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低温油基钻井液抗污染能力研究

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低温油基钻井液抗污染能力研究 摘要 对于在较低地层温度下的低密度油基钻井液的相关研究较少,对此选择了研究的一套 低温油基泥浆。

本文主要探讨了低温油基钻井液在无机盐、地层钻屑、海水污染条件下 的性能变化情况, 分析了导致性能变差的原因, 揭示了现场应用可能影响钻井液稳定的 一些因素,给出了有利于现场维护的一些合理建议。

通过这些研究,说明该具有优 良的稳定性和流变性,同时也为油基钻井液在水平井方面的应用做了较好的技术支撑。

关键词: 关键词:油基 低温 钻井液 抗污染 破乳电压 引言 为了适应现场需要, 满足较低密度下对油基钻井液性能的要求, 通过室内大量实验研究, 研制出具有较好流变性, 电稳定性和滤失性能的低温油基钻井液, 本文主要针对该 的抗污染能力进行评价研究。

研究内容 低温油基钻井液基本配方:油水比:80:20 (油相:5#白油;水相:20%CaCl2 水溶液) ,配方:2%主乳+1.5%辅乳+1%润湿剂+2%有机土+2.5%MOTEX+1.5%碱度 调节剂+0.8%HSV-4,密度 ρ=1.20g/cm3(碳酸钙加重)。

该基本性能如下: 表 1 指标 滚前 滚后 AV mPa·s 35 40 PV mPa·s 21 24 YP Pa 14 16 YP/PV Pa 0.667 0.656 Ф6/Ф3 12/11 13/12 FLAPI ml 3.4 FLHTHP ml 10.6 Es V 848 1127 老化条件:80℃×16h HTHP 滤失实验条件:80℃×3.5MPa 测试温度: 40℃ 从上表数据可以看出,低温油基钻井液具有很高的切力,PV 却只有 24 mPa·s,高 温高压滤失量只有 10.6ml,破乳电压在 600 伏以上,具有较好的电稳定性。

为了检测的抗污染能力,分别对不同量 NaCl、CaCl2、钻屑和海水侵入时的性 能变化进行实验研究。

1.抗 1.抗 NaCl 污染实验 表 2 NaCl 0% 3% 5% 10% 15% 指标 滚后 滚后 滚后 滚后 滚后 AV mPa·s 39 42 42.5 41 42 PV mPa·s 26 29 28 27 27 YP Pa 13 13 14.5 14 14 YP/PV Pa 0.500 0.448 0.518 0.518 0.500 Ф6/Ф3 10/9 12/10 13/11 11/10 11/9 FLAPI ml 3.4 3.6 3.6 3.8 3.2 Es V 1103 1053 926 849 671 老化条件:80℃×16h 测试温度: 40℃ 从上表数据分析来看,NaCl 侵入量的增加只对破乳电压略有影响,有降低电稳定 性的作用,但是总的来看性能受 NaCl 影响很小。

具有很好的抗 NaCl 污染的能力。

2. 抗 CaCl2 污染实验 表 3

CaCl2 0% 1% 2% 3% 5% 指标 滚后 滚后 滚后 滚后 滚后 AV mPa·s 40 41.5 40 39.5 40.5 PV mPa·s 24 23 27 26 28 YP Pa 16 18.5 13 13.5 12.5 YP/PV Pa 0.667 0.804 0.481 0.519 0.446 Ф6/Ф3 13/12 14/12 14/12 11/10 11/10 FLAPI ml 3.4 3.6 3.8 3.6 3.6 Es V 1127 1028 1037 987 1012 老化条件:80℃×16h 测试温度: 40℃ 从上表数据分析,CaCl2 加量侵入对流变性和 API 滤失性能无不良影响,破乳电压 也无明显的变化,故而也具有很好的抗 CaCl2 污染的能力。

3. 抗海水污染实验 表 4 海水 0% 5% 10% 15% 20% 指标 滚后 滚后 滚后 滚后 滚后 AV mPa·s 40 44 50 56 62 PV mPa·s 24 27 30 32 35 YP Pa 16 17 20 24 27 YP/PV Pa 0.667 0.629 0.667 0.750 0.771 Ф6/Ф3 13/12 13/11 17/15 20/18 25/23 FLAPI ml 3.4 3.0 2.8 2.8 3.2 Es V 1127 929 755 659 481 老化条件:80℃×16h 测试温度: 40℃ 由上表数据可看出,海水侵污只对的流变性和破乳电压产生了影响。

随着海水侵 入量的增大,粘切明显增大,而破乳电压也随海水侵入量的增大逐步降低。

这是因为海 水的侵入改变了的油水比, 使油水比降低, 从而增大了粘度, 因水相侵入消耗了乳化剂, 所以降低了的电稳定性。

可以适时补充油相和乳化剂来维持电稳定性。

4. 抗钻屑污染实验 表 5 钻屑 0% 5% 10% 15% 20% 指标 滚后 滚后 滚后 滚后 滚后 AV mPa·s 40 40.5 41 42.5 44 PV mPa·s 24 26 27 29 31 YP Pa 16 14.5 14 13.5 13 YP/PV Pa 0.667 0.557 0.518 0.465 0.419 Ф6/Ф3 13/12 10/9 9/8 9/8 9/8 FLAPI ml 3.4 3.4 6.0 7.8 8.8 Es V 1127 1103 488 340 252 老化条件:80℃×16h 测试温度: 40℃ 从上表可以看出,钻屑的侵入引起的塑性粘度增加,的 API 滤失量也增加, 破乳电压显著下降。

这是因为钻屑的侵入增加了的固含,所以会引起塑性粘度的增加, 同时钻屑会消耗中的润湿剂和表面活性剂, 所以会导致电稳定性下降。

电稳定 性的下降也会引起滤失性能变差,而且过量钻屑会改变滤饼质量,所以使得滤失量增大。

为了改善的抗钻屑侵污能力,需要补加一定量的润湿剂来提高容纳钻屑侵污 的能力。

下表是将润湿剂加量提高到 2%即增加一倍后的抗钻屑污染实验结果。

表 6

钻屑 0% 5% 10% 15% 20% 指标 滚后 滚后 滚后 滚后 滚后 AV mPa·s 39 39.5 40.5 40 42.5 PV mPa·s 26 25 27 28 32 YP Pa 13 14.5 13.5 12 10.5 YP/PV Pa 0.500 0.580 0.500 0.428 0.328 Ф6/Ф3 10/9 11/9 11/10 10/9 10/9 FLAPI ml 3.4 4.0 4.6 5.8 7.8 Es V 1103 1053 845 515 348 老化条件:80℃×16h 测试温度: 40℃ 从上表可以看出,提高润湿剂加量后,在侵入 15%的钻屑时仍有 500 多伏的破乳 电压。

进一步提高了的抗钻屑污染的能力。

但同时也说明,单靠提高处理剂加量来维持 的良好性能也有一定限度。

结论 通过以上研究说明,该具有良好的抗无机盐、钻屑和海水侵污的能力。

同时通过 海水和钻屑侵污实验也说明, 单靠本身来维持性能有一定限度, 必须结合现场实际条件, 充分利用固控分离设备, 清除钻屑并及时补加处理剂如主乳润湿剂以及油相等, 调控好 的油水比,才能更好的维持钻井液的综合性能,从而利于钻井安全。

该较高的动塑比和 良好的稳定性也为低温油基钻井液在水平井的应用了可靠的保证。

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