油基钻井液介绍及应用.doc
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油基钻井液
一、油基钻井液发展概述
1、定义及类型
油基钻井液是指以油作为连续相的钻井液。
两种油基钻井液——全油基钻井液和油包水乳化钻井液。在全油基钻井液中，水是无用的组分，其含水量不应超过10%；而在油包水钻井液中，水作为必要组分均匀地分散在柴油中，其含水量一般为10~60%。
2、油基钻井液的优缺点
与水基钻井液相比较，油基钻井液具有能抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度较小等多种优点。
目前已成为钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层的重要手段，并且还可广泛地用作解卡液、射孔完井液、修井液和取心液等。
油基钻井液的配制成本比水基钻井液高得多，使用时往往会对井场附近的生态环境造成严重影响。
为了提高钻速，从20世纪70年代中期开始，较广泛地使用了低胶质油包水乳化钻井液。
为保护环境，适应海洋钻探的需要，从80年代初开始，又逐步推广使用了以矿物油作为基油的低毒油包水乳化钻井液。
3、油基钻井液的发展阶段
类型
组分
开始使用时间
特点
原油作为钻井液
原油
1920年前后
有利于防塌、防卡和保护油气层，但流变性不易控制，易着火，使用范围仅限于100℃
全油基钻井液
柴油、沥青、乳化剂及少量水(10%以内)
1939年
具有油基钻井液的各种优点，可抗200~250℃
着火，钻速较低
油包水乳化钻井液
柴油、乳化剂、润湿剂、亲油胶体、乳化水(10~60%)
1950年前后
通过水相活度控制有利于井壁稳定，与全油基钻井液相比不易着火，配制成本有所降低，抗温可达200~230
低胶质油包水乳化钻井液
柴油、乳化剂、润湿剂、少量亲油胶体、乳化水(15%左右)
1975年
可明显提高钻速，降低钻井总成本。但由于放宽滤失量，对某些松散易塌地层不适合，对储层的损害较大
低毒油包水乳化钻井液
矿物油、乳化剂、润湿剂、亲油胶体、乳化水(10~60%)
1980年
具有油基钻井液的各种优点，同时可有效地防止对环境的污染，特别适用于
海洋钻井
二、油基钻井液的组成
1、基油(BaseOil)
油包水乳化钻井液是以水滴为分散相，油为连续相，并添加适量的乳化剂、润湿剂、亲油胶体和加重剂等所形成的稳定的乳状液体系。
在油包水乳化钻井液中用作连续相的油称为基油，目前普遍使用的基油为柴油(我国常使用零号柴油)和各种低毒矿物油。
为确保安全，其闪点和燃点应分别在82℃和93
由于柴油中所含的芳烃对钻井设备的橡胶部件有较强的腐蚀作用，因此芳烃含量不宜过高，一般要求柴油的苯胺点在60℃以上。苯胺点
为了有利于对流变性的控制和调整，其粘度不宜过高。
各种基油的物理性质
性质
Mentor26
Mentor28
Escaid110
LVT
BP8313
2号柴油
外观
无色液体
无色液体
无色液体
无色液体
无色液体
棕黄色液体
密度(kg/m3)
838
845
790
800
785
840
闪点(℃)
93
120
79
71
72
82
苯胺点(℃)
71
79
76
66
78
59
倾点(℃)
26
15
54
73
40
45
终沸点(℃)
306
321
242
262
255
329
芳烃含量
(wt%)
16.4
19.0
0.9
10~13
2.0
30~50
粘度(mPa.s)
(40℃测定
2.7
4.2
1.6
1.8
1.7
2.7
LC50值
(ppmWSF)
1，000，000
1，000，000
1，000，000
1，000，000
1，000，000
80，000
注：Mentor26、Mentor28、Escaid110、LVT和BP8313均为常用矿物油的代号。
2、水相(WaterPhase)：
淡水、盐水或海水均可用作油基钻井液的水相。但通常使用含一定量CaCl2或NaCl的盐水，其主要目的在于控制水相的活度，以防止或减弱泥页岩地层的水化膨胀，保证井壁稳定。
油包水乳化钻井液的水相含量通常用油水比来表示。一般情况下，水相含量为15~40%，最高可达60%，且不低于10%。
在一定的含水量范围内，随着水所占比例的增加，油基钻井液的粘度、切力逐渐增大。因此，人们常用它作为调控油基钻井液流变参数的一种方法，同时增大含水量可减少基油用量，降低配制成本。
但是，随着含水量增大，维持油基钻井液乳化稳定性的难度也随之增加，必须添加更多的乳化剂才能使其保持稳定。对于高密度油基钻井液，水相含量应尽可能小些。
在实际钻井过程中，一部分地层水会不可避免地进入钻井液，即油水比呈自然下降趋势，因此为了保持钻井液性能稳定，必要时应适当补充基油的量。
对于全油基钻井液，水是应加以清除的污染物，但一般3~5%的水是可以容纳的，不必一定要清除，因为靠增加基油来减少水量会使钻井液成本显著增加。
3、乳化剂(Emul
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