不同密度条件下的抗高温白油基钻井液性能研究

2012-11-09罗健生田荣剑李怀科张兴来中海油服股份有限公司油田化学研究院河北三河065201

长江大学学报(自科版) 2012年4期

刘刚，罗健生，田荣剑，李怀科，张兴来，张伟(中海油服股份有限公司油田化学研究院，河北三河 065201)

刘刚，罗健生，田荣剑，李怀科，张兴来，张伟(中海油服股份有限公司油田化学研究院，河北三河 065201)

为了成功的钻探高温超压复杂地层和满足环境保护的要求，研究使用低毒性、抗高温高密度的白油基钻井液体系是非常必要的。对不同老化温度、不同密度的白油基钻井液性能进行了研究，考查了白油基钻井液在不同密度条件下的抗温稳定性、电稳定性、流变性及高温高压滤失量等性能参数。研究表明，该白油基钻井液体系的流变性好且可调、电稳定性好、抗温能力强。

白油基钻井液；抗温稳定性；电稳定性；流变性；高温高压滤失量

白油基钻井液以白油(以低毒性的脂肪烃或脂环烃为主要成分的精制油)，代替柴油作为油包水钻井液的连续相，可以大大减轻钻屑排放时对环境特别是对海洋生物的危害，从而很好地保护了海洋生态环境[1]。为此，笔者对不同密度条件下的抗高温白油基钻井液性能进行了研究。

1 试验部分

1.1试验药品及仪器

1)试验药品 5#白油；主乳化剂；辅乳化剂；润湿剂；沥青类降滤失剂；氯化钙(分析纯)；有机土等。

2)试验仪器 OFI900粘度仪(带加热套)；HTHP(高温高压)滤失量测试仪；FANN电稳定性测试仪；密度计等。

1.2白油基钻井液的基本配方

该钻井液的基本配方如下：360ml 5#白油+0.8%～1.8%主乳化剂(ZR)+0.4%～1.8%辅助乳化剂(FR)+0.8%～1.5%润湿剂(RS)+40ml 25% CaCl2水溶液+1.8%～2.8%有机土+3.5%氧化钙+5.5%～6.0%降滤失剂 (FR)+重晶石粉。

1.3白油基钻井液配制方法

在5#白油中依次加入主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂，用高速搅拌器高速搅拌3～5min，然后加入储备碱后高速搅拌1min，再缓慢加入CaCl2水溶液并高速搅拌15min，将有机土、降滤失剂等加入并高速搅拌，最后加入重晶石加重到所需密度，高速搅拌10min[2-3]。

2 性能评价

室内选定油水比9∶1、重晶石加重的白油基钻井液作为评价目标，对不同老化温度(180℃、190℃、200℃)、不同密度(1.6、1.8、2.0、2.2g/cm3)的白油基钻井液进行了流变性及电稳定性等性能的评价。

2.1180℃、不同密度条件下的白油基钻井液性能评价

在180℃、不同密度条件下对白油基钻井液进行性能测试，结果如表1所示。从表1可以看出，4种不同密度的白油基钻井液体系经过180℃高温老化后仍具有流变性和电稳定性，尤其是密度为2.2g/cm3、乳化剂加量为1.2%的体系具有较好的流变性和电稳定性能。此外，4种不同密度的白油基钻井液体系的流变性是可调的，HTHP滤失量都维持在10ml以下。

表1 180℃、不同密度条件下的白油基钻井液性能评价表

2.2190℃、不同密度条件下的白油基钻井液性能评价

在190℃、不同密度条件下对白油基钻井液进行性能测试，结果如表2 所示。从表2可以看出， 4种不同密度的白油基钻井液体系经过190℃高温老化后，其中密度为2.2g/cm3的体系虽然较180℃热滚时有增稠的情况，但是其电稳定性和HTHP滤失量变化不大，因此可以通过调节有机土的加量来调节流变性能。此外，其他3种密度体系的流变性能也有调节的空间。

表2 190℃、不同密度条件下的白油基钻井液性能评价表

2.3200℃、不同密度条件下的白油基钻井液性能评价

在200℃、不同密度条件下对白油基钻井液进行性能测试，结果如表3 所示。从表3可以看出，4种不同密度的白油基钻井液体系经过200℃高温老化后，其中密度为2.2g/cm3的体系性能较190℃老化时变化很小，说明该体系抗温性能好，其HTHP滤失量随温度影响不大，且流变性能可以通过改变有机土等处理剂的加量来进行调节。