深水線(xiàn)性α-烯烴合成基鉆井液性能室內研究

第28卷第1期鉆井液與完井液Vol 28 No. 12011年1月DRILLING FLUID CoMPLEtIoN FluidJan. 2011文章編號:1001-5620(2011)01-0027-03深水線(xiàn)性α-烯烴合成基鉆井液性能室內研究岳前升1,劉書(shū)杰2,耿亞男2,李玉光2,胡友林!,邢希金2(1長(cháng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境T程學(xué)院,湖北荊州;2.中海石油研究中心,北京)摘要合成基鉆井液在深水鉆井中應用非常普遍。針對線(xiàn)性α-烯烴基液,研究了乳化劑種類(lèi)、油水比、有機土加量等因素對鉆井液性能的影響,在此基礎上優(yōu)選出了一種合成基鉆井液配方,即:油水乳狀液+3%有機土4%乳化劑E10.5%潤濕劑+3%降濾失劑,水相的體積分數不超過(guò)30%。對比分析了線(xiàn)性α烯烴、白油和氣制油基油包水鉆井液性能,結果表明,線(xiàn)性α-烯烴合戍基鉆井液具有更好的低溫流動(dòng)性,更適宜于深水鉆井。關(guān)鍵詞深水鉆井;合成基鉆井液;線(xiàn)性α-烯烴;油包水鉆井液;流變特性;黏溫特性中圖分類(lèi)號:TE2543文獻標識碼:A因為成本過(guò)高,合成基鉆井液在中國陸地和淺圍為-40~120℃,無(wú)錫惠爾環(huán)境試驗設備廠(chǎng)生產(chǎn);海的應用較少,有關(guān)該技術(shù)的研究多限于室內破乳電壓測試儀,濾失量測定儀等。研究。但在深水鉆井中,由于鉆井液成本只占1.3研究方法鉆井總成本的很少一部分,合成基鉆井液因其具有性能穩定、能有效抑制氣體水合物生成、毒性低以1)油包水鉆井液的配制。在攪拌條件下將乳及儲層保護性能好等特點(diǎn)而被廣泛應用。中國化劑、潤濕劑加入油相中,然后加入20%氯化鈣近年來(lái)才開(kāi)始研究深水鉆井技術(shù),有關(guān)深水環(huán)境下鹽水,攪拌10mim后加入有機土和降濾失劑,繼的合成基鉆井液性能研究在中國尚未見(jiàn)報道,而深續攪拌10mim,加入所需重晶石后再攪拌10min水低溫下的流動(dòng)性是深水鉆井液非常重要的性能之文中若無(wú)特殊注明油包水鉆井液的熱滾老化條件為以線(xiàn)性α-烯烴為基液,研究了乳化劑、有機土100℃C、16h油水比對合成基鉆井液性能的影響,并對其低溫流2)油包水鉆井液性能測試。油包水鉆井液流動(dòng)性與其它類(lèi)型的油包水鉆井液進(jìn)行了比較變性、濾失量和電穩定性等性能的測試參照GBT16782-1997《油基鉆井液現場(chǎng)測試程序》進(jìn)行。1實(shí)驗部分3)黏溫特性測試。將待測樣品及六速旋轉黏度計放在高低溫交變試驗箱內,當樣品測試杯溫度11實(shí)驗材料與實(shí)驗腔設定溫度一致時(shí)開(kāi)始測試樣品的流變性。5號白油,氣制油GTL,有機土,降濾失劑,中海油田服務(wù)股份有限公司生產(chǎn);C14正a烯烴,2結果與討論美國雪佛龍菲利普斯化工公司生產(chǎn);乳化劑,20%21乳化劑類(lèi)型對鉆井液黏溫特性的影響氯化鈣鹽水,自制。研究了5種類(lèi)型的乳化劑對合成基鉆井液常規12實(shí)驗儀器性能和黏溫特性的影響,結果見(jiàn)表1和圖1。由表六速旋轉黏度計;高低溫交變試驗箱,溫度范1和圖千"土超下不同種類(lèi)的乳化CNMH基金項目:大型油氣田及煤層氣開(kāi)發(fā)國家重大專(zhuān)項(課題2008ZX03000507)第一作者簡(jiǎn)介:岳前升,副教授,1973年生,現在主要從事油田化學(xué)方面的研究工作。地址:湖北省荊州市南環(huán)路1號長(cháng)江大學(xué)東校區化工學(xué)院;郵政編碼434023;電話(huà)13886578978; E-mial: yueqiansheng@163com。鉆井液與完井液2011年1月劑對合成基鉆井液的低溫流變性和破乳電壓影響比380%線(xiàn)性α-烯烴+20%鹽水+有機土+4%較明顯,在溫度為30~50℃時(shí)表觀(guān)黏度比較接近,乳化劑E+0.5%潤濕劑+3.0%降濾失劑+2%石灰+而在溫度為0~20℃時(shí)則差異較大,其中選用乳化重晶石(加重至密度為115gcm3劑E的合成基鉆井液黏溫曲線(xiàn)比較平緩,符合深水鉆井對鉆井液低溫流動(dòng)性的要求。實(shí)驗用合成基鉆表2合成基鉆井液在不同油水比下的性能井液配方如下油水比 Av Pv YPGell ES(WV)mPa·smPa·sPa9/9s pap1·0%線(xiàn)性α烯烴+30%鹽水+3%有機土90:10140122015/13/1.01252+4%乳化劑+0.5%潤濕劑+30%降濾失劑+2%石85:1516.0133.020/141.5646灰+重晶石(加重至密度為115gm3)80:2020.0164.03.02620597表1乳化劑對合成基鉆井液性能的影響70:3028.5244.54538/3.0527乳化 Av PV/ YPGell劑mPa·smPa·sPaPa/Pa表3有機土加量對合成基鉆井液性能的影響A255223.520/1.0247有機土/AB27.5243.520202.5/102216mPa·smPa·sPa%/ Gel/ ESC320293.03.0203.01.51892150132.0201.020.5417D295281.52.0/1.0201.0333320016403.0206/20E28.5244.545/30803.052924.01950301.57/28721注:測試溫度約為45℃。530.5246.52.5/2.083.0963一乳化劑24濾失性乳化劑E實(shí)驗測得,該合成基鉆井液(具體配方如下)的API濾失量近似為零,高溫高壓濾失量(100℃)小于1mL,說(shuō)明其具有優(yōu)異的濾失造壁性0102030測試溫度4a烯烴:水=80:20(WW)+3%有機土+4%乳化劑E+05%潤濕劑+3.0%降濾失劑+2%石灰+圖1乳化劑對合成基鉆井液黏溫特性的影響重晶石(加重至密度為115gcm3)22油水比變化對合成基鉆井液性能的影響2.5抗溫性能研究研究了不同油水比對合成基鉆井液性能的影按如下配方配制合成基鉆井液,用重晶石加重響,實(shí)驗結果見(jiàn)表2。由表2可以看出,隨著(zhù)水相至密度為115gcm。比例的增大,合成基鉆井液表觀(guān)黏度和塑性黏度上80%線(xiàn)性α-烯烴+20%鹽水+3%有機土+4%升明顯,而且破乳電壓則明顯下降,水相比例以不乳化劑E+05%WET+30%降濾失劑+2%石灰超過(guò)30%為宜。實(shí)驗用合成基鉆井液配方如下測定該鉆井液在100、120、140、160℃下老2"油水乳狀液+3%有機土+4%乳化劑E+化16h后的性能變化,以此評價(jià)該合成基鉆井液0.5%潤濕劑+30%降濾失劑+2%石灰+重晶石(加的抗溫性能,結果見(jiàn)表4。由表4可以看出,在重至密度為115gcm3)100~160℃溫度范圍內老化后,合成基鉆井液性23有機土加量對合成基鉆井液性能的影響能非常穩定,顯示出良好的抗溫特性。研究了有機土加量對合成基鉆井液性能的影2.6V凵中國煤化工變性響,結果見(jiàn)表3。隨有機土加量的增加,合成基鉆CNMHG性能見(jiàn)表5。由井液的破乳電壓和黏度、切力變大。實(shí)驗用合成基表5可見(jiàn),線(xiàn)性a烯烴合成基鉆井液具有較高的鉆井液配方如下。固相容量限。第28卷第1期岳前升等:深水線(xiàn)性α-烯烴合成基鉆井液性能室內研究表4合成基鉆井液抗溫性能3結論與認識T Av/ Pv YP°CmPa·smPa·sPaPa/Pa mL V1.低溫流動(dòng)性是深水合成基鉆井液應具備的重要性能指標。線(xiàn)性α-烯烴合成基鉆井液較白油基和12021173n6260617氣制油基鉆井液有更好的流變性和低溫流動(dòng)性。140222.優(yōu)選出a-烯烴合成基鉆井液配方:油水乳16045.0646狀液+3%有機土+4%乳化劑E+0.5%潤濕劑+3%降濾失劑+2%石灰,水相比例不超過(guò)30%。表5合成基鉆井液在不同密度時(shí)的性能多考文獻g/cm mPa· s mPa. s Pa%gGe[彭放.YC2-14井鉆井液技術(shù)鉆井液與完井液,1.0516013.03.02/140/1.05452000,17(3):41431.1018.514.04.52/150/1.5588[2]岳前升,舒福昌,向興金,等合成基鉆井液的研制及其應用門(mén)鉆井液與完井液,2004,21(5):1-3.1.1520.0160403/260/20597[3]羅健生,莫成孝,劉白明,等,氣制油合成基鉆井液研1.2022.517.550326.5/20589究與應用門(mén)鉆井液與完井液,2009,26(2):7-11.13024019050427020584(4]耿鐵張巖吳彬等新型合成基鉆井液體系的研制與應1402702155558700578石迪大然氣學(xué)報:0321391303227不同基油種類(lèi)及低溫流動(dòng)性研究油田化學(xué),2001,18(2):108-110研究了不同基液種類(lèi)的油包水鉆井液性能和低肖穩發(fā),向興金,羅春芝,等合成基鉆井液體系的室溫流動(dòng)性,結果見(jiàn)表6和圖2,配方如下,內研究[鉆采工藝,200023(3):78-81冂許明標張娜,王昌軍,等聚α-烯烴合成基深水鉆井液體80%線(xiàn)性α烯烴+20%鹽水+3%有機土+4%系性能研究江漢石油學(xué)院學(xué)報,20044):112-1.乳化劑E+0.5%潤濕劑+3.0%降濾失劑+2%石灰,(8]劉遠翔,黃進(jìn)軍,李巍線(xiàn)性α烯烴合成基鉆井液流變用重晶石調節密度至115gcm3性調控方法門(mén)鉆井液與完井液,2005,22(6):912[9]孫金聲,劉進(jìn)京,潘小鏞,等.線(xiàn)性α烯烴鉆井液技術(shù)表6不同基液的油包水鉆井液性能研究卩鉆井液與完井液,2003,20(3):27-30mPa's mPa's Pa pde, GePV YPES[l]馬東,蔣發(fā)太,趙林,等仿油基鉆井液技術(shù)的研究液Pa/Pa斷塊油氣田,2008,15(2):98-100s白油312832.01572863[l]王越之,羅春芝,施建國,等合成基鉆井液儲層保護線(xiàn)性a-烯烴21643262597技術(shù)研究[石油鉆探技術(shù),2003,31(1):31-32.氣制油26224302073757[12]蔣卓,舒福昌,向興金,等.全油合成基鉆井液的室內研究門(mén)鉆井液與完井液,200,26(2):19.20[13]任麗榮,張琰酯基鉆井液頁(yè)巖抑制性研究鉆井液與完井液,2009,26(2):19-20.5號白[14] Dieffenbaugher J, Dupre R, Authement G, et al. Drilling氣制油Fluids Planning and Execution for a World Record WaterDepth Well[R]. SPE/LADC 92587.[15] Ghalambor A, Ashrafizadeh S N and Nasiri M. Effect ofBasic Parameters on the Viscosity of Synthetic-Based測試溫度℃Drilling Fluids[R]. SPE 112276圖2不同基油的油包水鉆井液的黏溫特性[l6]G中國煤化工 Synthetic drillin由表6和圖2可看出,在相同條件下,合成基鉆FHCNMH Gents( R) .SPE/IADC井液具有更低的黏度和切力,其黏溫曲線(xiàn)較氣制油合成基鉆井液更平緩,更適宜于深水鉆井國。(收稿日期201005-25;HGF=1006W2;編輯汪桂娟)