油基钻井液基本应用与维护陈晓东课件.ppt

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1、油基泥浆的优点强抑制性温度性润滑性抗污染能力强油层保护机械钻速快油基泥浆的缺点价格昂贵井漏难处理抗水侵能力差对固井和电测影响大环保问题（排放不便〕不适合钻含气探井油包水乳化钻井液的组成基油（矿物油〕乳化水（5％－50％〕乳化剂（高级脂肪酸、烷基磺酸钙、烷基苯磺酸钙、斯盘－80等〕润湿剂（季胺盐类、卵磷石、石油磺酸盐〕亲油胶体（有机般土、沥青、亲油褐煤等〕加重材料油包水乳化钻井液的组成水相：淡水、盐水或饱和盐水，其中以后者为最好。采用盐水配制油包水乳化泥浆有如下优点：①有利于乳化，以提高乳状液的稳定性；②有利于抑制页岩的水化膨胀，以利井璧稳定；③提高油包水乳化泥

2、浆抗污染能力；④增加密度，饱和盐水的密度可比淡水增加20%左右。油包水乳化钻井液的组成乳化剂作用机理：大多数乳化剂属于阴离子型表面活性剂，具有两亲结构：烃链亲油，而离子型基团(－COO-)是亲水的。因此当存在于油、水混合物中时，其分子会在油水界面自动浓集，将其亲水端伸入水中，亲油端伸入油中，从而导致界面张力显著降低，有利于乳状液的形成。润湿剂作用机理：大多数天然矿物是亲水的。润湿剂也是具有两亲结构的表面活性剂，分子的一端趋向于溶于油相，而另一端与固体表面有很强的亲合力。当这些分子聚集在油和固相的界面并将亲油端指向油相时，原来的亲水的固体表面便转变为亲油，这一过

3、程常被称作润湿反转。油包水乳化钻井液的组成复配乳化剂，主要是由主、辅两部分乳化剂组成，主乳化剂主要着重成型，是成膜的关键；辅乳化剂一方面在成膜方面起加强膜的作用，另一方面可使主乳化剂更加稳定，增强外相粘度。油包水乳化钻井液的组成亲油胶体或油中可分散胶体：氧化沥青、有机膨润土、亲油褐煤及皂类它们可作为增稠剂以及降滤失剂。沥青是靠增加固相浓度而增稠，其增稠效果较差；钠皂是靠形成胶束而增稠，其增稠效果比沥青强；有机粘土靠形成网状结构而增稠，其增稠效果最好。这三类物质增稠顺序为：有机膨润土>钠皂>沥青。油包水乳化钻井液的组成其它添加剂：包括加重剂和碱度调节剂等。在乳化

4、泥浆中加入少量碱度调节剂，可以有助于抗高温，有利于悬浮重晶石和降低滤失量；泥浆需要加重时，必须使用加重剂。油基泥浆的配制双罐混合配制法1＃罐：基油、土、主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂（加重前只加50％〕。充分搅拌。2＃罐：配制盐水（一般为25％的CaCL2盐水〕。将2#罐的CaCL2加入1#罐，需缓慢加水，搅拌有力以便尽快形成乳化液。在继续搅拌下加入适量的石灰、降滤失剂、增胶剂等。检测性能。如性能合乎要求，加重至要求的比重后，加入另外50％的润湿剂。单罐配制法（不建议使用，略〕油基泥浆的关键性能电稳定性(ES)润湿性流变性碱度控制(Pom)HTHP滤失量固相控制油

5、包水泥浆性能的要求及调控破乳机制及ES取决于液相的化学组成，尤其是有颗粒存在的情况下。大多数泥浆成分对破乳电压均产生影响。一般来讲，增加油、乳化剂的含量,ES值增加。然而，增加水、加重剂、以及增加氯化钙在水相中的含量，ES值下降。乳状液稳定性油基泥浆的核心问题是在使用过程中，必须确保乳状液的稳定性。影响电稳定性(ES)的因素：电解质浓度:水的导电性随电解质浓度的增加而增加，从而有降低电稳定性的暂时效应。水的含量:当分散水相增加时，水珠之间的平均距离减少，使水珠聚结，更易形成电路而降低电稳定性。水润湿固体:实际上相当于大水珠。乳状液:乳化剂的浓度和水珠的尺寸支配

6、着乳状液的稳定性。因此，高度的剪切使水相分散成更细更均匀的水珠对于配制新浆尤为重要。温度:由于温度对油基泥浆的影响很大，因此，电稳定性的测量必须是在恒温下（120F〕进行以观察其变化趋势和确定其数值范围。润湿性大多数天然矿物、设备和工具等都是亲水性的，因此必须加入润湿剂将其反转为亲油性。润湿剂相比于乳化剂，日常消耗更大，需及时补充。在加入大量的重晶石的前后，需补充适量的润湿剂。固相油润湿不足不等于水润湿，它会造成固相分散致使PV、Gel增大，YP减小，。固相分散后，不易被清除，造成堆积，进而影响钻井液的其它性能。大多数润湿剂都有稀释功能，因此大量处理前需做小型

7、试验。注：油基钻井液固相水润湿判断试验见钻井液技术手册1－33。碱度控制(Pom)油基泥浆的碱度其实是指体系中石灰的剩余量，它对油基泥浆起着决定性的作用：提供的Ca2+有利于二元金属皂的生成，保证乳化剂可发挥其效能。维持合适的碱度，保持乳化液的稳定性和泥浆的高温稳定性。防止电解质（CaCL2)发生电离现象。保持分散水相的PH值在碱性范围内，使乳化剂和处理剂在碱性范围内获得最佳效能。有效地抵抗和消除酸性气体CO2和H2S钻井液的污染，并利于防止钻具腐蚀。过量的石灰是有害的，因为石灰有促进水润湿作用的趋势，过高的碱度会引起流变性数值的增加。一般控制Pom在1.5-

8、2.5ml(传统型〕，对于高温状态下，