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高密度无土相油基钻井液

由福昌 文华 吴娇 张亚

由福昌,文华,吴娇,等. 高密度无土相油基钻井液[J]. 钻井液与完井液,2022,39(2):146-150 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.02.003
引用本文: 由福昌,文华,吴娇,等. 高密度无土相油基钻井液[J]. 钻井液与完井液,2022,39(2):146-150 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.02.003
YOU Fuchang, WEN Hua, WU Jiao, et al.High density clay-free oil based drilling fluid[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(2):146-150 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.02.003
Citation: YOU Fuchang, WEN Hua, WU Jiao, et al.High density clay-free oil based drilling fluid[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(2):146-150 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.02.003

高密度无土相油基钻井液

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.02.003
基金项目: 湖北省重点研发计划项目“抗高温环保型钻井液用聚合物材料研究与应用”(2020BAB072)
详细信息
    作者简介:

    由福昌,高级工程师,1981年生,湖北产业教授,现在主要进行钻完井技术研究及应用工作。E-mail:yfc81@163.com

  • 中图分类号: TE254.3

High Density Clay-free Oil Based Drilling Fluid

  • 摘要: 高密度油基钻井液高温下重晶石易沉降,导致体系稳定性变差,传统方法采用高浓度有机土来解决,但其会引起钻井液黏度过高,造成ECD升高而引发井漏等复杂情况。针对以上问题,研发了一种具有强电稳定性能、增黏效果的小粒径乳化剂DEMUL,并开发了一种高密度无黏土相油基钻井液体系,通过加入DEMUL、苯乙烯-丁烯/丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)与提切剂的协同作用,达到提高高密度油基钻井液的稳定性能,且配方简单、处理剂加量少。研究结果表明,该钻井液在200 ℃下老化160 h也能保持良好的流变性能,160 ℃恒温静置336 h后沉降因子为0.5074,表现出良好的稳定性,且具有良好的抑制性能和极压润滑性能。该钻井液体系在川渝页岩气某高密度水平井进行了应用,钻井过程中该体系流变性能稳定,携砂性能良好,抑制性能强,未出现井下复杂情况。

     

  • 图  1  乳化剂DEMUL的粒径分布

    图  2  乳化剂DEMUL与EMUL在微观下的形貌

    表  1  乳化剂DEMUL的加量对钻井液性能的影响

    DEMUL/
    %
    老化
    条件
    AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    φ6/φ3ES/
    V
    FLHTHP/
    mL
    2.0
    滚前5948116/5860
    滚后544596/57312.5
    3.0滚前524755/4719
    滚后484264/37002.5
    4.0滚前585265/4886
    滚后534675/48002.2
    5.0滚前645685/4979
    滚后564975/49062.2
     注:老化条件为:160 ℃、16 h,在65 ℃测定性能;DE
    MUL的加量为2.0%时加入1.0%有机土
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    表  2  聚合物SEBS与提切剂DEHEO对钻井液性能的影响

    DEHEO/
    %
    SEBS/
    %
    热滚
    条件
    AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    φ6/φ3ES/
    V
    FLHTHP/
    mL
    4.00滚前5947127/6862
    滚后6858107/68102.4
    2.00.5滚前584996/5812
    滚后514476/58012.4
    2.50.5滚前6048126/5809
    滚后534496/58372.4
    3.00.5滚前5947127/6869
    滚后544597/69112.3
     注:老化条件为:160 ℃、16 h,65 ℃下测定性能
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    表  3  高密度无黏土相油基钻井液的抗温性能

    T老化/
    t老化/
    h
    AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    φ6/φ3ES/
    V
    FLHTHP/
    mL
    06150115/4873
    160
    16534586/5790
    1605141103/27342.2
    170
    16554696/5963
    160564883/29173.0
    180
    16696365/4955
    160686265/311003.6
    20016666154/31106
    160615564/311644.4
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    表  4  乳化剂加量对高密度无土相油基钻井液性能的影响

    t静置/
    h
    AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    φ6/φ3ES/
    V
    FLHTHP/
    mL
    沉降
    因子
    24544596/58242.00.5042
    72534495/47632.20.5061
    120524394/37512.20.5073
    2405444103/25923.00.5070
    3366553123/23954.20.5074
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    表  5  高密度无黏土相油基钻井液的抗污染能力

    侵污AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    φ6/φ3ES/
    V
    FLHTHP/
    mL
    空白534586/57862.2
    5%钻屑595096/56762.0
    10%钻屑5949106/56841.8
    10%水泥石粉6050108/78914.8
    15%水泥石粉72581410/88666.4
    10%CaCl2盐水504196/5658
    20%CaCl2盐水67541314/12590
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    表  6  龙马溪组现场钻井液主要性能

    井段/
    m
    FV/
    s
    Gel/
    Pa/Pa
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    FLHTHP/
    mL
    ES/
    V
    固相含量/
    %
    油水
    3500~430050~553~4.5/6~848~558~101.0~1.2638~792<5079~83/17~21
    4300~610055~644~5.0/7~1050~609~111.0~1.5766~974<5082~87/13~18
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-10-30
  • 修回日期:  2021-12-03
  • 刊出日期:  2022-06-23

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