深井水基钻井液流变性调控机理研究.pdf

断 块 油 气 田 14 卷 5 期 FAULT-BLOCK OIL GAS FIELD 2007 年9 月 深井水基钻井液流变性调控机理研究 王富华 王 力 张祎徽 中国石油大学石油工程学院袁山东 东营 257061 冤 摘 要 分析了深井水基钻井液流变性的影响因素 得出了温度尧钻井液中固相含量是影 响钻井液流变性的两个重要因素 提出了深井水基钻井液流变性的调控思路与方法遥按照该技 术思路 通过增强钻井液体系的抑制性 降 钻井液中固相颗粒的分散度 大幅度降 钻井液 中的膨润土含量和总固相含量等几种方法结合实现对钻井液流变性的调控遥 最后提出了聚合 物钻井液尧水包油乳化钻井液尧聚醚多元醇钻井液的流变性调控措施遥 关键词 深井 高温 钻井液 流变性 调控措施 钻井液的流变性对钻速尧泵压尧排量尧岩屑的 连接键断裂遥这一方面降低了处理剂的分子量袁甚至 携带与悬浮尧井壁的稳定尧固井质量尧施工效率及 使之失去高分子性质曰 另一方面使处理剂亲水性降 安全性等影响极大袁直接关系到钻井的速度尧质量 低或解吸袁 使处理剂效能大幅度下降袁 以至完全失 和成本遥对于深井尧超深井钻探袁在地层高温尧高压 效遥 黏土失去处理剂的保护袁可能导致钻井液增稠尧胶 因素的作用下袁 高密度钻井液的流变性变得更加 凝尧固化尧使失水猛增袁严重影响钻井液的流变性能遥 复杂袁给钻井液流变性研究提出了更高的要求遥因 3冤高温交联作用遥 钻井液处理剂分子结构中 此袁有必要对流变性的调 问题作深入探讨遥 存在的不饱和键和活性基团袁在高价 子和高温作 用下产 交联袁分子量增大袁使其水溶液黏度增加遥 1 流变性影响因素 严重交联可形成网状结构袁则水溶液成胶凝状态而 1.1 高温 破坏了钻井液流变性遥由于高温分散尧絮凝作用袁以 1冤高温分散和絮凝作用咱1-2暂遥 高温分散和絮 及高温降解尧 交联等作用袁 使钻井液高温增稠尧胶 凝作用与钻井液黏土容量限大小具有直接关系遥 凝尧固化和失水量上升尧泥饼增厚尧携带岩屑能力降 高温钻井液黏土容量限是指钻井液在高温下袁流 低袁从而导致钻探中转矩增加袁泵压升高袁甚至导致 咱4暂 变性的热稳定性和黏土抗温性能保持良好所能允 埋钻尧卡钻和烧钻等严重井下复杂事故的发 遥 许的最高和最低容量 上尧下限冤袁它是钻井液体系 无论深井钻井液高温后增稠 胶凝尧固化冤尧减 的一个固有性质遥 钻井液中实际黏土超过其容量 稠袁高温增黏尧降黏都将引起钻井复杂问题袁而且 上限袁高温增黏尧胶凝袁高温后增稠尧胶凝尧固化曰钻 这些问题随井深而加剧遥 随着井越深尧井温越高袁 井液中实际黏土含量低于其容量下限袁高温降黏袁 使用时间越长袁性能越差袁处理越困难袁技术要求 高温后减稠遥钻井液黏土高温容量上限最为重要袁 越高袁成本消耗也越大袁其中以钻井液高温流变性 温度越高袁容量上限越低袁黏土高温分散越强袁容 的稳定性最常见尧最难办遥 量上限越高袁处理剂高温下抑制黏土高温分散能力 及降黏能力越强遥 钻井液密度越高袁容量上限越低曰 收稿日期 2006-11-27遥 水相抑制性越高袁容量上限越高遥 上限越高袁上尧下 作者简介 王富华袁男袁1968 年 袁副教授袁硕士 导师袁 限差值越大袁钻井液流变性越好控制遥 1991 年毕业于山东大学化学专业袁1