一种新型线性α-烯烃合成基钻井液

.第28卷第1期钻井液与完井液Vol. 28 No. 12011年1月DRILLING FLUID & COMPLETION FLUIDJan. 2011文章编号: 1001-5620 ( 2011 ) 01-0030-03一种新型线性a-烯烃合成基钻井液隋旭强，唐代绪，侯业贵，刘从军(胜利石油管理局钻井T.艺研究院，山东东营)摘要以线性a-烯烃和异构烯烃钻井液为主的综合性能优良的新一代合成基钻井液， 近年来国外投入使用较多，而中国在这方面的研究与国外还有相当大的差距。在对乳化剂、有机土、降滤失剂、润湿剂等添加剂优选的基础上，利用正交实验优选出了一种线性a-烯烃合成基钻井液，其最优配方为: 85%线性a-烯烃+2.5%主乳化剂+3%辅助乳化剂+2%润湿剂+4%有机土+3.5%降滤失剂+6%氧化钙+15%水(10%CaCl2溶液)。评价结果表明，该钻井液具有优良的流变性能、抑制性、抗污染性能、高温稳定性及电稳定性。.关键词合成基钻井液 ;线性a-烯烃;钻井液配方;环境保护中图分类号: TE254.3文献标识码: A0引言合成基钻井液技术的研究取得了- -定的进展，但是合成基钻井液是在水基钻井液不能满足井下复技术并不成熟。针对新型合成基钻井液技术的研究与国外还有相当大的差距，对合成基钻井液尤其是杂情况的要求，而使用油基钻井液和矿物油基钻井对以线性a-烯烃和异构烯烃为基液的新一代合成液不能满足环境保护要求的情况下应运而生的，已.基钻井液进行系统、全面的研究并进行推广应用,在全球的800多口井进行了应用，这些井位于墨西就显得十分重要。哥湾、北海、远东、欧洲大陆、南美等地区和澳大利亚、墨西哥及俄罗斯等国家。在墨西哥湾和北海1室内研究超过90%的井使用合成基钻井液。其中使用较多的是以线性a-烯烃和异构烯烃钻井液为主流的新1.1 钻井液配方的确定一代合成基钻井液1.1。由于合成基钻井液的性能主要受油水比、乳化在中国，合成基钻井液在南海西部莺琼盆地剂、有机土和降滤失剂的影响，所以由这4个因素YC21-14井(4960~5250m井段)进行了现场应设计了正交实验(见表1),正交实验结果见表2。用，但是该井是由美国Chevron公司钻井.Dowell正交实验数据处理结果见表3。公司提供钻井液技术服务;中海油田服务股份有限表1正交实验设计表公司开发的SBM-I合成基钻井液体系在BZ25-1油田的A4井进行了应用;长江大学岳前升等人研水平油水比主乳化剂/ .有机土/降滤失剂/制的HEMZ合成基钻井液体系在渤海湾SZ-1油田%的C25HF和C26HF水平分支井进行了应用;中海80:203.04.0.0油田服务股份有限公司罗健生等人研制的气制油合285:152.53.5成基钻井液在渤海及印尼进行了应用。尽管中国对75 :25第一作者简介:隋旭强，助理工程师，1981 年生，2008 年毕业于中国石油大学(北京)油气井工程专业并获硕士学位,现主要从事钻井液及完井液技术研究。地址:山东省东营市北一路827号钻井工艺研究院油化所;邮政编码257017;电话13561021952 ; E-mail : 54838882@qq.com。第28卷第1期隋旭强等:一种新型线性a -烯烃合成基钻井液31表2合成基钻井液正交实验结果的加量为3.5%。因此得到线性a-烯烃合成基钻井液的最佳配方如下。实验实验PV7 YP/ ES/ FL/号条件420091004%9mPa.s Pa V mL85%线性a-烯烃+3.0%辅助乳化剂+2.5%主常温56 4628271823.5 910 2.5乳化剂+2%润湿剂+4%有机土+3.5%降滤失剂+热滚后362588 25 10.5 724 0.46%氧化钙+15% ( 10%CaCl,溶液)水常温44382424 20 15.0 875 3.1该钻井液在常温及150 C、16 h老化后的塑热滚后35 24 4 4 20 10.0 682 1.1性黏度分别为26、24 mPa.s,动切力分别为12.0、11.5Pa,滤失量分别为0.8、0.4 mL,破乳电压分常温3426141317 12.0 804 1.8热滚后221622|75.5 585 0.6别为1121.952 V。.常温5042222225 15.0 1030 1.61.2钻井液性能评价热滚后32245527.5 907 0.51.2.1抗污染能力常温302412112311.09222.3将岩屑粉碎后过孔径为0.45 mm的筛，用该岩热滚后221544206.07460.8样对钻井液进行污染实验，结果见表4。由表4看常温413426262215.58902.7出,经岩屑污染后线性a-烯烃合成基钻井液的黏度、热滚后28202222 9.0 701 0.4动切力、滤失量变化不大，破乳电压变化也不大,常温5444272718 22.0 866 4.2说明该钻井液性能稳定,但该钻井液密度直线上升。热滚后271844239.5 772 1因此，在钻井施T中要特别加强对钻屑的净化工作,常温5545323136 11.5 847 3.2使用和维修好固控设备，及时清除钻屑,保持该钻热滚后302266 31 7.0 734 1.0井液性能稳定，满足工程的要求。线性a-烯烃合常温6152404018 26.0740 3.4成基钻井液经5%~ 20%水污染后,性能变化不大,热滚后3728772115.05741.2说明其抗水污染能力较强，油水比选择比较合适,注:热滚条件为150%C、16h。.见表5。但在施工中尽量减少水的混入，因为尽管该钻井液性能稳定，但破乳电压有较大的降低。表3不同因素对钻井液性能的影响表4线性a~ 烯烃合成基钻井液的抗岩屑污染能力ES/FLIYPIPV/影响因素vmLPa/mPa.s岩屑1PPVIYP/ ES/FL/%g/cm'mPa.s . PnL80:208632.50.9211 105).8油水比85:1547.20.590.95301 086.175 :258173.60.993271054.93.0%9352.701.03201.02 .33970主乳化剂2.5%812:870.512.0%8112.630.93表S线性a-烯烃合成基钻井液的抗水污染能力4.0%8822.800.77水1P/L/有机土.3.5%8810.97g/cm’mPa*sPa8642.770.800.900240.81110571.0700.9102950降滤失剂2.5%3770.8850.915).98478930.530.920801根据表3的结果，确定油水比为85:15, 主乳1.22 抑制性化剂加量为2.5%，有机土的加量为4%，降滤失剂对选取的沙河街组岩屑分别在清水、聚合物钻32钻井液与完井液2011年1月井液及线性a-烯烃合成基钻井液中进行页岩滚动由表7可以看出，无论是选择的处理剂，还是回收率实验，在150 C下滚动16h后，测得问收率合成基钻井液体系，或者是在合成基钻井液热滚后分别为32.5%、81.2%、95.0%。 从而可以看出，线回收的钻屑 都满足环境保护的要求。性a-烯烃合成基钻井液具有很强的抑制页岩分散的能力。2结论1.2.3储层保护性能1.通过正交实验优选出一种线性a-烯烃合成选取3块渗透率不同的岩心进行储层保护实验,基钻井液，其优选配方为: 85%线性a-烯烃+2.5%结果见表6。主乳化剂+3%辅助乳化剂+2%润湿剂+4%有机土+3.5%降滤失剂+6%氧化钙+15%水(10%CaCl2表6线性a-烯烃合成基钻井液的渗透率恢复值实验溶液)。岩心号K/10'μm2 KJ/10'μm2 KJ/10'μm2 R%%2.该线性a-烯烃合成基钻井液具有优良的流132.515.615.297.5变性能、抑制性、抗污染性能、高温稳定性及电稳180.633.533.198.8定性。560.262.360.597.1参考文献从表6可以看出，岩心的渗透率恢复值均在(1] 杨贤友 .保护油气层钻井液完井液现状及发展趋势[u].95%以上，表明优选出的合成基钻井液具有优良的钻井液与完井液，2000, 17(1) : 25-30.储层保护特性。[2] Neil Trotter, Juan Carlos Rojas. Synthetic-based fluidwith constant rheology reduces downhole losses in1.2.4环境保护性能deepwater operations[J]. Dilling Contractor, 2007(May/采用发光细菌法进行了毒性分析实验，结果见June) :102-106.表7。[3] Kim B, Joannah E, John H, et al. New low viscosity esteris suitable for dilling fluids in deepwater applications[R].表7处理剂毒性分析实验SPE 66553, 2001样品浓度1% ECv(mg/L)毒性分级[4] FriedheimJ E, Conn H L. Second Generation SyntheticFluids in the North Sea:Are They Better[R]. SPE 35061, .主乳化剂2.5>1x 10无毒1996辅乳化剂>1x 10*[5] Terry Prater Bill E Henn.成功的钻井液体系[0]唐代绪,赵润湿剂.0>1x 10'金燕，田京燕，译.国外油田T程，2000， 13(4): 22-25.降滤失剂.5无毒.[6] 罗健生，莫成孝，刘自明，等.气制油合成基钻井液研有机士4.0究与应用.钻井液与完井液，2009, 26 (2): 7-11.CaO6.0>1x10[7] 蒋卓,舒福昌,向兴金，等.全油合成基钻井液的室内合成基钻井液> 1x 10*研究.钻井液与完井液，2009, 26(2) : 19-20.钻屑(收稿日期2010-07-22; HGF=1006W6;编辑汪桂娟 )