一种新型线性α－烯烃合成基钻井液.pdf

第 2 8卷 第 l 期 2 0 1 1年1月 钻井液与完井液 DRI LLI NG FLUI D ＆ C0M PLETI ON FLUI D Vo 1 ． 2 8 NO ．1 J a n．2 01 l 文章编号 1 0 0 1 5 6 2 0 2 O 1 1 0 l 一 0 0 3 0 0 3 一 种新型线性 0 c 一 烯烃合成基钻井液 隋旭强， 唐代绪， 侯业贵， 刘从军 胜利石油管理局钻井工 艺研究 院，山东东营 摘要 以线性 C c 一 烯烃和异 构烯烃钻井液为主的综合性能优 良的新一代合成基钻井液，近年来 国外投入使用较 多，而中国在这方面的研究与 国外还 有相 当大的差 距。在对乳化剂 、有机土 、降滤失剂 、润湿剂等添加剂优选 的 基础上 ，利用正交实验优选 出了一种线性 Ⅱ 一 烯烃合成基钻井液，其 最优 配方为 8 5 ％ 线性 c 【 一 烯 烃 2 ． 5 ％ 主乳化 剂 十 3 ％ 辅助乳化剂 2 ％ 润湿剂 4 ％有机土 3 ． 5 ％ 降滤失剂十 6 ％氧化钙 l 5 ％ 水 1 0 ％C a C I 2 溶液 。评价结果表 明， 该钻井液具有优 良的流 变性能 、抑制性 、抗污染性能 、高温稳定性及电稳定性。 关键词 合成基钻井液 ； 线性 【 I 一 烯烃 ； 钻井液配方 ； 环境保 护 中图分类号T E 2 5 4 3 文献标识码 A 0 引 言 合成基钻井液是在水基钻井液不能满足井下复 杂情况的要求 ，而使用油基钻井液和矿物油基钻井 液不能满足环境保护要求的情况下应运而生的，已 在全球 的 8 0 0多 口井进行了应用 ，这些井位于墨西 哥湾 、北海 、远东 、欧洲大陆、南美等地 区和澳大 利亚 、墨西哥及俄罗斯等国家。在墨西哥湾和北海 超过 9 0 ％的井使用合成基钻井液。其 中使用较多 的是以线性 0 【 一 烯烃和异构烯烃钻井液为主流的新 一 代合成基钻井液 [ 1 - 7 ] 。 在 中国，合成基钻井液在南 海西部莺琼盆地 YC 2 1 1 4井 4 9 6 0 ～5 2 5 0 m井段 进行了现场应 用 ，但是该井是 由美国 C h e v r o n公 司钻井 、D o we l l 公司提供钻井液技术服务 ；中海油田服务股份有限 公 司开发 的 S B M一 Ⅱ合成基钻井液体系在 B Z 2 5 1 油 田的 A4井进行了应用 ； 长江大学岳前升等人研 制的 HE MZ合成基钻井液体系在渤海湾 S Z 一 1 油田 的 C 2 5 H F和 C 2 6 H F水平分支井进行了应用 ；中海 油田服务股份有限公司罗健生等人研制的气制油合 成基钻井液在渤海及印尼进行 了应用。尽管中国对 合成基钻井液技术的研究取得了一定的进展 ，但是 技术并不成熟。针对新型合成基钻井液技术的研究 与 国外还有相 当大的差距 ，对合成基钻井液尤其是 对 以线性 C 【 一 烯烃和异构烯烃为基液的新一代合成 基钻井液进行系统 、全 面的研究并进行推广应用 ， 就显得十分重要。 1 室 内研 究 1 ． 1 钻井液配方的确定 由于合成基钻井液的性能主要受油水比、乳化 剂 、有机土和降滤失剂的影 响，所以由这 4个因素 设计 了正交实验 见表 1 ，正交实验结果见表 2 。 正交实验数据处理结果见表 3 。 表 1 正交实验设计 表 第一作者简介 隋旭强，助理工程师，l 9 8 1 年生 ，2 0 0 8 年毕业于 中国石油大学 北京 油 气井工程专业并获硕 士学位， 现 主要从事钻井液及 完井液技术研究。地址 山东省 东营市北 一路 8 2 7号钻井工 艺研 究院油化所 ； 邮政编码 2 5 7 0 1 7；电话 1 3 5 6 1 0 2 1 9 5 2； E ma i l 5 4 8 3 8 8 8 2 q q ． t o m。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2 8卷 第 1 期 隋旭强等一种新型线性 ． 烯烃合成基钻井液 3 1 表 2 合成基钻井液正交实验结果 注 热滚条件为 1 5 0。 C、1 6 h 。 表 3 不同因素对钻 井液性能 的影响 根据表 3的结果 ，确定油水 比为 8 5 1 5 ，主乳 化剂加量为 2 ． 5 ％，有机土的加量为 4 ％，降滤失剂 的加量为 3 ． 5 ％。因此得到线性 O t 一 烯烃合成基钻井 液的最佳配方如下。 8 5 ％线性 0 【 一 烯烃 3 ． 0 ％辅助乳化 剂 2 ． 5 ％ 主 乳化 剂 2 ％润湿剂 4 ％ 有机土 3 ． 5 ％降滤失剂 6 ％ 氧化钙 1 5 ％ I O ％C a C 1 ， 溶液 水 该 钻井 液在常 温及 1 5 0。 C、1 6 h老化后 的塑 性黏度分别为 2 6 、2 4 mP a S ，动切力分别为 1 2 ． 0 、 1 1 ． 5 P a ，滤失 量分别为 0 ． 8 、0 ． 4 mL，破乳 电压分 别 为 1 1 2 1 、9 5 2 V。 1 ． 2 钻井液性能评价 1 ． 2 ． 1 抗 污染 能力 将岩屑粉碎后过孔径为 0 ． 4 5 mm 的筛 ，用该岩 样对钻井液进行污染实验 ，结果见表 4 。由表 4看 出， 经岩屑污染后线性 0 【 ． 烯烃合成基钻井液的黏度 、 动切力 、滤失量变化不大 ，破乳 电压变 化也不大 ， 说 明该钻井液性能稳定 ， 但该钻井液密度直线上升。 因此 ， 在钻井施工 中要特别加强对钻屑的净化工作 ， 使用和维修好 固控设备 ，及时清除钻屑 ，保持该钻 井液性能稳定 ，满 足工程 的要求 。线性 C t 一 烯烃合 成基钻井液经 5 ％～2 0 ％水污染后 ，性能变化不大 ， 说 明其抗水污染能力较强 ，油水 比选择 比较合适 ， 见表 5 。但在施工 中尽量减少水的混入 ，因为尽管 该钻井液性能稳定 ，但破乳电压有较大 的降低 。 表 4 线性 a ． 烯烃合成基钻井液的抗岩屑污染能力 表 5 线性 C 【 烯烃合成基钻井液的抗水污染能力 1 ． 2 ． 2 抑制性 对选取 的沙河街组岩屑分别在清水 、聚合物钻 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 2 钻 井 液 与 完 井 液 2 0 1 1年1月 井液及线性 q 一 烯烃合成基钻井液 中进行 页岩滚动 回收率实验 ，在 1 5 0。 C 下滚动 1 6 h后，测得 回收率 分别为 3 2 ． 5 ％、8 1 ． 2 ％、9 5 ． 0 ％。从而可以看出，线 性 0 【 ． 烯烃合成基钻井液具有很强的抑制页岩分散 的能力。 1 ． 2 ． 3 储层保护性能 选取 3 块渗透率不同的岩心进行储层保护实验， 结果见表 6 。 表 6 线性 q ． 烯烃合成基钻井液的渗透率恢 复值实验 从表 6可 以看 出，岩心 的渗透率 恢复值均在 9 5 ％ 以上 ，表 明优选 出的合成基钻井液具有优 良的 储层保护特性。 1 ． 2 ． 4 环境保护性能 采用发光细菌法进行了毒性分析实验 ，结果见 表 7 表 7 处理剂毒性分析实验 由表 7可以看出，无论是选择的处理剂，还是 合成基钻井液体系，或者是在合成基钻井液热滚后 回收的钻屑都满足环境保护的要求。 2 结论 1 ．通过正交实验优选出一种线性 0 【 ． 烯烃合成 基钻井液，其优选配方为 8 5 ％线性 O 【 一 烯烃 2 ． 5 ％ 主乳化剂 3 ％辅助乳化剂 2 ％润湿剂 4 ％有机土 3 ． 5 ％ 降 滤失 剂 6 ％氧 化 钙 1 5 ％水 1 0 ％C a C 1 2 溶 液 。 2 ．该线性 0 【 ． 烯烃合成基钻井液具有优良的流 变性能、抑制性 、抗污染性能 、高温稳定性及电稳 定性 参 考 文 献 [ 1 ] 杨贤友 ． 保护 油气层 钻井液完井 液现状及发展趋势 [ J ] ． 钻井液与完井液 ，2 0 0 0 ，1 7 1 2 5 3 0 ． [ 2 ] Ne i l T r o t t e r ，J u a n C a r l o s R o j a s ． S y n t h e t i c b a s e d fl u i d wi t h c o ns t a n t r h e o l o g y r e d uc e s d o wn h o l e l os s e s i n d e e p wa t e r o p e r a t i o n s [ J ] ． D r i l l i n g C o n t r a c t o r ，2 0 0 7 Ma y ／ J u n e 1 0 2 1 0 6． [ 3 ] K i m B， J o a n n a h E， J o h n H， e t a 1 ． N e w l o w v i s c o s i t y e s t e r i s s u i t a b l e f o r d r i l l i n g fl u i d s i n d e e p wa t e r a p p l i c a t i o n s [ R ] ． S PE 6 65 53，20 01 [ 4 】 F r i e d h e i m J E， C o n n H L ． S e c o n d G e n e r a t i o n S y n t h e t i c F l u i d s i n t h e No r t h S e a A r e T h e y B e t t e r [ R ] ． S P E 3 5 0 6 1 ， 1 9 96 [ 5 ] T e r r y P r a t e r B i l l E H e n n ． 成功的钻井液体系 [ J 1 ． 唐代绪，赵 金燕，田京燕，译 ． 国外油田工程，2 0 0 0 ，1 3 4 2 2 - 2 5 ． [ 6 ] 罗健生，莫成孝，刘 自明，等 ． 气制油合成基钻井液研 究与应用 ． 钻井 液与完井液 ，2 0 0 9 ，2 6 2 7 - 1 1 ． [ 7 】 蒋卓，舒福昌，向兴金，等 ． 全油合成基钻井液的室内 研究 ． 钻井液与完井液 ，2 0 0 9 ，2 6 2 1 9 2 0 ． 收稿 日 期2 0 1 O - 0 7 2 2 ；H GF 1 0 0 6 W6 ；编辑 汪桂娟 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m