钻井液配制及其性能测评
石油钻井液的配方设计与性能研究

石油钻井液的配方设计与性能研究石油钻井液是一种较新型的钻井技术,可以提高钻井效率,保障作业安全。
在石油钻井液的使用过程中,配方设计是非常重要的,关系到石油钻井液的性能和使用效果。
本文就石油钻井液的配方设计与性能研究展开讨论。
一、石油钻井液的定义石油钻井液是指在石油钻井中使用的一个特殊的液体,通俗点说就是“液态泥浆”。
石油钻井液的主要作用是冷却钻头、清洗井眼、平衡岩层压力。
二、石油钻井液的分类根据石油钻井液的基础液体,可以将其分为水基钻井液、油基钻井液和气基钻井液三种类型。
1.水基钻井液主要由淡水、盐水和混凝土原浆等组成,优点是环保性和安全性高,但其溶解度较低,其它性能如稳定性、黏度、清洁性比较差。
2.油基钻井液以天然华西冷却液、液化石油气、重质油等液体为基础,其优点是耐高温性好,但其环保性不佳,成本较高。
3.气基钻井液气基钻井液是注入气体(空气、氮等)作为基础,并加入一些助剂调配而成,与其他两种不同,其优点在于不会对储层造成影响,缺点是整体技术成熟度较低。
三、石油钻井液的配方设计石油钻井液的配方设计是非常重要的,一般要考虑到多个方面的因素。
主要包括以下几个方面:1.岩层性质钻井过程中遇到的不同岩层需要使用不同性能的石油钻井液。
经过岩层性质分析,再根据钻井参数和井口环境条件,进一步确定合适的配方和配比,使得石油钻井液能够在不同的岩层中表现出最佳的性能。
2.液体性质液体性质主要是指石油钻井液的基础液体的性质和组成,不同的基础液体会影响石油钻井液的性能。
淡水、盐水和混凝土原浆等不同基础液体与其他助剂结合时的不同反应会影响性质参数,如黏度、密度、pH值等。
因此,在配方设计时,需要合理选择基础液体,并针对特定的石油钻井液需求调整组份和配比。
3.加剂选型加剂是指石油钻井液中除基础液体外的助剂,其种类和用量对石油钻井液的性能有显著的影响。
例如,添加聚合物、胶体物质、清洁剂和稳定剂都能改善石油钻井液的性能。
配方设计时,需要针对具体的石油钻井液需求选择适当的加剂,合理调整加剂的比例,以获得最佳的加工效果。
钻井液常规性能测定及常用钻井液计算公式

钻井液常规性能测定及常⽤钻井液计算公式钻井液常规性能测定⼀、密度的测定1、按安全检查表内容检查仪器,确保仪器安全可靠。
2、将钻井液加热到所需温度。
3、在密度计的杯中注满钻井液,盖上杯盖慢慢拧动压紧。
4、⽤⼿指压住杯盖⼩孔,⽤清⽔冲洗并擦⼲样品杯。
5、把密度计的⼑⼝放在底座的⼑垫上,移动游码直到平衡,记录读值。
6、将密度计冼净擦⼲备⽤。
⼆、测定马⽒漏⽃粘度1、按安全检查表内容检查仪器,确保仪器安全可靠。
2、将漏⽃悬挂在墙上,且保证垂直;量杯置于漏⽃流出管下⾯。
3、⽤⼿指堵住漏⽃流出管下⼝,将搅拌均匀的泥浆倒⼊漏⽃⾄筛⽹底;放开⼿指,同时启动秒表,待泥浆流满量杯达到它的边缘时,按停秒表。
秒表所⽰时间即为泥浆粘度,单位为s。
4、使⽤完毕,将仪器洗净擦⼲。
三、流变的测定(ZNN-D6六速旋转粘度计)1、按安全检查表内容检查仪器,确保仪器安全可靠。
2、使⽤前检查读数指针就是否对准刻度盘“0”位,落下托盘,装配好内、外筒。
3、将搅拌均匀的泥浆倒⼊样品杯⾄刻度线、将样品杯置于托盘上,上升托盘使液⾯⾄外筒刻度线,拧紧托盘⼿轮。
4、调整变速⼿把与转速开关,迅速从⾼到低进⾏测量,待刻度盘稳定后,分别读取各转速下刻度盘的偏转格数。
5、测量完毕,落下托盘,卸下外筒,将内、外筒及样品杯洗净擦⼲。
四、钻井液失⽔的测定1、按安全检查表内容检查仪器,确保仪器安全可靠。
2、⽤⼿指堵住泥浆杯底部⼩孔,将搅拌均匀的泥浆倒⼊杯内⾄刻度线处,按顺序放⼊“O”型密封圈、滤纸、杯盖与杯盖卡,将杯盖卡旋转90°并拧紧旋转⼿柄。
3、将组装好的泥浆杯组件倒置嵌⼊⽓源接头并旋转90°;将量筒置于失⽔仪下⽅并对准滤液流出孔。
4、调节⽓源压⼒⾄0、7MPa,打开⽓源⼿柄并同时启动秒表,收集滤液于量筒之中。
5、当秒表指⽰为30min时,将悬于滤液流出孔的液滴收集于量筒之中并移开量筒,此量筒中液体体积即为滤失量。
6、关闭⽓源⼿柄,放出泥浆杯中余⽓;卸下泥浆杯组件,倒去泥浆并洗净擦⼲。
钻井液常规性能测试

中国石油大学(华东)油田化学基础实验报告班级:石工1412 学号:姓名:教师:范鹏同组者:实验日期: 2016.9.28实验一、钻井液常规性能测试一、实验目的1、掌握六速旋转粘度计的使用方法以及钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力的测定和计算方法;2、掌握静滤失仪的使用方法以及钻井液滤失量、pH值和泥饼厚度的测定方法;3、掌握钻井液膨润土含量的实验原理和测定方法;4、掌握钻井液密度的测定方法;5、掌握钻井液漏斗粘度的测定方法;二、实验装置钻井液:400ml 高速搅拌机六速旋转粘度计打气筒失水仪滤纸量筒秒表钢板尺 PH试纸亚甲基兰溶液酸式滴定管玻璃棒三、实验步骤1、用高速搅拌器高速搅拌钻井液10min。
2、使用六速旋转粘度计测定并计算钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力;3、使用打气筒滤失仪测定钻井液滤失量、泥饼厚度和pH值;4、测定并计算钻井液膨润土含量;5、学习并掌握测定钻井液密度的方法;6、学习并掌握测定钻井液漏斗粘度的方法。
四、实验数据记录与处理1.数据记录实验二无机电解质对钻井液的污染及调整污染实验数据班级汇总表2.数据处理本组实验所得数据处理结果:表面粘度AV=0.5 x Ф600=0.5x12=6 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=12-7=5 mPa.s动切力YP=0.511 x (2 x Ф300-Ф600)=1.022 Pa钻井液膨润土含量=泥甲V 01.0V ⨯×70100×1000=14.3×泥甲V V =14.3×265⋅=40.04 g/l (1)基浆:表面粘度AV=0.5 x Ф600=0.5x11=5.5 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=11-7=4 mPa.s动切力YP=0.511 x (2 x Ф300-Ф600)=1.533 Pa(2)加量0.25g/100ml CaCl 2 泥浆:表面粘度AV=0.5 x Ф600=0.5x16=8 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=16-12=4 mPa.s动切力YP=0.511 x (2 x Ф300-Ф600)=4.088 Pa(3)加量0.50g/100ml CaCl 2 泥浆:表面粘度 AV=0.5 x Ф600=0.5x18=9 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=18-15=3 mPa.s动切力YP=0.511 x (2 x Ф300-Ф600)=6.132 Pa(4)加量0.75g/100ml CaCl 2 泥浆:表面粘度 AV=0.5 x Ф600=0.5x19=9.5 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=19-14=5 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=4.599 Pa (5)加量1.00g/100ml CaCl2泥浆:表面粘度 AV=0.5 xФ600=0.5x16=8 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=16-12=4 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=4.088 Pa (6)加量1.25g/100ml CaCl2泥浆:表面粘度 AV=0.5 xФ600=0.5x14=7 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=14-10=4 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=3.066 Pa由以上所得数据整理成表如下:加量/ g/ml AV/mPa.s YP/Pa FL/ml0 5.5 1.53332.00.258 4.08840.00.509 6.13262.00.759.5 4.59982.01.008 4.08890.01.257 3.06696.0作图如下:1.AV—CaCl2加量关系曲线:2.YP—CaCl2加量关系曲线:3.FL—CaCl2加量关系曲线:将AV—CaCl2加量关系曲线,YP—CaCl2加量关系曲线,FL—CaCl2加量关系曲线放在一起表示趋势变化关系,如下:3.现象解释:CaCl2能够大量溶于水中,且其溶解度随着温度的增加而增加。
钻井液性能评价测试及设计

钻井液性能评价测试及设计 指导书
郑秀华主编
中国地质大学(北京) 2005 年 03 月编制
第 1 页 共 48 页
前
言
《钻井液性能评价测试及设计指导书》 主要是为勘查技术与工程专业和相关专业四年制 本科生编写的实践用教材,配合《Principles of Drilling Fluids》教材,为《钻井液工 艺原理》课程提供实验和钻井液设计指导。本教材也可作为相关的现场技术人员,尤其是岩 心钻探技术人员、管理人员的参考书。 目前,大学本科教学正在向素质教育转变,本教材理论联系实际,有助于学生掌握知识 和应用知识。本教材有四部分组成:第一部分介绍钻井液基本性能及其测试方法,第二部分 钻井液用膨润土性能评价,第三部分钻井液碱处理及钙、盐污染及处理,第四部分钻井液添 加剂及钻井液体系评价。 本教材从钻井液基本性能出发,针对岩心钻探向深部发展,钻遇地层更加复杂,对钻井 液性能要求更高等问题, 结合近年来的钻井液研究成果, 借鉴油气开发的一些先进钻井液技 术,进行岩心钻探技术钻井液设计,为学生提供实践经验,同时为岩心钻探提供一些成功的 钻井液技术。 钻井液基本性能包括:钻井液密度、钻井液流变性能、钻井液失水造壁性、钻井液固相 含量、钻井液含砂量、钻井液的润滑性。 膨润土性能评价包括:钻井液中膨润土含量、泥浆用膨润土品质评价。 钻井液处理包括:泥浆碱处理,钙、盐侵污染和处理 钻井液添加剂及钻井液体系评价包括:水解聚丙烯酰胺的性能应用、钻井液的抑制性评 价以及各种添加剂在相应体系中作用原理的分析与评价。 本教材第一部分由郑秀华与杨浩编写, 第二部分由郑秀华与李国民编写。 全书由郑秀华 负责统稿。在编写过程中,得到刘选朋、陈立敏、詹美萍、张天笑、刘翠娜等研究生的大力 支持和帮助,在此向他们及其他未提及的研究生们表示衷心的感谢。 限于编者的水平,书中错误和不妥之处在所难免,敬请读者批评指正。
四种常规钻井液配方设计

四种常规钻井液配方及特点
1.不分散聚合物钻井液
主要特点:
(1)密度低,压差小,故钻速快;
(2)亚微米颗粒的含量较低,在10%以内,而分散钻井液可达70%以上;
(3)高剪切速率下的粘度较低,故钻速快;
(4)具有较强的携砂能力。
该类钻井液触变性较好,剪切稀释特性较强。
(5)可保持井眼的稳定性。
(6)可保护油气层,减轻损害。
表1 不分散聚合物钻井液配方与性能
2.钾基钻井液
主要特点:
(1)对水敏性泥岩、页岩具有较好的防塌效果;
(2)抑制泥页岩能力较强;
(3)钻井液细颗粒含量比较低,对油层的粘土矿物起稳定作用;
(4)分散型钾基钻井液有较高的固相容度限。
表2 钾基钻井液配方及性能
3.分散钻井液体系
表3 分散型三磺钻井液推荐配方及性能
4.钙处理钻井液
表4 石灰钻井液推荐配方及性能
表5 石膏钻井液配方及性能
根据不同的要求选择不同的钻井液,各有特点。
中国石油大学-钻井液常规性能测试

中国石油大学油田化学实验报告实验日期:成绩:班级:学号:姓名:教师:同组者:钻井液常规性能测试一、实验目的1、掌握六速旋转粘度计的使用方法以及钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力的测定和计算方法;2、掌握静滤失仪的使用方法以及钻井液滤失量、pH值和泥饼厚度的测定方法;3、掌握钻井液膨润土含量的实验原理和测定方法;4、掌握钻井液密度的测定方法;5、掌握钻井液漏斗粘度的测定方法;6、掌握钻井液固相含量的测定方法和实验原理。
二、实验原理1、六速旋转粘度计的工作原理、使用方法及粘度和切力的计算(1)六速旋转粘度计的结构和工作原理六速旋转粘度计(图1)是以电动机为动力的旋转型仪器。
被测液体处于两个同心圆筒间的环形空间内。
通过变速传动外转筒以恒速旋转,外转筒通过被测液体作用于内筒产生一个转矩,使同扭簧连接的内筒旋转了一个相应角度,依据牛顿定律,该转角的大小与液体的粘度成正比,于是液体粘度的测量转为内筒转角的测量。
记录刻度盘的表针读数,通过计算即为液体表观粘度、塑形粘度和动切力。
图1 六速旋转粘度计及变速拉杆(2)六速旋转粘度计的使用方法①接通电源,拨动三位开关至高速位置,待外筒转动后,将变速拉杆的红色球形手柄(手柄位置与转速的选择如图1)放置在最低位置,此时外筒转速即为600rpm。
观察刻度盘是否对零(若不对零,可松开固定螺钉调零后再拧紧)、外筒是否偏摆(若偏摆,应停机重新安装外筒)。
检查调速机构是否灵活可靠。
②将刚高速搅拌过的钻井液倒入泥浆杯中至刻度线(此处钻井液的体积为350ml),立即置于托盘限位孔上,上升托盘,使液面与外筒刻度线对齐,拧紧托盘手轮。
迅速从高速(600rpm)到低速(3rpm)依次测量。
待刻度盘读数稳定后,记录各转速下的读数Ф。
③实验结束后,关闭电源,松开托盘手轮,移开泥浆杯,倒出泥浆。
左旋卸下外转筒,将外转桶和内筒清洗后擦干,将外转筒安装在仪器上。
(3)粘度和切力的计算方法表观粘度A V=0.5×Ф600,单位:mPa.s;塑性粘度PV=Ф600-Ф300,单位:mPa.s;动切力YP=0.511×(2×Ф300-Ф600),单位:Pa。
钻井液配制及其性能测评

金 属腐 蚀 ,随着井 深增 加 ,温度 上升 ,对 金属 电化 学腐蚀 速 度也 相应 加 快 , 严重 时会 发生 穿 孔甚 至 断裂 ,导 致 整个 油井 的报 废 。 而且 强 腐蚀 性 液 体本 身就 是一 种对 环 境有 害 的物 质 ,钻 井完 井液 的腐 蚀 性 的大 小 是衡 量 其 质量 好 与 坏 的重要 标 志 。研 究发 现 , 甲酸盐 钻井 液对 金 属设 备 的 腐蚀 性 比普通
油井 钻 井 的基 本功 能 是打 开找 油 、找气 和 采油 、采 气 的通 道 ,是 实现
油气 勘探 开 发 的重 要 工程 手 段。 为油 井钻 井 、完 井服 务 是钻 井 液 的 目的 ,
钻 井 、完 井 的需 要 是 钻井 液 发展 的动 力 。因此 ,钻井 液 的功 能 就体 现在 油 井 钻 井 、完 井 的两 个方 面 , 即在整 个 钻进 过程 中,要 保 持安 全 优质 快速 低 成 本 钻井 :在进 入 油 层时 ,要 具有 保 护储 层 的作 用 。所 以 ,钻井 液 的 功用
性 能稳 定 , 完井 液抗 固 相污染 能 力 的评 价也 是实验 内容之 一 。 取 待 测完 井液 , 用岩 粉 ( 过孔径 为 o . 1 5 4 a r m的 筛 )做 污 染 实 验 , 在 其 中 分 别 加 入 1 0 % 、 2 0 % 、3 0 % 、4 0 %的岩 心 粉 ,高 搅 2 O分钟 至 均匀 , 在 1 2 0 ℃ 下 老化 1 6 h再 测 定其流 变性 、密度 和滤 失量 ,并与污 染前 进行对 比。随着 岩 屑含 量 的增 加 , 悬 浮颗 粒之 间、 固相颗 粒 与液相 之 间 以及 连续液 相 内部 的 内摩擦 作用 增 强 , 塑性黏 度略 有上 升 ,当 固相含 量达 到 4 %时,塑 性黏 度不 再 增加 ,说 明甲酸 盐 钻井 液 的固相容 纳 能力较 强 。
钻井液常规性能测试

中国石油大学(华东)油田化学基础实验报告班级:石工1412 学号:姓名:教师:范鹏同组者:实验日期:实验一、钻井液常规性能测试一、实验目的1、掌握六速旋转粘度计的使用方法以及钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力的测定和计算方法;2、掌握静滤失仪的使用方法以及钻井液滤失量、pH值和泥饼厚度的测定方法;3、掌握钻井液膨润土含量的实验原理和测定方法;4、掌握钻井液密度的测定方法;5、掌握钻井液漏斗粘度的测定方法;二、实验装置钻井液:400ml 高速搅拌机六速旋转粘度计打气筒失水仪滤纸量筒秒表钢板尺 PH试纸亚甲基兰溶液酸式滴定管玻璃棒三、实验步骤1、用高速搅拌器高速搅拌钻井液10min。
2、使用六速旋转粘度计测定并计算钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力;3、使用打气筒滤失仪测定钻井液滤失量、泥饼厚度和pH值;4、测定并计算钻井液膨润土含量;5、学习并掌握测定钻井液密度的方法;6、学习并掌握测定钻井液漏斗粘度的方法。
四、实验数据记录与处理1.数据记录实验一钻井液的常规性能测试数据记录处理表实验二无机电解质对钻井液的污染及调整污染实验数据班级汇总表2.数据处理本组实验所得数据处理结果:表面粘度AV=0.5 x Ф600=0.5x12=6 mPa.s 塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=12-7=5 mPa.s动切力YP=0.511 x (2 x Ф300-Ф600)=1.022 Pa钻井液膨润土含量=泥甲V 01.0V ⨯×70100×1000=14.3×泥甲V V =14.3×265⋅=40.04 g/l (1)基浆:表面粘度AV=0.5 x Ф600=0.5x11=5.5 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=11-7=4 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=1.533 Pa泥浆:(2)加量0.25g/100ml CaCl2表面粘度AV=0.5 xФ600=0.5x16=8 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=16-12=4 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=4.088 Pa (3)加量0.50g/100ml CaCl泥浆:2表面粘度 AV=0.5 xФ600=0.5x18=9 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=18-15=3 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=6.132 Pa泥浆:(4)加量0.75g/100ml CaCl2表面粘度 AV=0.5 xФ600=0.5x19=9.5 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=19-14=5 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=4.599 Pa泥浆:(5)加量1.00g/100ml CaCl2表面粘度 AV=0.5 xФ600=0.5x16=8 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=16-12=4 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=4.088 Pa泥浆:(6)加量1.25g/100ml CaCl2表面粘度 AV=0.5 xФ600=0.5x14=7 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=14-10=4 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=3.066 Pa由以上所得数据整理成表如下:作图如下:1.AV—CaCl2加量关系曲线:2.YP—CaCl2加量关系曲线:3.FL—CaCl2加量关系曲线:将AV—CaCl2加量关系曲线,YP—CaCl2加量关系曲线,FL—CaCl2加量关系曲线放在一起表示趋势变化关系,如下:3.现象解释:CaCl2能够大量溶于水中,且其溶解度随着温度的增加而增加。
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钻井液配制及其性能测评
摘要:本文探讨了钻井液的组成和类型,钻井液属于复杂的多相多级胶体-悬浮体分散体系,对甲酸盐钻井液配制及其性能测评,甲酸盐钻井液体系,具有广泛配伍性、储层保护性好、固相容纳能力强、可降解等特点,能较好解决井壁稳定与储层保护的矛盾,适合在目的层使用。
关键词:钻井液配方储层保护井壁稳定
油井钻井的基本功能是打开找油、找气和采油、采气的通道,是实现油气勘探开发的重要工程手段。
为油井钻井、完井服务是钻井液的目的,钻井、完井的需要是钻井液发展的动力。
因此,钻井液的功能就体现在油井钻井、完井的两个方面,即在整个钻进过程中,要保持安全优质快速低成本钻井;在进入油层时,要具有保护储层的作用。
所以,钻井液的功用也就是钻井、完井对钻井液的基本要求。
一、钻井液的组成和类型
钻井液属于复杂的多相多级胶体-悬浮体分散体系。
它既可以是固体分散在液体中,或者是液体分散在另一种液体中,也可以是气体分散在液体中,或者是液体分散在气体中所形成的分散体系。
钻井液的基本成分由分散相+分散介质+化学处理剂组成。
各相具体成分可以是:处理剂(各种维护分散体系稳定和调整分散体系性能的化学添加剂)。
在以水为连续相的水基钻井液中,通常用重量体积百分含量表示钻井液配方中各组分,不考虑处理剂本身的体积。
例如,某种水基钻井液组分为:1000ml水 + 50g膨润土 + 20g处理剂。
用组分表示的钻井液配方为:5%膨润土浆+2%处理剂。
随着钻井工艺技术的不断发展,钻井液的种类越来越多。
目前,国内外对钻井液已有各种不同的分类方法,其中较简明的分类方法有以下几种:按照密度大小可将钻井液分为高密度钻井液和低密度钻井液,高低密度的界限一般为1.35g/cm3。
按照与粘土水化作用强弱程度可将钻井液分为抑制性钻井液和非抑制性钻井液;按照连续相性质可将钻井液分为水基钻井液、油基钻井液和气基钻井液。
根据美国石油学会(api)和国际钻井承包商协会(iadc)认可的钻井流体共有九个类别:①不分散钻井液;②分散钻井液;③钙处理钻井液;④聚合物钻井液;⑤低固相钻井液;⑥盐水钻井液;
⑦油基钻井液;⑧合成基钻井液;⑨空气、雾、泡沫和充气钻井流体(俗称低压钻井液)。
二、钻井液配制及其性能测评
1、甲酸盐钻井液配制
经过大量资料调研和室内研究,确定出以生物聚合物、改性淀粉为主的甲酸盐钻井液体系,基本配方为:清水+10%~40%甲酸盐+0.2%~0.5%生物聚合物+2%改性淀粉+1%防水锁剂+1%~1.5%超细
碳酸钙。
2、抑制性
钻井液的抑制性是其防塌能力的体现,具有较强抑制性的体系
可以有效防止泥岩地层井壁因吸水膨胀而坍塌。
岩心滚动回收率是衡量抑制性的重要指标。
实验中取岩屑过孔径为3.2~4.0mm的筛,做回收率试验,实验条件为:在钻井液中加入50g的岩心,在120℃下滚动16h,出罐后用孔径为0.45mm的筛回收,烘干,称重,记下回收岩屑的重量。
通过聚合物钻井液、有机硅钻井液和甲酸盐钻井液的对比,三者岩心回收率分别为81.0%、88.0%和92.0%,说明甲酸盐钻井液的回收率最高,能很好地抑制泥页岩的水化膨胀与分散。
3、抗温性
众所周知油井基本上都是高温高压的,钻井液体系中的聚合物在达到一定温度时会发生分解,因此要求具有一定的抗温性,实验中对甲酸盐完井液的抗温性能进行了评价。
取配制好的待测完井液400ml倒入滚筒中,拧紧盖子,再放入滚子炉里,在120℃下加热滚动16小时,待冷却后,将钻井液倒入高搅杯中并置于高搅器上,高搅5分钟至均匀,然后分别测定钻井液的流变性、密度和滤失量。
再在130℃、140℃、150℃下分别进行相同的实验,并与热滚前进行对比。
实验发现,甲酸盐高温老化不明显,稳定性高。
4、抗固相污染能力
在钻井施工过程中,固相控制不能满足施工要求常会造成钻井液中有害固相含量增加,这就要求体系具有较高的抗固相污染能力,以保持体系性能稳定,完井液抗固相污染能力的评价也是实验内容之一。
取待测完井液,用岩粉(过孔径为0.154mm的筛)做污
染实验,在其中分别加入10%、20%、30%、40%的岩心粉,高搅20分钟至均匀,在120℃下老化16h再测定其流变性、密度和滤失量,并与污染前进行对比。
随着岩屑含量的增加,悬浮颗粒之间、固相颗粒与液相之间以及连续液相内部的内摩擦作用增强,塑性黏度略有上升,当固相含量达到4%时,塑性黏度不再增加,说明甲酸盐钻井液的固相容纳能力较强。
5、腐蚀性
现有的盐水体系如钠、钾、钙和锌的氯化物和溴化物都会引起严重的金属腐蚀,随着井深增加,温度上升,对金属电化学腐蚀速度也相应加快,严重时会发生穿孔甚至断裂,导致整个油井的报废。
而且强腐蚀性液体本身就是一种对环境有害的物质,钻井完井液的腐蚀性的大小是衡量其质量好与坏的重要标志。
研究发现,甲酸盐钻井液对金属设备的腐蚀性比普通钻井液差。
三、现场应用
1、稳定性
甲酸盐钻井液黏度能够长时间稳定在一定范围内,起下钻过程中其黏度增加值仅为3~5s,切力几乎无变化,高温高压失水保持在12ml左右,并且能够有效控制地层黏土分散造浆。
没有因固相的侵入而出现增黏、拔活塞和下钻不到底等现象。
2、储层保护效果好
钻进中钻井液的api失水控制为3~4ml,高温高压失水控制在12ml左右,固相含量保持为2%~4%,降低了固相和液相对气层的
污染,表明甲酸盐钻井液在施工中取得了良好的储层保护效果。
3、井眼稳定
由于钻井液中固相较低,钻井液流动时和静止后黏度均较低,开泵容易,起下钻和开泵时没有出现较大的压力波动,有利于井眼稳定。
钻井液体系较高的动塑比使得钻进中返砂均匀,每次下钻到底只返出少量钻屑,说明井眼稳定。
4、润滑性良好
甲酸盐钻井液的摩阻小于0.07,起下钻顺利,接单根正常,定向井段扭矩小于5kn·m。
钻进过程中没有出现阻卡和拖压现象。
四、结论
(1)甲酸盐钻井液体系,具有广泛配伍性、储层保护性好、固相容纳能力强、可降解等特点,能较好解决井壁稳定与储层保护的矛盾,适合在目的层使用。
(2)在现场应用过程中,结果表明,甲酸盐钻井液在性能维护、油气层发现、抑制防塌、润滑防卡等方面具有较强的优势,为以后的推广应用奠定了基础。
(3)研究的甲酸盐钻井液体系由于组成成分对温度敏感,以后需对高温条件下的使用继续深入研究。
(4)利用高效的固控设备并保证足够的使用率,有利于提高甲酸钾钻井液的使用效果。
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