油基钻井液配制剂研究.pdf

第 3 0卷 第 2期 2 0 1 3年3月 钻井液与完并液 DRI LLI NG FLUI D COM PLETI ON FLUI D 、 ， 0 1 ． 3 0 NO． 2 M a r ．2 01 3 【 理论研究与应用技术 】 油基钻井液配制剂研究 苏长明 ， 宫新军 1 ． 中石化石油勘探开发研究院，北京 ； 2 ． 胜利石油管理局钻井工程技术公司，山东东营 苏长明等 ． 油基钻井液配制剂研究 f J ] ． 钻井液与完井液，2 0 1 3 ，3 0 2 1 0 1 1 ． 摘要针对页岩油气钻井用油基钻井液体系配方优选 困难 、需要处理剂的种类繁多、不同处理剂间相互配伍 性差 、主要性 能调控难度 大 、现场配制工 艺复杂及 成本高等 问题 ，研制 了一种新型油基钻 井液 配制 剂，该 配制剂 具有 多种 官能 团，能满足油基钻 井液配制 的需要和现场 施工性能 要求。用该配制 剂配制油 基钻 井液 的工 艺简 单 ， 性能指标易调控。当需要提高黏度时，可以加大油基钻井液配制剂的加量或适当提高盐水加量 ；当需要降低滤失 量时，应增加油基钻井液配制剂的加量或添加乳化沥青等 ； 增加矿物油的加量能降低油基钻井液的黏度 ； 减少盐 水的加量，提高破乳电压值。油基钻井液配制剂便于存放，具有较好的封堵性能。 关键词 油基钻井液 ； 配制剂 ； 钻井液性能 中图分类号 T E 2 5 4 ． 4 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 ． 5 6 2 0 2 0 1 3 0 2 0 0 1 0 0 2 油基钻井 液 已成为 页岩油气钻井所 使用 的主 要钻井液体系。常规油基钻井液体系是以柴油或 白 油、气制油、合成油等为连续相，并加入适量的增 黏剂 、主乳化剂、辅乳化剂 、降滤失剂 、悬浮稳定 剂 、 水相活度控制剂、 碱度控制剂 、 封堵剂、 润滑剂 、 结构调节剂 、加重剂等在一定条件下配制而成 [ 1 - 3 ] 。 油基钻井液 的配制工艺复杂 部分处理剂需要加温 溶解 ，并且需要 的处理剂种类繁多 ，各处理剂间 配伍性差异大 ，主要性能调控 困难 。研制了一种油 基钻井液配制剂 ， 该配制剂对油基钻井液具有增黏 、 降滤失 、乳化 、提高悬浮稳定性 、耐温等功能 ，较 好地解决 了油基钻井液配方优化困难及配制工艺复 杂等问题 ， 是一种理想的多功能油基钻井液配制剂 。 1 油基钻 井液配制剂 的制备 油基钻井液配制剂是 以无机矿物纤维及有机物 作为载体，分别与阳离子表面活性剂、非离子表面 活性剂 、阴离子表面活性剂及 多烯烃等反应生成 ， 其分子组成中既存在使无机矿物发生润湿反转的亲 油基团， 又有多烯烃聚合而成的高分子油溶性物质 ， 在油相中具有显著的增稠与乳化功能。该配制剂通 过引人阳离子表面活性剂 、非离子表面活性剂及阴 离子表面活性剂等 ， 改善油包水钻井液的乳化能力 ； 通过提高多烯烃聚合物的分子量 ，能降低油基钻井 液滤失量和封堵能力。 在中低速搅拌下的白油中，加入不同量的油基 钻井液配制剂 ，搅拌 4 h后 ，放置 2 0 h再搅拌 2 h， 测试性能 ，结果见表 1 。实验结果表 明，随油基钻 井液配制剂加量 的增加 ，黏度 、动切力增 大 ，AP I 滤失量 降低 ，破乳 电压 基本稳定。配制剂加 量为 4 ％～8 ％时满足调控流变性能等要求。 表 1 不同配制剂含量的油基钻井液性能 2 4 6 8 1 O 6 1 0 1 7 25 3 5 2 2 4 8 1 0 1 0 6 3 1 1 03 1 5 00 0_ 3 1 5 00 0 ． 2 1 5 00 0． 1 1 5 00 0． 1 1 5 00 第一作者简介 苏长明，教授级高工，1 9 5 6年生，1 9 8 2年毕业于华东石油学院炼制系，现在主要从事钻井液、油田化 学研究工作。地址 北京市海淀区学院路 3 1号中石化石油勘探开发研究院 ； 邮政编码 1 0 0 0 8 3； 电话 0 1 0 8 2 3 1 2 0 7 8； E ． ma i l s u c m． s y k y s i n o p e c ．c o m。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 0卷 第 2期 苏长明等 油基钻井液配制剂研 究 2 油基钻 井液配制剂 的性能评价 在 4 0 0 mL白油中加入 6 ％ 油基钻井液配制剂 ， 搅拌 4 h 放置 2 0 h 后 ，在搅拌状态下加入不同量盐 水 2 5 ％C A C1 ， 溶液 和加重剂 ， 搅拌 4 h后测试性能 。 1 盐水实验。不 同盐水加量下 油基钻井液 的 性能见表 2 。实验结果表明，随盐水加量增加 ，塑 性黏度升高较大，破乳电压下降，A P I 滤失量存 在最 小值。一般控 制盐水 加量为 2 0 ％～3 0 ％较合 适。 以下 实验油基钻 井液 中盐 水 的加量 均为 3 0 ％ 2 5 ％C a C 1 ， 溶液 。 表 2 不 同盐水加量 下油基钻 井液的性能 4 抗黏土污染和渗透率恢复实验。加重前油 基钻井液抗黏土污染 实验结果见表 5 。选用人造岩 心对油基钻井液进行渗透率恢复实验 ，测得其渗透 率恢复值超过 9 6 ％。由此可知 ，该油基钻井液具有 较好 的抗黏土污染性能和渗透率恢复值。 表 5 油基钻井液抗黏土污染实验 5 油基钻井液主要性能调整。①需要提高 油 基钻井液黏度时 ，增加油基钻井液配制剂 的加量或 适 当加大盐水的加量 ； ② 降低油基钻井液黏度时 ， 添加适量的矿物油稀释 ； ③控制油基钻井液滤失量 时，在增加油基钻井液配制剂加量的同时 ，可适量 加入乳化沥青或超细材料等 ； ④需要提高破乳电压 时，可 以降低盐水的加量 。 2加重实验 。不同加重剂加量 的油基钻井液 性能见表 3 。实验结果表明，随着加重剂加量增加， 3 结论 黏度升高 ，滤失量变化不大。 表 3 不同加重剂加量油基钻井液的性能 3 抗 温实验 。在油基钻井液 中加入 5 0 ％ 重 晶 石 ， 恒温前后油基钻井液性能见表 4 。 实验结果表明 ， 油基钻井液具有很好的高温稳定性 。 表 4 油 基钻 井液的耐温实验 1 ． 研制的油基钻井液配制剂具有多种功能团 ， 能满足油基钻井液配制和现场施工性能要求。 2 ． 该油基钻井液配制工艺简单 ，性能指标易调 控。当需要提高黏度时 ，可以采用加大油基钻井液 配制剂的加量或适 当提高盐水加量 ； 当需要降低滤 失量时 ，应增加油基钻井液配制剂加量或添加乳化 沥青等 ； 增加矿物油的加量可达到降低油基钻井液 黏度的 目的 ； 减少盐水的加量 ，能提高破乳电压值 。 3 ． 油基钻井液 配制剂便于存放 ，具有较好的封 堵性能。 参 考 文 献 [ 1 ] 李胜 ，田璐，李家芬 ． 油包水钻井液钻穿煤层的可行性 [ J ] ． 钻井液与完井液 ，2 0 1 2 ，2 9 4 4 9 ． 5 1 ． f 2 ] 张炜 ，刘振东，刘宝峰，等 ． 油基钻井液的推广及循环 利用 [ J ] ． 石油钻探技术，2 0 0 8 ，3 6 6 3 4 3 5 ． [ 3 】 P a t e l A D． 可逆的逆乳 化钻井液 『 J 1 ． 国外 油 田工程 ， 2 0 01 ，1 7 4 1 8 - 2 4 ． 收稿 日期2 0 1 3 0 1 2 4 ；HG F 1 3 0 2 N8 ；编辑王小娜 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m