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耐低温合成基钻井液的室内研究

刘刚

刘刚. 耐低温合成基钻井液的室内研究[J]. 钻井液与完井液,2022,39(3):273-278 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.03.002
引用本文: 刘刚. 耐低温合成基钻井液的室内研究[J]. 钻井液与完井液,2022,39(3):273-278 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.03.002
LIU Gang.Laboratory study on low temperature synthetic based drilling fluid[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(3):273-278 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.03.002
Citation: LIU Gang.Laboratory study on low temperature synthetic based drilling fluid[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(3):273-278 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.03.002

耐低温合成基钻井液的室内研究

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.03.002
基金项目: 中海油田服务有限公司科研项目“非水基钻开液NAF-FLOW体系及配套技术研究”(YHB19YF002)
详细信息
    作者简介:

    刘刚,高级工程师,1983年生,毕业于长江大学应用化学专业,现从事钻完井液技术研发工作。E-mail:liugang16@cosl.com.cn

  • 中图分类号: TE254.3

Laboratory Study on Low Temperature Synthetic Based Drilling Fluid

  • 摘要: 油基钻井液作为复杂地层开发的首选钻井液,零下低温环境中存在黏度、切力明显增大的问题。为解决这一问题,室内选用性能与油基钻井液相近的合成基钻井液,研发了一种耐低温乳化剂、采用低凝点的气制油作为油相和质量分数为30%的CaCl2作为水相,优选流型调节剂,研制了一套耐低温的合成基钻井液体系。该体系在2.0 g/cm3的高密度下,经过180 ℃老化16 h后,依然能在−10 ℃时保持良好的黏度、切力和电稳定性,维持较好的流动性能,高温高压滤失量小于2 mL;能有效预防因当量循环密度过高引起的井下复杂情况、低温造成的管线堵塞问题。

     

  • 图  1  2种油相的黏度随温度变化的情况

    图  2  CaCl2溶液中含盐量与水相凝点的关系

    图  3  CaCl2浓度对合成基钻井液塑性黏度和动切力的影响

    表  1  2种油相的理化性能

    油相 凝点/
    倾点/
    运动黏度/
    mm2·s−1
    ρ/
    g·cm−3
    芳香烃
    气制油−40−37.04.40.78
    −35#柴油−35−32.55.40.83
      注:密度在15 ℃下测定,运动黏度在0 ℃下测定
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    表  2  流型调节剂对耐低温合成基钻井液性能的影响

    流型调节剂T测试/
    AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    ES/
    V
    FLHTHP/
    mL
    空白 −10 85 75 10 1500 1.6
    0 78 66 12 1359
    50 63 57 6 1199
    DEHEO −10 73 56 17 1866 1.1
    0 67 51 16 1633
    50 51 39 12 1402
    HIRHEO-A −10 84 68 16 1664 1.2
    0 76 62 14 1395
    50 53 44 9 1228
      注:FLHTHP在120 ℃测定
    下载: 导出CSV

    表  3  耐低温合成基钻井液体系的抗温能力

    T老化/
    T测试/
    AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    ES/
    V
    FLHTHP/
    mL
    120−1079601918991.1(120 ℃)
    06750171627
    505039111322
    160−1072481417401.8(160 ℃)
    05947121388
    504232101210
    180−1062471516552.3(180 ℃)
    04634121402
    50372981161
    下载: 导出CSV

    表  4  密度对耐低温合成基钻井液的影响

    ρ/
    g·cm−3
    T测试/
    AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    ES/
    V
    FLHTHP/
    mL
    1.4−1066481819880.8
    04530151576
    503020101017
    1.8−1070511918481.0
    05440141411
    50362791244
    2.0−1080552520001.2
    06448161582
    50473981390
      注:FLHTHP在120 ℃测定
    下载: 导出CSV

    表  5  耐低温合成基钻井液的抗污染能力(120 ℃、16 h)

    污染物AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    φ6/φ3ES/
    V
    FLHTHP/
    mL
    空白3626106/512211.2
    5%钻屑393096/510081.2
    10%钻屑3928116/510421.0
    10%劣质土4636108/713202.8
    20%劣质土57451210/812903.4
    10%CaCl2盐水332296/51058
    20%CaCl2盐水47341314/12890
      注:钻井液密度为1.8 g/cm3,钻屑、劣质土过100目筛,抗污染能力在50 ℃下测定
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-11
  • 修回日期:  2021-12-24
  • 录用日期:  2022-01-20
  • 网络出版日期:  2022-08-10
  • 刊出日期:  2022-05-30

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