超高温水基钻井液的室内研究.pdf

第 2 9卷 第 3期 2 0 1 2年5月 钻井液与完井液 DRI LLI NG FLUI D ＆ COM PLETI ON FLUI D V_o l _ 29 No． 3 M a y 2 01 2 【 理论研究与应用技术 】 超高温水基钻井液的室内研究 常晨， 许明标 ， 由福昌 长江大学石油工程学院，湖北荆州 常晨等 ． 超高温水基钻井液的室内研究 [ J ] ． 钻井液与完井液，2 0 1 2 ，2 9 3 3 6 3 7 ． 摘要 为了满足 当前深井、超深井逐步向深层次开发的需要，研制了一种抗温达 2 4 0℃的超高温水基钻井液， 其主要以新研制 出的抗高温增黏护胶剂 MG H来控制流变性能，并选用了合成聚合物类降滤失剂S H T R和高温成 膜封堵剂HO S E AL等其他配伍性添加剂。室内实验结果表明，该钻井液抗温性能好，稳定性高，在经过2 4 0 高 温老化之后，仍能保持稳定的流变性能和滤失性能，且流变性能变化较小 ； 具有较好的抑制性和抗污染能力 ；密 度和温度适用范 围广 ，适合于各种类型 的高温高压井的钻井作业。 关键词 超高温钻井液 ； 抗高温增黏护胶剂 ；高密度钻井液 ； 钻井液配方 中图分类号 T E 2 5 4 ． 3 文献标识码A 文章编号1 0 0 1 ． 5 6 2 0 2 0 1 20 3 0 0 3 6 ． 0 2 在深井 超深井及地 温梯度异 常井 的钻井过程 中， 钻井液长时间处于高温条件下， 很容易发生恶化， 主要表现在黏度不易控制、滤失量增大、固相容量 限低 ，钻井液抗高温技术 已成为制约深部地层石油 天然气资源勘探 、开发的技术瓶颈 [ 1 - 2 1 o因此 ，研 究出抗高温l生 能优异的钻井液体系具有重要意义。 1设 计 思 路 优选或研制抗高温钻井液处理剂是解决钻井液 抗温性能的关键 ，特别是增黏护胶剂对于解决高温 问题至关重要，通过增强增黏护胶剂的亲水性 能 ， 使之对黏土颗粒产生包被和吸附作用， 加上与其他 处理剂的协同增效作用，可提高钻井液的抗温性能 。 2 新型高温水基钻井液配方的优选 室内采用特殊 的制备工艺得到一种新型增黏护 胶剂 MG． H，它是一类具有特殊结构的 白色可流动 的液体有机聚合物，具有适度缠绕、搭接、水化、 堵孔和电性等多重作用。该聚合物具有以下优点 ①抗温J生能好，具有较强的亲水性能，对黏土颗粒 产生包被和吸附作用 ， 高温下具有较好的护胶作用 ； ②在钻井液中具有协 同增效的作用 ，其 与其他处理 剂作用可形成络合物 ，能提高其它处理剂 的抗温性 能，从而提高钻井液的抗温能力 ； ③在高密度水基 钻井液中具有高温稀释作用，能改善钻井液的流变 性能和高温高压滤失性能 ； ④具有一定的抑制页岩 水化膨胀的作用，可稳定井眼 口 】 。 以 MG H为钻井液的主要处理剂 ，配制 出 1 套 抗高温水基钻井液 ，其配方如下 2 ％海水 膨润土浆 0 ． 2 8 ％Na OH 0 ． 2 8 ％Na ， C O 3 ％MG． H 2 ． 5 ％HoS E AL 3 ％S H T R 3 ％KC l 1 ％聚 胺抑制剂 MG． H U HI B I ％高温分散剂 P N一 3 2 ％ 甲 酸钠 4 ％ 聚合醇 防塌 抑制剂 J L X． C T 重 晶石 视 需要 其中，降滤失剂 S H T R属于合成聚合物类， 含 有多种官能团，能强烈吸附在黏土矿物上并充分水 化， 稳定钻井液中的黏土粒子， 改善泥饼质量， 从而 达到降低高温滤失量的目的，此外该降滤失剂对钻 井液的增黏作用不明显， 与其它处理剂的配伍性好 ； HO S E AL是由不同粒径 的微粒复配而成的，在高温 下能封堵井壁地层裂缝，有利于深井防塌和储层的 保护， 同时也能明显降低高温高压滤失量和改善泥 饼质量 。 第一作者简介 常晨，在读硕士研究生，主要从事钻井液与完井液的研究。地址 湖北省荆州市长江大学石油工程学院； 邮政编码 4 3 4 0 2 3； 电话 1 5 9 2 6 5 8 9 3 9 0； E ma i l c h a n g c h e n 7 2 6 1 6 3 ． t o m。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2 9卷 第 3期 常晨等 超高温水基钻井液的室内研究 3 7 3性 能评 价 3 ． 1 抗温性 室内评价了超高温水基钻井液在不同温度下老 化 1 6 h后的流变性能及滤失性能 ，结果见表 1 。可 以看出，该钻井液在经过不 同高温热滚后流变性能 较好。 这是由于高温增黏护胶剂在高温下发挥作用 ， 与其他处理剂起协同作用 ， 改善了体系的抗温性能。 表 1 体 系的抗温性能 注 流变性和 凡 的测试 温度分别为 6 5和 1 6 0℃。 3 ． 2 抑制 性 用 5 0 g粒径为 2 ． 0 ～3 ． 2 mm且水化能力很强 的 红色露头泥岩做滚动回收率实验，在 6 0℃下热滚 1 6 h后用孔径为 0 ． 4 5 mm 的筛回收 ，测得岩屑在海 水及该超高温钻井液 的滚动 回收率分别为 1 3 ． 1 6 ％ 和 9 1 ． 4 8 ％，说 明该钻井液具有很好 的包被 、抑制 性能和较高的抗泥岩水化分散性能。 3 ． 3抗污染性 在室内选择了 Na C 1 、海水和钻屑作为污染物 ， 考察 了该钻井液受污染前后 的性 能，结果见表 2 。 从表 2可以看 出， 该钻井液具有较好 的抗污染性能。 表 2 钻井液热滚后的抗污染性能 1 8 0 、1 6 h 3 ． 4 高密度钻井液性能 一 些高温井往往伴随着高压，而一些高压井的 温度又偏低。因此 ，评价 了不同密度 的钻井液在不 同温度下老化后 的流变性能及滤失性 能，见表 3 。 从表 3中可以看出，不同密度 的钻井液在不同的温 度下老化之后 的性能均 比较稳定 ，能够满足在不同 条件下钻井 的需要。 表 3 不同密度的钻井液在不同温度下-陛能 注 F L 的测定温度为 1 6 0℃。 4 结论 1 ． 该钻井液抗温最高达 2 4 0℃，老化之后具有 良好 的流变性能、滤失性能，并具有较强的悬浮能 力 、抑制性能和抗侵污性能 ，能满足超高温井 的作 业要求 。 2 ． 超高温水基钻井液具有较宽的抗温范围和密 度调节范围，适合不同井段的施工作业，减少了管 柱程序 ，简化现场施工作业 ，节约成本 。 参 考 文 献 [ 1 ] 许明标，刘卫红，林平，等 ． 一种获得具有稳定流变及 滤失效果的高温水基钻井液的新方法 [ J ] _ 石油天然气学 报，2 0 0 9 ，3 1 4 1 1 5 1 1 8 ． [ 2 】 杨泽星孙金声 ． 高温 2 2 0℃ 高密度 2 ． 3 g ／ c m 水基钻 井液技术研究 [ J ] ． 钻井液与完井液， 2 0 0 7 ， 2 4 5 1 5 ． 1 7 ． [ 3 ] 王旭，周乐群，张滨，等 ． 抗高温高密度水基钻井液室 内研究 [ J ] ． 钻井液与完井液，2 0 0 9 ，2 6 2 4 3 ． 4 5 ． 收稿 日期2 0 1 1 - 1 2 1 6 ；HG F 1 2 0 3 F 1 ；编辑付王 坷 颖 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m