硅酸钾聚合醇钻井液体系的实验研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第27卷第5期钻井液与完井液、，01．27NO．52010年9月DRILLINGFLUID&C0MPLETIONFLUIDSept．2010文章编号：1001．5620(2010)050034．04硅酸钾聚合醇钻井液体系的实验研究聂勋勇，李再钧，王平全，王荣杰。(1．西南石油大学油气井工程学院，成都；2．塔里木油田公司监督管理中心，新疆库尔勒；3．石河子大学，新疆石河子)摘要将硅酸钾的胶凝沉淀效应和聚合醇的浊点效应结为一体，建立了一套具有胶凝一浊点效应的膜结构硅酸钾聚合醇

2、钻井液体系。性能评价结果表明，硅酸钾聚合醇钻井液具有流变性好、滤失造壁性好、抑制性强、抗污染能力强(可抗6％NaC1，抗5000mgmCa2和Mg，抗15％钻屑)、润滑性好、封堵能力强和热稳定性好等特点，膜效率达到了82％。通过电镜扫描研究了硅酸钾钻井液和硅酸钾聚合醇钻井液形成的泥饼表面和泥饼断面情况，结果表明，硅酸钾聚合醇钻井液泥饼表面片状膜结构伸展性好且连接性紧密，断面较紧凑且均匀，既有硅酸钾处理后泥饼所呈的片状膜结构，又有聚合醇处理后泥饼整体似一层的致密特性。该钻井液兼有硅酸钾钻井液和聚合醇钻井液的优

3、点。关键词硅酸钾聚合醇钻井液；井眼稳定；封堵性；泥饼结构中图分类号：TE254-3文献标识码：A研究认为，水溶性硅酸盐能够有效地抑制黏土1重内买验的水化分散，稳定黏土的主要机理是尺寸分布较宽采用API失水仪、ZNN—D6型旋转黏度计评价的硅酸粒子通过吸附、扩散等途径结合到黏土晶层硅酸钾聚合醇钻井液的性能，并与硅酸钾钻井液进端部，堵塞黏土层片之间的缝隙⋯，钾离子具有强行对比，优选出硅酸钾聚合醇钻井液配方，从宏观的抑制黏土水化的作用，从而稳定黏土；在某些极和微观角度研究这2种钻井液的泥饼结构，测定其端的应用条件

4、(如高温、长时间接触等)下，硅酸膜效率等，探讨硅酸钾聚合醇钻井液的作用机理。盐与黏土反应会改变黏土表面的晶体结构，能与黏实验综合考虑膨润土、增黏剂、聚合醇的加量硅酸土进行化学反应产生无定形的、胶结力很大的物质，钾的模数及加量等对钻井液性能的影响[9】，通过对使黏土等矿物颗粒凝结成牢固的整体；负电性处理剂的优选和钻井液配方的优化，确立了硅酸钾硅酸粒子结合到已经过预水化的黏土颗粒端部，使聚合醇水基钻井液基本配方如下。其电动电位升高，钻井液的黏度、切力和滤失量下4％膨润土+0．4％两性离子聚合物降滤失剂降，有利于

5、形成薄而韧的泥饼]。而聚合醇是一种JT888+4％FP—V型硅酸钾(模数为3_21)+1％Kcl+非离子低分子量聚合物，具有浊点效应，当井温高0．4％HV-CMC+3％JLX．B．S(浊点为53。C)+适量于其浊点温度时，可在井下从水相中分离出来形成NaOH(调节pH值为11．5)油膜，对泥饼具有堵孔作用，可减少钻井液滤液向地层滤失，抑制黏土的水化膨胀[7-810将硅酸钾的1．1流变性能化学效应与聚合醇的物理效应结为一体，建立了按照SY／T5621—93钻井液测试程序，考察了具有凝胶浊点效应的膜结构硅酸钾聚

6、合醇钻井液体高温作用后钻井液的流变性，结果见表1。由表1系，旨在发挥膜结构的稳定井壁机理，增强钻井液可以看出，随着老化温度的升高，2种钻井液的表稳定井壁的能力。观黏度、切力都有所下降，滤失量显著增加，硅酸第一作者简介：聂勋勇，在读博士研究生，1982年生，现在主要从事钻井液、钻井堵漏技术的研究工作。地址：成都市新都区西南石油大学油气井工程专业；邮政编码610500；E—mail：nxv82803@163．com。学兔兔www.xuetutu.com第27卷第5期聂勋勇等：硅酸钾聚合醇钻井液体系的实验研究35

7、钾钻井液抗温达120。C，硅酸钾聚合醇钻井液在温饼的致密性均优于硅酸钾钻井液，在泥饼未干时表度高达150。C时，滤失量仍小于10mL，表明其抗面有类似亮膜的物质。温达150。C。硅酸钾钻井液配方如下。1．3抑制性能4％膨润土+4％FP—V+0．4％HV—CMC+0．4％考察了岩心分别在清水、硅酸钾钻井液和硅酸JT888+1％KCl+适量NaOH(浓度为40％，调节pH钾聚合醇钻井液中热滚(120。C、16h)后的回收率。为11．5)结果表明，清水对四川红尘土的抑制性很差，回收表1钻井液在不同温度下老化16h

8、后的常规性能率仅为9．70％；硅酸钾钻井液由于具有钾离子的抑制性，回收率有大幅度的提高，为95．60％；而硅酸钾聚合醇钻井液的回收率高达l00％，表明硅酸钾2525．5l7．08．55．10．5聚合醇钻井液比硅酸钾钻井液具有更强的抑制性。用NP一01测试页岩在钻井液中的线性膨胀率，硅酸钾7721·515·06．55·70．5结果见表3。取出岩样后观察，在岩样上附有一层钻升液10019．513．56．06．0O．5