抗高温高密度油基钻井液体系研究

来源 :西南石油大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:infoerp2009
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与水基钻井液相比,油基钻井液因其抑制性强、温度适应范围广、性能稳定、抗污染能力强等优点被广泛应用于复杂油气井钻探中。在室内评价实验和现场应用中,油基钻井液用常规处理剂有乳化剂、降滤失剂、提切剂和润湿剂。与国外相比,国内油基钻井液用处理剂种类较少,乳化剂以聚酰胺类为主;降滤失剂以沥青类为主,但沥青类降滤失剂高温增粘现象严重,对体系流变性影响较大,在应用的过程中受到了一定的限制。针对沥青类降滤失剂在油基钻井液中的增粘问题,亟需研发新的降滤失剂,形成以该剂为主剂的高密度抗高温油基钻井液体系。文章通过国内外文献的调研,以降滤失剂作用机理为基础,结合有机化学理论知识,选择长链丙烯酸酯、丙烯酰胺为反应单体,采用分散聚合法首先合成油溶性、抗高温的油基钻井液用聚合物降滤失剂(FLA),应用单因素分析法,以API(常温中压)滤失量为实验依据,评价合成产物的降滤失效果。实验结果表明合成产物FLA在油基钻井液体系中具有降滤失的效果,可抗温160℃,且对体系流变性影响不大。在合成聚合物降滤失剂的基础上,文章对油基钻井液用乳化剂、提切剂、有机土和润湿剂进行了优选,确定了各处理剂的最优加量,最终形成了一套油基钻井液体系(油水比8:2 0#柴油+25%CaCl2水溶液+3%主乳化剂Emul-3+1.5%辅乳化剂Smul-1+2%润湿剂Wet-4+1.5%有机土 Gel-3+3%提切剂1#+3%降滤失剂FLA+2%CaO+重晶石粉)。形成配方后对不同油水比和不同重晶石含量的油基钻井液体系性能进行了评价,实验结果表明该体系密度适用范围广,最高密度达2.2g/cm3,抗温180℃。同时,实验结果表明随着油基钻井液油水比的降低,体系黏度增加,流变性变差,且稳定性降低。对不同活度氯化钙水溶液和不同类型盐溶液做油基钻井液体系内相进行研究,实验结果表明,随着氯化钙水溶液浓度的增加,水相密度升高,水相活度降低,体系黏度增加,高密度体系使用氯化钙水溶液浓度不宜过高。相比氯化钙水溶液作为油基钻井液体系的内相,溴化钙水溶液形成的体系黏度较大,甲酸钾水溶液形成的油基钻井液体系相比前两种体系性能最差,且体系不稳定。
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