要]影响机械钻速因素比较多而且复杂，钻井液因素只是其

2、中之一。实践证明，钻井液的密度、固相含量、失水量及滤液性质、粘附性、润滑性和亚微米颗粒含量明显影响机械钻速。通过添加钻井液提速剂来增强钻井液某些功能以提高机械钻速是简单有效的措施之一，提速剂主要通过快速吸附作用以增强钻井液的防粘附聚结能力、钻井液滤液渗透能力、润滑能力以及降低钻井液体系亚微米颗粒含量来提高钻速。在分析提速剂作用机理基础上，研制出新型提速剂TSJ，并与其他同类产品进行性能对比，结果表明，提速剂TSJ具有优异的防粘附聚结能力，对钻井液流变性和失水量影响较小，能提高钻井液的润滑能力，滤液界面张力低；但对钻井液体系亚微米颗粒含量和分布无明显

3、影响。[关键词]机械钻速；提速剂；钻井液性能；钻井液处理剂；钻头泥包[中图分类号]TE254[文献标识码]A[文章编号]lO00—9752(2011)o4一ol15一o3影响机械钻速的钻井液因素比较多而且也很复杂_1]，如钻井液密度、固相含量、流变性、失水量、润滑性等，如何增强钻井液性能以提高钻井速度是近年来钻井液技术领域研究的一个热点问题，当然影响机械钻速并非仅钻井液单方面因素，其他如钻头选型、钻具组合等也非常重要，有时甚至是决定性因素。实际上，钻井液提高钻井速度也是钻井液各方面作用的一个集成效果，如降低密度、防泥包、降低压持效应、提高钻井液滤液

4、渗透性等。在一个地区，在原有钻井液体系基础上添加钻井液提速剂以强化提速效果也是钻井液提速的有效手段之一[2。]。笔者结合钻井液提速剂作用机理，研制出新型提速剂，并对其进行了性能评价。1钻井液提速剂作用机理根据有关文献资料]，钻井液提速剂作用机理主要有以下几方面：1)快速吸附作用钻头破碎泥岩后，泥岩表面积增加，表面能量剧增，为降低体系能量会自动吸附到钻头等钻具上从而造成泥包等现象。提速剂通过优先吸附在泥岩碎屑、钻头和钻具表面从而使其表面性质发生改变，使钻屑表面润湿性发生变化，起到防止钻头泥包等以提高机械钻速的作用。2)滤液渗透作用在正压差作用下，由于

5、压持作用造成钻屑在井底不易带出从而导致钻头对钻屑的重复切削。如果钻井液滤液具有强的渗透性，在钻头破碎岩石瞬间钻井液滤液则可快速渗透至井底岩石微裂缝中，从而减轻或降低压持效应，有利于井底钻屑及时返出；另外，由于钻井液滤液能够快速渗透至地层，在一定程度上也能降低岩石强度，也有利于钻头破岩。当然岩石强度降低也会带来井壁稳定性问题，需综合考虑。3)润滑作用通过提高钻井液的润滑性能，降低扭矩，有利于破岩。[收稿日期]2010—11—02’[基金项目]中国海洋石油有限公司综合科研项目(2o]o—YXZHKY—o11)。[作者简介]岳前升(1973一)，男，19

6、96年江汉石油学院毕业，博士，副教授，现主要从事油田化学方面的研究工作。学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2011年4月4)降低亚微米颗粒含量降低钻井液体系中亚微米颗粒含量，可以提高钻井液动塑比，剪切稀释性变好，在泵功率一定时排量提高，钻头水马力相应增强，对钻头和井底的清洗作用也随之增强，有利于钻头水眼处水力破岩。2试验部分2．1试验材料试验涉及的处理剂种类和代号为：提速剂TSJ，自制，主要由润湿剂、润滑剂、吸附剂等复合而成；提速剂A、提速剂B、提速剂C和提速剂D，现场在用的工业化产品；聚丙烯酰胺PLUS，聚阴离

7、子纤维素LV-PAC，褐煤树脂TEMP，无渗透剂ZP，生物聚合物黄原胶XC，工业氯化钾KC1，均为中海油田服务股份有限公司产品；文昌13-6S-1井过100目筛泥岩钻屑若干。PLUS／KC1钻井液配方：3海水土浆4-0．1NaOH4-0．4PLUS4-0．5LV—PAC4-0．5TEMP+0．5％ZP十3KCI十0．1xc，用重晶石调节密度至1．20g／cm。。2．2试验仪器试验仪器有：六速旋转粘度计；旋转界面张力测定仪；电子天平；激光粒度仪；粘滞系数测定仪等。2．3研究方法1)溶解性试验在搅拌条件下将1(质量体积比，下同)提速剂加入海水中，搅拌5

8、min后观察提速剂在海水中的溶解状态。2)粘附聚结试验①取相同长度和壁厚的空心钢管洗净凉干待用；②在PIUS／KCl钻井液