适用于大位移井的油基钻井液性能研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2014年1月第36卷第1期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Jan．2014Vo1．36No．1适用于大位移井的油基钻井液性能研究陈毅，许明标，郑铭(长江大学石油工程学院，湖北武汉4301oo)[摘要]大位移钻井存在井眼难以清洁、井壁不稳定、摩阻及扭矩大等技术难点，因而对钻井液性能提出了更高要求。通过室内研究，对体系所需的添加剂进行了筛选，并对添加剂的质量分数及油水体积比进行了优化设计。通

2、过进一步评价该体系的施工性能，建立了一套适合大位移井钻井的油基钻井液体系。该体系具有良好的流变稳定性能、电稳定性能、润滑性能、抑制性能以及较高的动塑比等优点，能有效地控制井壁稳定，降低摩阻和扭矩，达到有效携岩效果，较好地满足了大位移井的钻井施工要求。[关键词]油基钻井液；大位移井；性能研究[中图分类号]TE254[文献标志码]A[文章编号]1000—9752(2014)01—0114—04随着大型整装油气田及优良储层开发的扩大，以单井方式获得的可采储量呈现递减趋势。为了提高单井可控储量，降低成本

3、，根据储层分布开展定向钻进的大位移井及水平井技术越来越常见。大位移井一般是指水平位移与垂直深度之比(以下简称“水垂比”)大于2的定向井和水平井；当水垂比大于3时，则称为超大位移井。大位移井具有能大范围地控制含油面积、提高油气采收率、降低油田开发成本等优点。在大位移井钻进中，钻井液必须具有保持井眼清洁、维持井壁稳定、降低摩阻和扭矩、保护储层等性能，是作业成败的关键因素之一。针对大位移井钻井特点，室内建立了一种适合大位移井钻井的油基钻井液，其基本配方为：3白油+2．6主乳化剂HIEMUL+0．4辅乳

4、化剂HICOAT+1．5流型调节剂HIRHE+2．5碱度调节剂MOALK+1．5有机土MOGEL+1．0增黏剂HIVIS+269／6氯化钙水溶液+2．0降滤失剂HIFLO+重晶石，密度可调(配方中百分数均为质量分数)。体系配方基本性能评价1．1乳化剂的质量分数对体系性能的影响乳化剂是配制油基钻井液的关键组分，油基钻井液是油包水体系。该体系是否稳定，很大程度上取决于乳化剂的使用。乳化剂包括主乳化剂(HIEMuL)和辅乳化剂(HICOAT)，通过二者复配来调节钻井液体系的性能。表1给出了乳化剂HIE

5、MUL和HIC0AT不同质量分数组合下体系的流变性能。当主乳化剂和辅表1乳化剂HIEMUL和HICOAT的质量分数对体系性能的影响乳化剂配方状态／(mPa·s)p／(mPa·s)rd／PaN∞NUb／V滚前滚后2．6HIEMUL+0．4HICOAT滚前滚后2．5HIEMUI+1．0HICOAT滚前滚后3．0％HIEMUI+1．5HIC0AT滚前滚后注：为表观黏度；为塑性黏度；"Cd为动切力；N、N~3分别为六速旋转黏度计6、3r／min对应的读值；Ub为破乳电压。试验条件，流变测试温度65~C；

6、热滚110℃×16h。(下同)。[收稿日期]2013—09—05[作者简介]陈毅(1989一)，男，2007年大学毕业，硕士生，现主要从事钻完井方向的学习与研究工作。学兔兔www.xuetutu.com第36卷第1期陈毅等：适用于大位移井的油基钻井液性能研究乳化剂总质量分数为2．6时，热滚后的油基钻井液体系具有低表观黏度(27mPa·s)，高塑性黏度(19mPa·s)和较高的动切力(SPa)，说明体系具有良好的流变性能，基本满足了应用要求。随着乳化剂质量分数的增大，流变数据都稍增加，当乳化剂质量

7、分数达到4．5％时，流变性能最好。考虑到体系的携岩性能，后续评价试验选用总质量分数为3．0乳化剂。1．2流型调节剂的质量分数对体系性能的影响井眼清洁是大位移井钻井的核心问题之一。在大位移井钻井过程中，钻井液的动塑比越大其携岩能力越强，井眼清洁效果越好。为了提高该钻井液的动塑比，引入流型调节剂HIRHE。表2为HIRHE质量分数在0～2．0之间的流变性能变化。如表2所示，与空白样相比，HIRHE的加入能够改善钻井液流变性，并显著提高该钻井液的动塑比。当HIRHE质量分数为1．5％时，动塑比增大了1

8、00。此外，破乳电压数据显示，HIRHE质量分数对体系的电稳定性影响很小，可以忽略。因此，一流型调节剂质量分数可控制在1．09／6～2．0之间。表2流型调节剂HIRHE的质量分数对体系性能的影响HIRHE质量分数／状态／(mPa·s)p／(mPa·s)rd／PaRdp／(Pa·(mPa·s))N口6N。3Ub／V空白滚前滚后0．5滚前滚后1．0滚前滚后1．5滚前滚后2．0滚前滚后注：Ra为动塑比。表中空白表示未测。下同1．3降滤失剂的质量分数对体系性能的影响表3为降滤失剂HIFLO质量分数在1-