抗高温深井水基钻井液(精选)

浅析超深井超高温钻井液技术

浅析超深井超高温钻井液技术摘要：随着科学技术的飞速发展，钻探技术也得到不断提高，尤其是超深井、深井和特殊的工艺井钻探技术层出不穷，因此对钻井液的质量要求更高。

钻探11500m～13500 m深度为超深井，深井底部的温度高达280℃以上，钻井液在超高压超高温环境，怎样保持性能稳定是钻探技术面临的主要问题。

关键词：超深井；超高温；钻井液；技术分析一、前言当前能源问题是任何国家关注的主要问题，随着经济的发展，人们生活水平的提高，对能源的需求也日益增多，大部分中浅地层的能源资源几乎都已经被开发利用，只能向着更深的地层开发能源资源，超深井的采油已经成为必然。

但是超深井的超高温对钻井液性能影响非常大，如何使钻井液具有抗高温能力，是所有钻井工程中的技术难题。

深井钻井工程受钻井液的质量直接影响，在超深井钻井中，深度越深，地层温度越高，钻井液循环、停留的时间更长，在低温下钻井液性能不容易发生变化，但是在这样超高温的情况下，性能会发生变化，超深井钻井的裸眼长，地层结构复杂，增大了石油气受污染的可能性等问题都是增加钻井的技术难度[1]。

现代石油超深井钻井中最需要解决的问题是在超高温高压的条件下维持钻井液的性能，发挥出最大的功效，提高抗高温的能力等。

二、深井高温环境下常用的几种钻井液钻井液是在钻井过程中使用的流体，有液体和气体，因此正确的应该叫钻井流体。

钻井过程中钻井液起着十分关键的作用。

钻井液在钻头的水眼处以很高的速流，喷入井底，冲起井底的岩屑，将岩屑冲出，冲洗井底,为防止井喷应该要和地层压力平衡。

钻井液不仅可以润滑钻头以及冷却钻具，还能抑制页岩分散和膨胀，同时还可以产生薄韧的滤饼，稳定井壁。

依据钻井液冲击出的岩屑，可以获取准确的地层信息，根据得到的信息改变钻井液的流速，提高钻头破岩的能力，加快钻井工程的进度。

目前，钻井工程在深井高温环境下最常使用的钻井液有三磺水基钻井液、硅氟聚合物钻井液以及TSD 、TSF聚合物钻井液[2]。

石油化工技术专业《水基钻井液-深井水基钻井液(下)》

聚磺钻井液
聚磺钻井液是将聚合物钻井液和磺化钻井液结合在一起而形成的一类抗高温钻井液体系。尽管聚合物钻井液在提高钻速、抑制地层造浆和提高井壁稳定性等方面确有十分突出的优点，但总的来看，其热稳定性和所形成泥饼的质量还不适应在井温较高的深井中使用，特别是对硬脆性页岩地层，常常需参加一些磺化类处理剂来改善泥饼质量，以降低钻井液的HTHP滤失量。
课后
小结
【课程内容】
磺化钻井液
磺化钻井液是以磺化褐煤、1型磺化酚醛树脂、磺化单宁和磺化栲胶等处理剂中的一种或多种为根底配制而成的钻井液。
第一种磺化钻井液是磺化褐煤钻井液，磺化褐煤钻井液体系主要利用磺化褐煤既是抗温稀释剂，又是抗温降滤失剂的特点，通过室内试验确定其适宜加量之后，用膨润土直接配制或用井浆转化为抗高温深井钻井液。一般需参加适量的外表活性剂以进一步提高其热稳定性。该类体系最高可抗22021高温，但抗盐、抗钙的能力较弱，仅适用于深井淡水钻井液。它的典型配方为：4%~7%膨润土3%~7%磺化褐煤%~1%外表活性剂，并参加烧碱将g/L，钻井液密度可提至cm2；假设参加适量Na₂Cr2O7，抗温可达202122021
聚磺钻井液既保存了聚合物钻井液的优点，又对其在高温高压下的泥饼质量和流变性进行了改良，从而有利于深井钻速的提高和井壁的稳定。该类钻井液的抗温能力可达2021250℃，抗盐可至饱和。
【本节小结】
目前常见的深井水基钻井液主要就是磺化钻井液和聚磺钻井液这两大类，随着科学的开展一定还会出现优势更加明显的深井钻井液体系。
授课章节
工程八
授课方式
理论课实践课□理实课□其他□
授课内容
任务三深井水基钻井液下
教学目的与要求
知识目标：
1、掌握磺化钻井液
2、掌握聚磺钻井液

抗高温无土相钻井液在高古6井的应用

抗高温无土相钻井液在高古6井的应用
高温无土相钻井液是指在高温井下环境中使用的不含土壤成分的钻井液。

随着石油勘
探工作的深入，越来越多的油气藏位于深海或高温高压地层中，这就要求钻井液要能够承
受非常高的温度和压力，以确保钻井工作的安全和高效。

高古6井是中国石油天然气集团公司在天然气水合物领域的一次重大勘探项目。

这个
项目位于南海琼东南盆地东南缘，水深约为1236米，最大钻探深度为3984米，井温高达150度以上，井壁压力也非常大，对钻井液的稳定性和性能提出了很高的要求。

为了满足这些要求，中国石油天然气集团公司采用了一种抗高温无土相钻井液作为钻
井液。

这种钻井液由多种高温稳定添加剂组成，能够承受高温、高压和高盐度环境中的挑战，具有很好的稳定性和防止井壁侵蚀的性能。

在高古6井的钻井过程中，抗高温无土相钻井液表现出了很好的性能和稳定性。

在井
深达到3000米时，钻井液的温度已经超过130度，但仍然能够很好地保持稳定。

而在探
井过程中，钻井液的密度也能够很好地控制，防止了井壁侵蚀和漏失等问题的发生。

同时，这种钻井液还具有良好的环保性能，能够减少对环境的影响，保护生态环境。

总的来说，抗高温无土相钻井液在高古6井的应用是非常成功和可靠的。

它不仅充分
发挥了抗高温、稳定、防侵蚀等性能，也验证了这种新型钻井液在高温、海洋等特殊环境
中的适用性。

回顾这次项目，我们可以看到中国石油天然气集团公司在技术研发和应用方
面的不断创新，为我国能源领域的发展做出了重要贡献。

超高温水基钻井液技术

和套管磨穿事故。
深井超深井钻井概况
二、深井的基本特点
3、特点
* 裸眼井段长，要钻穿多套地层压力系统；
* 井壁稳定性条件复杂；
* 井温和压力高； * 深部地层岩石可钻性差； * 钻机负荷大。深井超深井钻井是一项复杂的系统工程，经济和技术上有很大的风险性。
深井超深井钻井概况
三、深井超深井钻井技术发展现状
超高温水基钻井液技术
目录
深井超深井钻井概况深井超深井钻井液技术
近期研究工作简介
一、深井超深井钻井技术的应用前景
西部地区（包括塔里木、准葛尔、土哈和柴达木四个盆地）
的石油资源量占全国总资源量的38%，探明率仅为9%，是我国
石油产量的主要接替地区。西部地区的石油资源量的 73%埋藏在深部地层，所以要靠深井和超深井进行勘探开发。
奥地利前苏联前苏联
深井超深井钻井概况
三、深井超深井钻井技术发展现状
2、国内发展概况
我国深井超深井钻井技术起步较晚，始于 60 年代
末。1966年7月28日大庆油田完成我国第一口深井：松基六井（ 4719 米）， 1976 年在四川钻成我国第一口超深井：女基井（ 6011 米）。我国深井超深井钻井技术的发展可分三个阶段。
深井超深井钻井概况
三、深井超深井钻井技术发展现状
美国： 1938 年钻成世界上第一口 4573 米的深井，
1949年钻成6255米的超深井，1974年钻成9583.2m的特
深井。由于有完善的设计、先进的技术和严密的管理，美国的深井钻井速度快、事故少、成本低。 80年代中期，美国钻一口5000m左右的井约需90天，钻 5500m 左右的井约需 110 天，钻 6000m 左右的井约需 140

浅析超深井超高温钻井液技术

浅析超深井超高温钻井液技术摘要：随着科学技术的发展，未来在我国深部大陆的钻探过程中，钻探深度将达到一万两千米到一万三千米之间，相应的温度也会达到350摄氏度以上，钻井液在超高温环境下，其技术正面临着非常严峻的考验。

本文列举了可以用于深井中高温环境下的钻井液类型，探讨了应对高温环境的钻井液技术的研发难点，提出了针对这种困难的相应解决措施。

关键词：超深井超高温钻井液难点措施经济科技的发展，提高了人们的生活水平，使人类生活需求的能源也不断增多，如今地球浅地层可用能源几乎已被开发完全。

未来的钻探活动将不断向着更深的地方开采，而钻井越深，温度就越高，在低温环境下不易变化的钻井液到了超高温环境中就会发生变化。

尤其在结构复杂的超深地层中，很容易使石油气遭到污染，这些都成了钻井技术的难点所在。

如何有效解决这些问题，成为当前研发的重点。

一、高温深井中可用的钻井液1、钻井液的涵义在钻井的过程中，会用到一些气体及液体，这些流体就是钻井液，它在钻井时起到了非常重要的作用。

钻井液由清水、乳状液、冲洗液、泡沫、泥浆以及压缩空气等组成，清水是最原始的钻井液。

钻井时，钻头水眼处以极高的速度将钻井液喷进井底，将井底岩屑冲出去，达到冲洗井底的目的，这是为了防止井喷。

此外，钻井液还可以润滑钻头，冷却钻具，抑制页岩的分散膨胀，它还能生成滤饼，使井壁稳定。

而且，根据被钻井液冲出的岩屑，能准确的获得地层信息，并根据这些信息合理调整流体流速，使钻头破岩效率提高，加快其工程进度。

近年来普遍在深井中使用能对抗高温环境的钻井液有TSD和TSF聚合物、硅氟聚合物、三磺水基等钻井液。

其中TSD及TSF钻井液是聚合物。

TSD作为一种反絮凝的低分子聚合物，具有抗高温性，其有效的控制住其钻井液的流变性，并且还具备抗钙性。

TSF则是一种滤失聚合物，具有控制高温的性能，它一般作为添加剂使用，十分稳定。

而由TSF和TSD结合配出的钻井液具有非常高的热稳定性以及较高的抑制性能。

深井高温水基钻井液体系研究

试验条件：１８０ ℃下热滚１６ｈ，５０ ℃下测其流变性。结果见表１。
表１基本配方中引入ＳＴＢＨＴ热滚前后的性能
注：为表观黏度；为塑性黏度；ｒｄ为动切力；Ｎ￣６、Ｎ∞ 分别为六速旋转黏度计６、３ｒ／ｍｉｎ对应的读值；Ｖａｎ为ＡＰｉ１滤失量。
石油天然气学报（江汉石油学院学报）２０１３年９月第３５卷第９期
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｉｌａｎｄＧａｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｊ．ＪＰＩ）Ｓｅｐ．２０１３Ｖｏ１．３５Ｎｏ．９
高温条件下，搬土含量对钻井液的性能影响显著。因此，室内评价了１８０￣Ｃ高温条件下，搬土加量变化对体系性能的影响。
为评价高温稳定剂ＳＴＢＨＴ对钻井液性能影响，在下述基本配方的钻井液中加入高温稳定剂
ＳＴＢＨＴ，评价体系的抗高温稳定性能。基本配方：２．０Ｙｏ膨润土＋０．５ＮａＯＨ＋０．５
ｌ高温稳定剂的评选
１．１高温稳定剂的作用机理高温条件下，水分子热运动加剧，黏土粒子水化膜变薄，黏土颗粒之间排斥力减弱，聚结趋势增
加。如果钻井液中黏土含量在容量下限以下，黏土粒子因聚结而使黏土分散度降低，单位体积内黏土颗粒数减少，钻井液性能表现出高温减稠；如果钻井液中的黏土含量在容量上限以上，则会使大量黏土粒子相互聚结形成网架结构，钻井液黏切大幅度升高，严重时发生胶凝或固化［２］。为提高钻井液的抗高温

水基钻井液体系介绍

BZ25-1C
4
2777
2753
COPYRIGHT:泥浆塘沽基地2006
19
PEC和PEM钻井液对比
PEC钻井液较PEM钻井液优点：
可提供较好的携砂和悬浮能力，有利于钻速很快的井的作业，如渤海的优快钻井由于携带效果好，环空岩屑浓度低，生产井作业钻速较PEM泥体系作业的井快生产井起钻相对较PEM体系作业的井快电测一次成功率更高油层浸泡时间更短，有利于油层保护体系本身对渤中25-1油田和NB35-2油田油层保护能力略强于PEM钻井液（对以上两个油田的天然岩心渗透率恢复值高于用PEM钻井液做的实验）使用有机抑制剂，不用无机盐抑制剂，对测井影响较小
Protecting Environment Mud
TM
COPYRIGHT:泥浆塘沽基地2006
3
PEM钻井液体系
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
COPYRIGHT:泥浆塘沽基地2006 6
PEM 泥浆钻井液体系 PF-JLX 的浊点效应
A
B
C
A: 低于浊点，全部可溶。 B: 在浊点处，不溶且为雾滴壮。 C: 高于浊点，形成胶束。 COPYRIGHT:泥浆塘沽基地2006 7
PEM 泥浆钻井液体系作用原理
• PF-JLX 胶素能够侵入孔吼并堵塞防止泥浆进一步进入地层. • PF-JLX 包被钻屑防止分散和水化. • PF-JLX 能吸附在钻具和井壁改善润滑性. • PF-JLX 能增加泥饼韧性，降低失水.

抗高温高密钻井液的研究及效果评价

抗高温高密钻井液的研究及效果评价作者：戴毅程鹏至来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第01期【摘要】在高温深井钻井过程中，要求钻井液在高温高密度下能有效满足钻井工程及地质录井的要求。

因此，就要求使用各种性能优良的抗高温高密度钻井液。

本文着重研究抗高温高密度的水基钻井液配方及其性能。

该配方的建立采用单因素法确定降粘剂、降失水剂、高温防塌抑制剂、高温稳定剂等几种主要处理剂的加量，进行钻井液的优组优配，形成一套老化前后流变性能及失水造壁性能较好的抗高温高密度水基钻井液。

【关键词】高温高密度水基钻井液配方储层保护1 抗高温高密度水基钻井液配方1.1 降粘剂XS加量优选取降滤失剂GYJ加量5%，防塌抑制剂FY加量3%，提粘剂TN加量0.5%，加重剂加量530g，为0‰、3‰、5‰、7‰、10‰。

钻井液总体积取420ml，密度为2.0 g/cm3。

通过钻井液在160℃热滚16小时前后的流变性能和滤失量实验，在其它组分加量一定的情况下，钻井液的塑性粘度PV在老化前后随降粘剂XS加量的增大虽有些变化但都整体呈现出较稳定的值。

而动切力YP在老化前，随XS加量的增大在整体上表现为减小的趋势，这符合XS的降粘作用机理。

但在老化后，却随XS加量的增大而在整体上呈增大的趋势。

这可能是在加重钻井液中常温作用下XS能很好的起到降粘作用，但在160℃高温下热滚后，某些分子链发生了断裂而不能起降粘作用，所以导致了动切力的升高。

老化前钻井液的API失水随着降粘剂XS加量的增大先增大后减小，在5‰加量处出现最大值；老化后，其API失水随XS加量的增大而在整体上呈减小的趋势，在5‰加量处有一个失水量较小的点，而10‰加量处为失水最小点。

老化前的API失水都满足要求，而老化后失水量却全部增大。

取整体性能较好的5‰XS加量的泥浆做160℃、3.5Mpa、滤板+滤纸的HTHP 失水实验，失水量为20ml，比较理想。

因此，确定XS加量为5‰，并直接把钻井液密度直接升到2.35 g/cm3，做GYJ加量变化实验。