可循环微泡沫钻井液体系的研制与性能评价

维普资讯 http://www.cqvip.com 江汉石油学院学报２００４年６月第２６卷第２期　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＪｉａｎＩｇｈａｎ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｊｕｎ．２００４　Ｖｏ１．２６　Ｎｏ．２　可循环微泡沫钻井液体系的研制与性能评价　张业中　（长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州４３４０２５）　张振华　（辽河石油勘探局工程技术研究院，辽宁盘锦１　２４０１　ｏ）　［摘要］在室内合成出的微泡沫发泡剂ＭＦ—ｌ的基础上研制出了微泡沫钻井液配方．对该钻井液的稳定性、　抗盐性能、抗钙性能、抗粘土污染性能进行了评价．对该钻井液保护储层的效果进行了分析。该钻井液　密度在０．６４０．９５ｇ／ｃｍ　范围内可调．体系稳定性良好．长时间放置不出现气液分层现象．体系抗盐能力　达到了ｌＯ０００ｍｇ／Ｌ，抗钙能力＞５０００ｍｇ／Ｌ．抗粘土污染能力＞５　。　［关键词］微泡沫；表面活性剂；钻井液；低压油气藏；性能评价　［中图分类号］ＴＥ２５４　［文献标识码］Ａ　［文章编号］ｉ０００—９７５２（２００４）０２—０１０３—０２　可循环微泡沫钻井液具有密度小、滤失量小、不易发生漏失及保护油气层效果好等特点。它可以解　决普通一次性泡沫钻井液必须配备专用设备，施工周期长，成本高的缺点，地面循环过程中不需要额外　增加其它设备，基本不影响泥浆泵的上水效率，因而具有良好的应用前景［１　ｊ。在对微泡沫结构及性能　进行综合分析的基础上，在室内合成出了性能优良的微泡沫发泡剂ＭＦ－１，进而研制出了性能良好的微　泡沫钻井液配方，并对其性能进行了评价。　１　微泡沫发泡剂ＭＦ一１理化性能指标　室内经过大量的合成试验，合成出了符合设计要求的微泡沫发泡剂ＭＦ—ｌ，并进行了工业性大样放　产试验。该产品的理化性能指标见表ｌ。　表１　ＭＦ－１微泡沫发泡剂的理化性能　２微泡沫钻井液体系研制　１）微泡沫钻井液的组成微泡沫钻井液的基本组成是：基浆＋起泡剂＋稳泡剂＋降滤失剂＋增粘剂。　室内经过大量试验，形成的钻井液配方如下：　５　基浆＋０．３　ＭＦ　ｌ＋０．０３　ＳＦ—ｌ＋２　ＳＭＰ—ＩＩ＋０．０５　８０Ａ５ｌ＋０．２　，０４ＸＣ＋ｌ　ＳＰＮＨ　配方中，ＭＦ—ｌ为微泡沫发泡剂；ＳＦ—ｌ为液膜强度增强型稳泡剂；ＳＭＰ—ＩＩ和ＳＰＮＨ为抗温型降滤　失剂；８０Ａ５ｌ为增粘剂；ＸＣ为流型调节剂和增粘剂。　２）微泡沫钻井液的性能　１）常温下的性能。室内按上述配方进行配制，为使该钻井液更加贴近现　场实际的使用工况，采用低速（转速２８００ｒ／ｍｉｎ）搅动ｌＯｍｉｎ后，对该钻井液在常温下的性能进行了测　试。测试结果为：密度ｆＤ一０．５９ｌｇ／ｃｍ。，表观粘度ＡＶ一４５ｍＰａ・Ｓ，塑性粘度Ｐ　一２９ｍＰａ・Ｓ，动切力ｙＰ　＝＝＝１６Ｐａ，ｌＯｓ和ｌＯｍｉｎ的初切力和终切力＝＝＝７Ｐａ，１９Ｐａ，ＡＰＩ滤失量一１０ｍｌ，ｐＨ值一９．５。从这组数据可　以看出，微泡沫钻井液在常温下的性能良好。　２）高温热滚之后的性能。室内对该钻井液在ｌ２Ｏ℃条件下热滚２４ｈ后进行了常规性能测量，搅动　时间和搅动速率同上。测试结果是：ｐ一０．６５０ｇ／ｃｍ。，ＡＶ一４２ｍＰａ・Ｓ，Ｐ　一２８ｍＰａ・Ｓ，ＹＰ＝＝＝１４Ｐａ，１０ｓ　和ｌＯｍｉｎ的初切力和终切力一５Ｐａ，ｌ３Ｐａ，ＡＰＩ滤失量一９．６ｍｌ，ｐＨ值一９．５。从这组数据可以看出，微　泡沫钻井液在高温后的性能也达到了现场使用的要求。　［收稿日期］２００４—０３—２０　［作者筒介］张业中（１９６８一），男，１９８８年大学毕业，硕士，讲师，现主要从事化学反应动力学及胶体界面化学研究工作。　维普资讯 http://www.cqvip.com 江汉石油学院学报　２００４年６月　３微泡沫钻井液性能评价　１）稳定性评价一　将该钻井液配制完后，倒入５０Ｏｒａｌ具塞量筒中在室内静置９６ｈ后观察，仍然不出现分层现　象，钻井液泡沫细小均匀，用裸眼基本观察不到泡沫的存在。９６ｈ后重新测量该钻井液的密度基本不增加。　黼一　一　２）抗盐性能评价在上述配制好的钻井液中（１２０℃，１６ｈ热滚后）分别加入１０００，３０００，５０００，　８０００，ｌＯ０００ｍｇ／Ｌ的ＮａＣ１，测量钻井液各项性能并观察钻井液的稳定状况，测试结果见表２。从表２　可见，在ＮａＣ１加量为ｌＯ０００ｍｇ／Ｌ时，钻井液密度ｌＤ由０．７２０　ｇ／ｃｍ　变为０．７ｌ６ｇ／ｃｍ　，变化很小；ｐＨ　值为８，相比ＮａＣ１加入前无任何变化；同时钻井液的ＡＶ，Ｐ　值变化量也非常小。因此，该钻井液具　有良好的抗盐能力。　３）抗钙性能评价在上述配制好的钻井液中（１２０℃，ｌ６ｈ热滚后）分别加入１０００，２０００，３０００，　能４０００，５０００　ｍｇ／Ｉ　的ＣａＣ１：，测量钻井液各项性能并观察钻井液的稳定状况，测试结果见表３。从表３　可见，当ＣａＣ１。加量达到３０００ｍｇ／Ｌ时，相比加入前，ｌＤ，ＡＶ，Ｐ　等值变化量均较小；ｙ尸值为４．５Ｐａ，能　较好地满足钻井液的性能要求。随着ＣａＣ１。加量增加到５０００ｍｇ／Ｌ时，该体系的ｙＰ值略有偏大，但对　钻井液的性能影响不大。实验结果表明，该钻井液具有一定的抗钙能力。　表３微泡沫钻井液在热滚后的抗钙污染的情况　景　景　一　一　４）抗粘土污染性能评价在上述配制好的钻井　表４微泡沫钻井液在热滚之后的抗粘土污染的性能评价　液中（１２０℃，１６ｈ热滚后）分别加入ｌ　，２　，３　９／６，　４　，５　的膨润土粉，测量钻井液各项性能并观察钻　井液的稳定状况，测试结果见表４。从表４可见，当　粘土加量达到５　９／６时，ｌＤ，ＡＶ，　以及ｐＨ值等的变化　都较小，说明该钻井液抗粘土污染的性能良好。　５）微泡沫钻井液保护储层的效果分析　为了　评价微泡沫钻井液对实际岩心的动态污染情况，采　用旋转剪切模拟法进行了岩心动态污染实验。采用　国产ＪＨＤＳ高温高压动态失水仪进行评价。实验用岩　心采用２块雷６０井砂三段２６８４．０～２９７３．Ｏｍ砂岩岩　心。实验时，将处理后的岩样装入岩心夹持器内，实　验流体装入高压釜，加温、加压到预定值。然后转动　表５　岩心在不同温度下的动态污染实验结果　内筒，实验流体便在岩样端面作径向层流，它在压差　作用下向岩样内滤失污染。通过调节转速，可改变岩样端面的剪切力大小。待污染完毕后取出岩样待测。表　５列出了不同温度下的实验结果。　从表５可见，优选的微泡沫钻井液配方在温度为２０￣Ｃ和１２ｏ￣Ｃ条件下，岩心动态污染的渗透率恢复　值均大于８０　，可以满足保护低渗透油气藏的需要。　［参考文献］　［１］Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ　Ｒ，Ｒｏｂｅｒｔｏ　Ｇ，Ｊｕｌｉｏ　Ｍ　Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｕｓｉｎｇ　ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅｓ—ａｐｈｒｏｎ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｆｌｕｉｄ　ｉｎ　ｍａｔｕｒｅ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ　ｏｆ　Ｌａｋｅ　Ｍａｒａｃａｉｂｏ［Ｊ］　ＳＰＥ７３７１０．２００２．　［２３刘德胜，郭志强，郑永臣等．微泡沫钻井液在哈３４５Ｘ井的应用ＥＪ３．钻井液与完井液，２０００，１７（５）：２１～２４．　［编辑］　萧雨