新型保护环境的高温水基泥浆体系
钻井液技术介绍

6.钾基聚合物钻井液 钾基聚合物钻井液是一类以各种聚合物的钾(或铵、钙)盐和KCI为主处理剂的防塌钻井液。在各种常见无机盐中,以KCI抑制粘土水化分散的效果为最好;而聚合物处理剂的存在使该类钻井液具有聚合物钻井液的各种优良特性。因此,在钻遇泥页岩地层时,使用它可以取得比较理想的防塌效果。
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8.合成基钻井液 合成基钻井液是以合成的有机化合物作为连续相,盐水作为分散相,并含有乳化剂、降滤失剂、流型改进剂的一类新型钻井液。由于使用无毒并且能够生物降解的非水溶性有机物取代了油基钻井液中通常使用的柴油,因此这类钻井液既保持了油基钻井液的各种优良特性,同时又能大大减轻钻井液排放时对环境造成的不良影响,尤其适用于海上钻井。
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1.分散钻井液 分散钻井液是指用淡水、膨润土和各种对粘土与钻屑起分散作用的处理剂(简称为分散剂)配制而成的水基钻井液。其主要特点是: (1)可容纳较多的固相,较适于配制高密度钻井液。 (2)容易在井壁上形成较致密的泥饼,故其滤失量一般较低。 (3)某些分散钻井液,如以磺化栲胶、磺化褐煤和磺化酚醛树脂作为主处理剂的三磺钻井液具有较强的抗温能力,适于在深井和超深井中使用。缺点:除抑制性和抗污染能力较差外,还因体系中固相含量高,对提高钻速和保护油气层均有不利的影响。
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1.合成聚合物类处理剂 合成聚合物主要用作钻井液降滤失剂、降粘剂、页岩抑制剂等。 2.天然改性高分子类处理剂 改性天然材料来源丰富,价格低廉,在石油工业中有广泛的用途。可生物降解的天然大分子如淀粉纤维素作为主链结构可赋予材料以生物降解特性,使材料具有环保功能。 3.利用工业废料制备的钻井液处理剂 利用工业下脚料制备钻井液处理剂技术性较强,油田化学工作者在这方面进行了一些研究工作。
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(二)国内外钻井液处理剂开发应用 一、国外发展情况 二、国内发展情况
“零电位”水基钻井液体系

“零电位”水基钻井液体系随着我国油气勘探范围的不断扩大,以及开采条件的不断变化,钻井液体系也面临着越来越大的挑战。
钻井液是钻井作业中重要的技术装备之一,其质量和效率直接影响着整个钻井作业的效果。
在特定的地质环境和深度下,有一些严重的井漏问题,常常会给钻井带来诸多困扰。
而采用零电位水基钻井液体系可以有效解决这一问题,且具有优秀的环境友好性,在钻井过程中具有广阔的应用前景。
一、零电位水基钻井液体系骨架零电位水基钻井液体系是一种新型环保型钻井液体系,其骨架主要由三部分组成:1.水基相:也称为基础液。
水基相在零电位水基钻井液中具有控制粘度、稠度、载液力和清洗孔眼等方面的作用,通常占整个钻井液体系的60%~70%。
2.防塌剂:防塌剂是本体材料,可以在液体中构筑名副其实的土基地层结构,使钻井过程中不会发生井壁垮塌。
防塌剂通常占整个钻井液体系的20%~30%。
3.悬浮剂:悬浮剂能使泥浆中的切削渣和其他固体物质保持悬浮状态,防止沉淀,同时承担着输送渣碎物、清洗孔眼等方面的作用。
通常占整个钻井液体系的5%~10%。
二、零电位水基钻井液体系特点1.环保节能:零电位水基钻井液体系是一种水基液,具有优秀的环保性和节能性,能够有效降低钻井造成的污染和二次污染,并且使用过程中不会产生有害气体,属于绿色环保型液体。
2.抗漏防塌:零电位水基钻井液体系中添加的防塌剂能够有效的控制井壁垮塌,解决钻井过程中的井漏问题。
同时零电位水基钻井液还有较好的泥浆循环性能,能够有效保证钻井液体系的性能稳定。
3.高效清洗:零电位水基钻井液体系中的悬浮剂能够有效运输泥浆循环过程中产生的残渣,同时也能够将孔眼中的残留物清洗干净,确保钻井液体系的清洁度和环保性。
4.应用广泛:零电位水基钻井液体系具有适应性强,广泛应用于不同地区、不同深度的钻井井段,适用于油气、水井的钻造过程。
三、零电位水基钻井液体系应用案例上海某石化公司在钻造深度成为2000m的一口油井时,由于油气藏中含有较多的钾盐和钙盐,所以传统的高密度钻井液体系无法胜任。
常规泥浆体系标准

基浆+0.05~0.15%HPAM或0.1~0.2%KPAM(根据井场情况也可二者同加,也可加其中之一,其原则是总量为0.1~0.2%)+0.1~0.2%PAC-HV+0.1~0.15%NaPAN+0.2~0.4%PAC-LV。
若泥浆含盐量超过30%时,应将PAC-LV改为CMS。
如该泥浆使用于泥页岩等坍塌地层、深部泥浆中应加入1~3%SAS。
8、控制使用
1)纯盐岩盐泥岩溶解分散性又强时,不能使用,应尽量使用饱和盐水浆或其它。
2)高压油气水层必须用密度≥1.30g/cm3时则应改用聚磺体系。
3)特殊情况见特殊情况一章。
8、备注
1)备用1~2次量的桥接堵漏物。
2)在预计进入油气层前和深、探井钻进时必须地面储备1.5~2倍井筒容积量的重泥浆或相应的坂土,加重剂等材料。
3)沙漠或盐水地区提前做好配浆用淡水,但钻井公司提出用抗盐坂土配浆时可直接用现场盐水。
四、钙处理粗分散钻井液
1、主要成分
坂土基浆中加入煤碱剂,CMC和无机钙盐。
2、主要材料:坂土、纯碱、烧碱、CMC(高粘和低粘)、煤碱剂(用含量40%以上的褐煤与烧碱配成的15:2:50~70溶液。
3、主要材料加量:
4、主要材料加量:清水中加入:0.1~0.2%HPAM, 0.1~0.3%PAC-HV , 0.1~0.3%KPAM, 0.2~0.4%NaPAN
5、控制性能指标:密度≤1.05g/cm3(除特殊要求的加重)
T 18~22s(马氏30~35s)
失水≤15ml
PV 6~10mpa.s
固含≤5%(体积比)
视地层稳定情况可适量增减HPAM和KPAM。
二、聚合物低固相钻井液
页岩气水平井油基泥浆体系的研究及应用

页岩气水平井油基泥浆体系的研究及应用一、本文概述随着全球能源需求的日益增长,页岩气作为一种清洁、高效的能源,其开发利用受到了广泛关注。
在页岩气勘探开发过程中,水平井技术因其能提高单井产量、降低开发成本等优点而被广泛应用。
水平井钻井过程中,油基泥浆体系的选择和应用对钻井效果具有重要影响。
本文旨在深入研究页岩气水平井油基泥浆体系,探讨其性能特点、优化配方以及在实际应用中的效果,以期为页岩气水平井的高效钻探提供理论支持和实践指导。
本文首先介绍了页岩气水平井钻井技术的特点及其对油基泥浆体系的要求,然后详细分析了油基泥浆体系的组成、性能评价方法及其在页岩气水平井中的应用情况。
在此基础上,通过室内实验和现场应用案例,研究了不同油基泥浆体系的性能差异及其对钻井效果的影响。
本文总结了油基泥浆体系在页岩气水平井中的优化应用策略,并展望了未来的研究方向。
通过本文的研究,旨在提高页岩气水平井钻探效率,降低钻井成本,为页岩气资源的可持续开发利用提供有力支持。
本文的研究成果也可为其他类似地质条件下的油气勘探开发提供参考和借鉴。
二、油基泥浆体系基本原理油基泥浆体系是一种在页岩气水平井钻井过程中广泛应用的钻井液体系。
其基本原理在于利用油类作为连续相,通过添加各种处理剂来调整泥浆的性能,以满足钻井过程中的各种需求。
油基泥浆相较于传统的水基泥浆,具有更好的润滑性、更低的摩擦系数以及更佳的防塌效果,因此在处理复杂地层,特别是页岩地层时表现出显著的优势。
油基泥浆的润滑性主要来源于油类本身的低摩擦系数,这可以有效降低钻头与井壁之间的摩擦,减少钻头磨损,提高钻头的使用寿命。
油基泥浆还具有较好的封堵能力,能够在井壁上形成一层薄而坚韧的泥饼,有效防止地层坍塌和井径扩大。
除了润滑性和封堵能力,油基泥浆还具备优良的携岩能力和热稳定性。
携岩能力是指泥浆能够将钻屑有效地携带到地面,防止钻屑在井底堆积,保持井眼清洁。
热稳定性则是指泥浆在高温环境下能够保持稳定的性能,避免因温度变化导致泥浆性能劣化。
常用泥浆体系介绍

常用泥浆体系介绍泥浆体系类型:聚合物钻井液体系泥浆体系特点:固相含量低;亚微米粒子比例小,剪切稀释性好,卡森极限粘度低,悬浮携带钻屑能力强,洗井效果好,有利于提高机械钻速。
具有良好的流变性,主要表现为较强的剪切稀释性和适宜的流型;钻进速度高;稳定井壁能力强,井径比较规则;对油气层的损害小,有利于发现和保护产层。
固相含量少,可减轻固相的侵入,因而减小了损害程度;可防止井漏的发生,由于钻井液固相含量低,在不使用加重材料的情况下,钻井液的液柱压力低,从而降低了产生漏失的压力;钻井成本低;聚合物钻井液的处理利用量较少,钻井速度高,缩短了完井周期。
聚合物处理剂主要作用机理:桥联与包被作用:聚合物在钻井液中颗粒上的吸附是其发挥作用的前提,当一个高分子同时吸附在几个颗粒上,而一个颗粒又可以同时吸附几个高分子时就会形成网络结构,聚合物的这种作用称为桥联作用。
当高分子链吸附在一个颗粒上,并将其覆盖包裹时,称为包被作用。
絮凝作用:当聚合物在钻井液中主要发生桥联吸附时,会将一些细颗粒聚结在一起形成粒子团,这种作用称为絮凝作用,形成的絮凝块易于靠重力沉降或固控设备清除,有利于维护钻井液的低固相。
PHPA增粘作用的机理:游离聚合物分子能增加水相的粘度,聚合物的桥联作用形成的网络结构能增强钻井液的结构粘度。
PHPA,HV-CMC降滤失作用:聚合物降滤失剂通过桥联作用与粘土颗粒形成稳定的空间网架结构,对体系中所存在的一定数量的细颗粒起保护作用,在井壁上形成致密的泥饼,从而降低滤失量,网络结构可包裹大量自由水,使其不能自由流动,有利于降低滤失量。
提高粘土颗粒的水化程度,降滤失剂分子中都带有水化能力很强的离子集团,可增厚粘土颗粒表面的水化膜,在泥饼中的这些极化水的粘度很高,能有效地阻止水的渗透。
聚合物降滤失剂的分子大小在胶体颗粒的范围内本身可对泥饼起堵孔作用,使泥饼致密。
降滤失剂可提高滤液粘度,从而降低滤失量。
抑制与防塌作用:聚合物在钻屑表面的包被吸附是阻止钻屑分散的主要原因。
钻井液体系介绍

PEM钻井液
国内领先近10年的环境可接受的水基防塌钻井 液体系(简称PEM泥浆体系,Protecting Environment Mud) - 满足钻井作业要求 - 满足环境保护的要求 - 满足保护油气层的要求 - 节约钻井整体成本 - 提高泥浆服务质量
PEM钻井液
应用范围: 用于中下部井眼段、强水敏性复杂地层、大斜度大位 移井,环境敏感地区作业井的作业。 基本配方(kg/m3) 预水化膨润土 烧碱 PAC-HV XC PF-JLX KCl 2040 23 35 12 3050 3050 纯碱 PF-FLO PF-PLUS PF-TEX PF-LPF 12 510 35 510 515
海水膨润土浆钻井液
常见性能: FV:30-40 s YP/PV〉2
维护处理: 用海水钻进,膨润土稠泥浆塞洗井携砂; 维持稠泥浆的YP(Pa)等于或大于PV(mPa.s); 预水化膨润土浆配好以后,在泵入前加入石灰来提 高泥浆的粘度和切力,加入石灰后停止循环和搅动 以保持絮凝状态。
海水聚合物浆钻井液
分散体系
由水、配浆膨润土和各种对粘土、钻屑起分散作用的处理剂(简称为分散剂) 配制而成的水基钻井液称为分散钻井液。为了与钙处理钻井液区别,有时又 称为细分散钻井液。 在较深井段,需要泥浆密度较高或井眼条件可能比较复杂时,泥浆通常需要 分散,典型的分散剂有木质素磺酸盐、褐煤或单宁。它们是有效的反絮凝剂 和降滤失剂。经常使用一些含钾化学品可提高页岩稳定性。添加专门的化学 品调节或保持特定的泥浆性能。
钻井液体系分类
低固相钻井液体系
该体系的固相体积含量和类型受到控制,总的固相体积含量不能超过 610%。粘土固相体积含量不超过3%并要求钻井固相和膨润土的比 例小于2:1。该体系是不分散体系,通常使用结合添加剂作增粘剂和膨 润土增效剂。该体系的一个最显著优点是能大大提高钻井速度。
抗高温水基钻井液处理剂研究进展

API
923mL, 在
PAASDA, 相较 , PAASDA
基 130C 井
液体系中,老化后API滤失为2. 2 mL,高温高压滤
失为8.2 mL,远优于其他降滤失剂。
疏
分子链中
的疏 基
的 团,疏水基团在水溶液中聚集产生缔合作用形成网
f
, 717N19]
。
2
等7/以新型疏水缔合聚合物SDH-N为主处理剂,
其 A在 的 ,D6T' 研究,随 理
论研究与生产工艺的发展,纳米材料应用前景广阔。
3总结与展望
为满足深部、超深部油气资源勘探开发的要求,
提高 基 井液体系的 高
,:$,
在抗高温聚合物处理剂方面进行了一系列的研究,
主要可总结为以下方面:①通过引入刚性基团或-
大侧链等方式增强优化分子结构,显著提高了聚合
等729] 用[
KH-552对纳米二氧化硅进行了改性,并以其为原料
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备的 s< 井液
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钻井液完井液处理剂大全三卷

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其它钻井液/完井液处理剂
4、甲基葡萄糖甙钻井液
MEG是甲基葡萄糖甙的英文缩写。MEG钻井液体系是近期研制成功的一种新型无环境污染的钻井液体系。其各种性能几乎可与油基钻井液相比拟,具有广泛的应用前景。 MEG是葡萄糖的衍生物,无毒性且易于生物降解,糠虾半致死质量分数96hLC50值大于500,000mg/l。 MEG钻井液配方简单、配制和维护容易,并具有较强的页岩抑制性能、优异的润滑性能、良好的储层保护特性和体系稳定性。
#2022
*
堵漏剂
堵漏材料
堵漏材料
无机凝胶 类堵剂
高失水堵 漏材料
暂堵性堵 漏材料
桥接堵 漏材料
高分子化学堵漏材料——详见下页
固化剂堵 漏材料
组成——水泥、石膏、石灰等混合浆液,以水泥为主。 水基——水泥浆、胶质水泥浆(加膨润土粉)、石膏水泥浆、纤维水泥浆、触变水泥浆、“1232”堵漏剂:由膨润土、水泥、生石灰(稠化剂)、氯化钙(促凝剂)。 油基——柴油水泥浆、原油水泥浆、柴油坂土水泥浆。
*
有机阳离子聚合物对粘土的稳定机理 1)电性“中和”抑制粘土的水化膨胀 阳离子聚合物链上的正电性原子或基团与粘土上的低价阳离子发生交换,大分子链上众多的正电性原子或基团“中和”了粘土晶层间和表面的负电荷,使晶层和颗粒间的静电斥力减小,晶层收缩而不易水化膨胀。 2) 聚合物吸附层阻止粘土的水化作用 阳离子聚合物与粘土间强烈的静电引力,范德华力,使大分子牢固地吸附在粘土和其它微粒上,形成一层吸附层,从而阻止了粘土的水化作用。 3) 多点吸附控制了粘土及微粒的分散运移 聚合物长链可同时吸附到多个晶层与微粒上,从而抑制了粘土的分散和运移,正是由于阳离子聚合物的多点吸附,使吸附作用力强,在外力的作用下要同时脱附非常困难,加之阳离子聚合物本身的稳定性,所以可抗酸、碱、油、水的冲洗,即稳定具有长效性。
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新型保护环境的高温水基泥浆体系C.J.Thaemilitz 等著邓建玲译摘要:一种适应于高温232℃(450℉)高压钻井条件的新型保护环境水基聚合物钻井液体系研制成功。
该体系的主要成分为近年来发展起来的不含铬离子和其它任何对环境有害的物质的合成基聚合物,这种新型聚合物能在高温条件下发挥其特殊的作用,具有加量少、抗高温等特点。
该体系简化了泥浆添加剂加入的种类,除了两种聚合物组分分别用以控制高温下钻井液的流变性和失水量外,体系中仅需加入pH值控制剂、加重剂以及少量的粘土以控制泥饼的质量。
与为防止高温降解而加入大量的热稳定剂的传统钻井液体系相比,具有明显的优势。
该体系的另一特点是适应性强(不论淡水钻井液和海水钻井液体系等各种条件均适用)。
并具有良好的抗钙、镁、固相等污染的能力。
本文将对其抗高温性能、合成基聚合物、体系配方以及应用进行论述。
介绍:高温水基钻井液的应用过去主要是在传统油基钻井液使用过程中所出现的问题的基础上发展起来的,以解决环境保护、偏远地区的运输、钻井液中气溶性等问题。
虽然在过去的几十年里高温水基钻井液的组分不断得到改进,采用了天然改性产品,并且具有良好的性能,但如今对环境和钻井更高的要求,迫使我们必须对这些产品进行更新。
过去二十年里,磺化聚丙烯酸类产品广泛应用于泥浆降失水剂和稳定剂,这类产品在合成时所用的单体大都选自一些常用的单体,而采用该类产品配制的高温水基钻井液体系往往需要加入一些天然改性的产品以满足其必备的性能。
本文所述的新型高温水基聚合物钻井液所选用的聚合物是用新的、经济可行的单体通过采用不同的合成方法合成出来的,这种钻井液体系不需要加入那些改性等产品即可获得良好的流变性和降滤失性。
新型抗高温聚合物钻井液滤失量的控制一种新型的抗高温高压降失水剂丙烯酰胺单体(A)、磺甲基单体(S)和一种交联剂(X)交联共聚而成,其中交联程度直接影响到聚合物的溶解性能,既而影响其降失水作用。
交联程度过大,聚合物难以溶解;交联程度过小,其性能则类似于普通的丙烯酰胺聚合物(其线性长链结构易断裂且抗污染能力差)。
这种新型的交联聚合物具有致密、球状的形态结构(见图1),和未交联的线性聚合物溶解后其线性结构伸展情况相比,该聚合物溶解后仍保持其致密的球状结构,这种特殊的结构使其具有空间稳定性,从而水解稳定性增加,抗污染和抗剪切能力增强,既而使水基钻井液体系具有良好的流变性和降失水能力。
除分子量外,交联聚合物的微观结构也是影响抗高温水基钻井液性能的主要因素。
另外,单体的加入顺序、共聚物内部结构都直接影响到离子团的性质,从而影响聚合物束缚二价阳离子的能力。
钙、镁离子是具有很强螯合能力的阳离子,它们易于渗透聚合物周围的水化膜并与结构中的阴离子结合,从而产生聚合物盐析现象,这种现象可能发生在链内或链间。
当析出的量达到一定程度,聚合物就会不溶解而溶液中的线性结构溶液中的交联结构水水图1---聚合物结构沉淀下来,从而失去其作用。
聚合物中阳离子的盐基度反映了阴离子电荷的稳定性,阴离子团的电荷越强,二价阳离子越易被束缚。
这种高温高压降失水聚合物链中丙烯酰胺单体与阴离子团以氢键的形式链接。
聚合物微观结构会直接影响到磺甲基阴离子团(单体S)的盐基度。
处于两个丙烯酰胺单体之间的离子团要比处于阴离子团与丙烯酰胺单体之间和两个阴离子团之间稳定,这是因为相邻丙烯酰胺单体为形成稳定的氢键提供了保障。
由于单体S与丙烯酰胺单体聚合几率很高,因此相同比例的两种单体为生成丙烯酰胺—磺甲基交替排列的聚合物结构提供了最大的可能性,采用常规的反相乳化技术合成聚合物,其有效成分可达30%左右。
实验研究粘度交联作用降低聚合物的粘度。
在300g水中分别溶解1.5g 交联聚合物和未交联聚合物,用Hamilton Beach搅拌器搅拌15min后,在室温下测其粘度,结果见表1。
其中聚合物1(未交联)和聚合物2(交联)具有相同的单体能的影响采用以下方式。
分别将2g的两种聚合物溶解于300 g水中,用Hamilton Beach搅拌器搅拌15min后测其初始流变特性,然后将两种聚合物置于silverson Lightning高速搅拌器上在8,000转/分的转速下搅拌1.5~3小时,在室温下测其流变性能(见表2)。
从表2中可以看出,剪切力增加,非交联聚合物粘度明显降低,而交联聚合物则变化不大。
加入一定量的固体之后仍具有良好的剪切稳定性。
取1.5 g两种聚合物溶于300 g 水并充分搅拌10min,然后加入300 g 重晶石,再充分搅拌10min后在室温下测定初始流变性能。
接着将样品置于silverson Lightning高速搅拌器上在8,000转/分的转速下搅拌45min后再次记录其流变性能(见表3)。
从表3中可以看出,聚合物2(交联)仍具有良好的剪切稳定性,而聚合物1(未交联)则表现出粘度明显降低,失去悬浮能力。
液在高温条件下保持般土和其它活性固相的稳定性(悬浮)的关键是钻井液必须具有良好的流变性和滤失性。
众所周知,通过改性的天然产品,如褐煤和木质素磺酸盐,具有良好的分散性。
但因为涉及到可能发生地层损害和环境污染,人们普遍使用合成的稳定剂产品。
这些传统的合成稳定剂是具有低分子量和高电荷密度的均聚物或共聚物。
像丙烯酸、马来酸酐以及普通磺化产品(如AMPS),都是广泛使用的稳定剂原料。
新型的处理剂主要对聚合物中的磺化部分(如AMPS等)进行了改性,使其稳定性和抗温性方面有明显的改善。
从而不需要加入褐煤、沥青或木质素磺酸盐即可制备抗高温高压水基钻井液。
表4给出了这种加入新处理剂(聚合物A)的淡水泥浆与AMPS—丙烯酸盐共聚物淡水泥浆性能对比情况。
其中每1913 kg/m3 (16 lb/gal)测试钻井液中含5.17 kg/m3(2 lb/bbl)的活性稳定剂,45.67 kg/m3(16 lb/gal)膨润土,0.11 m3(0.7 bbl)的水,0.29 kg/m3(0.1 lb/bbl)的NaOH以及1158 kg/m3(406 lb/bbl)的重晶石。
钻井液在200℉下热滚16小时,pH值调整为9.0,然后在204℃(400℉)下老化48小时。
若将表4 中的钻井液在更高温度,固体污染物以及钙、镁等污染物进行对比可进一步评价区分出这两种处理剂的性能差所以仅选用一种聚合物并适应所有的条件。
进一步的研究表明,若将聚合物B和C与聚合物A复合使用,钻井液体系可以适应更多的条件。
表5 概述了每一种聚合物在钻井液中的特性。
这些聚合物制成干粉也可以很容易地溶解于淡水及盐水钻井液中。
钻井液淡水体系室内对这种新型钻井液置于高温和固体污染物中污染一定时间后对其热稳定性进行研究。
表6 给出了加入和不加惰性固体1913 kg/m3(16 lb/gal)淡水配方分别老化16和64小时后的钻井液性能。
由于井下温度梯度变化很大,所以室内对38℃~232℃(100℉~450℉)、不同剪切速率下不同钻井液配方的流变性能进行了比较,研究过程中选用了带有程序加热和自动获取数据系统的范氏50C型粘度计。
图2 和3 分别给出了配方2 和4 在204℃条件下老化64小时后的钻井液性能。
由于配方1 和3 老化16小时的流变性能与前者很相似,其结果未给出。
图 4给出了与钻井液配方1相似的钻井液性能。
它是用10 g NaCl处理的模拟海水钻井液。
该钻井液的HTHP177℃(350℉)滤失量为28.0 ml。
室内还对表 6 的钻井液配方在不同超高压下用范氏70型粘度计对其流变性能进行了研究。
因钻井液的不可压缩性,3%(w/v)KCl,Ca(OH)2,和NaCl(配方5,6,7)的钻井液性能。
从表中可以看出,虽然配方5有絮凝迹象,但其HTHP滤失量得到很好的控制,这表明钻井液中加入降滤失剂足以维持钻井液良好的稳定性,配方6和7老化后也能保持良好的流变性和滤失性。
由于在室内制备和评价HTHP水基钻井液性能所选择的条件较现场要高,因此我们有理由相信在现场经过剪切、高温和固体污染后的钻井液具有更好的流变性和滤失性。
现场钻井液的转换研制的流变控制剂和降滤失剂的一大优点就是它们可以在加入到普通水基钻井液中使之转变为抗高温钻井液。
这样不仅可以减少钻井液的排放,减少重新配浆的成本,而在适当条件下将普通水基钻井液转变为HTHP钻井液所加入的添加剂比重新配浆要少的多。
需要说明的是,钻井液的转换最好是聚合物钻井液(PHPA)或低分散钻井液。
海水聚合物钻井液(PHPA)转换成1913 kg/m3(16 lb/gal) 抗高温钻井液的实例。
高固含钻井液的初始性能见表8。
将钻井液用水稀释20%后按表9的配方进行处理。
转换成的钻井液在204℃(400℉)条件下静置老化16小时,其前、后的钻井液性能见表10。
从表10结果中我们可以看出钻井液通过稀释,然后加入控制流变性聚合物,降滤失剂,纯碱,并加入重晶石使钻井液密度调整为1913 kg/m3(16 lb/gal)后,钻井液即转化为抗高温高压钻井液.。
且其屈服值和静切力足以悬浮和去除钻屑并有良好的降滤失效果聚合物钻井液(PHPA)。
结论1、一种新型更有效的抗高温降滤失聚合物由于其特殊的聚合作用过程而具有独特的化学结构和特性。
2、这种新型的处理剂在其稳定性的效果方面超过了传统的抗高温稳定剂。
3、这种具有良好流变性和降滤失性的聚合物钻井液可以应用于温度高达232℃的地层。
4、这种稳定的、保护环境且只需加入少量添加剂的钻井液也可用于那些偏远的井位。
5、经过该种聚合物处理后那些不抗高温且不稳定的钻井液很容易转变成抗高温、性能稳定的钻井液。
6、应用该体系,还可避免因高温降解、碳酸盐污染所引起的问题。
参考文献1、Krause,H. “Requirements of High Temperature Water-base Drilling Fluids from the View of Drilling Engineers,” Oil Gas-European Magazine(January 1983) 43.2、Leuterman,A.J.J.and Chandler,J.E. “Drilling Fluids and Their Increasing EnvironmentalSensitivity,”DGMK-Tagungsbericht 9205,ISBN 3-928164-39-2,1992.3、Perricone,A.c.,Enright,D.P.,and Lucas,J.M.“Vinyl-Sulonate Copolymers for High-Temperature Filtration Control of Water-Based Muds,”SPEDE(October 1986)358译自SPE Drilling and Completion (V ol.14 No.3),Sep,1999。