低温油基钻井液抗污染能力研究

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青海大场矿区永冻层低温钻井液试验研究_杨树强

ｑｑ．ｃｏｍ通信作者：段隆臣（１９６７— ），男，教授，博士生导师，主要从事地质工程、钻井工程专业的教学和科研工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｕａｎｌｏｎｇｃｈｅｎ＠
１６３．ｃｏｍ
第３期
杨树强等：青海大场矿区永冻层低温ｌ溶液物理性质［１９］
Ｔａｂｌｅ２ＰｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＮａＣｌｓｏｌｕｔｉｏｎ
第３４卷第３期
地质科技情报
Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．３
２０１５年５月ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＭａｙ２０１５
青海大场矿区永冻层低温钻井液试验研究
杨树强１ａ，１ｂ，高元宏２，蔡记华１ａ，１ｂ，汪洪民２，段隆臣１ａ，１ｂ
（１．中国地质大学ａ．岩土钻掘与防护教育部工程研究中心；ｂ．工程学院，武汉４３００７４；２．青海省第二地质矿产勘查院，西宁８１００００）
摘要：针对大场矿区永冻层钻进过程中出现的冻钻、塌孔和钻井液絮凝等特点，结合矿场钻探地质资料，在粗分散抑制性抗低温钻井液体系基础上，利用正交实验法优选出了适宜大场矿区永冻层钻进的配方。配方：１０００ｍＬ水＋２％Ｎａ２ＣＯ３（钠基膨润土的２％）＋４％钠基膨润土＋１０％ＮａＣｌ＋２％ＫＣｌ＋５％乙二醇＋０．１５％Ｎａ－ＣＭＣ（高黏）＋０．３％ＬＶ－ＰＡＣ（低黏）。实验表明该配方在－１０℃条件下仍能保持良好的性能，未出现冻结、絮凝等现象；同时，运用ＤＰＳ软件分析了该钻井液的流体类型，结果表明该钻井液为幂律流体，在低温下该钻井液的非牛顿性增强，流动性能较好。关键词：永冻层；低温钻井液；粗分散；流变性中图分类号：Ｐ６３４．６＋４文献标志码：Ａ文章编号：１０００－７８４９（２０１５）０３－０２３０－０５

油基钻井液低温特性实验研究

ｌ８
钻井液与完井液
２０１３年５月
察深水动态条件下油基钻井液的水合物２０１３年５月
钻
井
液
与
完
井
液
、，ｏ１．３０ＮＯ．３ＭａＶ２０１３
ＤＲＩＬＬＩＮＧＦＬＵＩＤ＆Ｃ０ＭＰＬＥＴＩＯＮＦＬＵＩＤ
【理论研究与应用技术】
油基钻井液低温特性实验研究
赵欣，邱正松，黄维安，曹杰，刘扣其
金资助课题（２０１１０１３３１１０００８）联合资助。
第一作者简介：赵欣，在读博士研究生，１９８７年生，主要从事海洋深水钻完井液技术研究工作。地址：青岛经济技术
开发区长江西路６６号；邮政编码２６６５８０；电话（０５３２）８６９８１８４７；Ｅ－ｍａｉｌ：ｕｐｃｚｈａｏｘｉｎ＠１２６．ｔｏｍ。
验，初步了解了油基钻井液在深水环境中的水合物
２）实验原理。由于水合物的生成伴有热量放出，高压釜内温度升高；而水合物的生成会消耗一定体积的气体，表现为高压釜内压力明显降低；随着体系中固相（水合物）含量的增加，扭矩有所上升；
可通过实时监测高压釜内相关参数的变化来评价油基钻井液中水合物的生成情况。３）实验过程。将４００ｍＬ钻井液注入高压釜中，通入甲烷气，开启恒温浴槽与增压泵，降温并升压至３ｏＣ／３０ＭＰａ，模拟３０００ｍ水深的海底低温高

常压页岩气用“四低四高”油基钻井液技术研究与应用

常压页岩气用“四低四高”油基钻井液技术研究与应用1. 引言1.1 研究背景“常压页岩气用“四低四高”油基钻井液技术研究与应用”是当前页岩气钻井领域的研究热点之一。

在传统页岩气钻井中，油基钻井液因其具有高稳定性、高承载能力、低渗透性等优点被广泛应用。

传统油基钻井液在应对页岩气钻井过程中遇到的高渗透性、高地温、高温高压等复杂工况时，往往存在低抗渗性、低膨润性、低抗承载等问题，影响钻井效果和安全性。

研究人员逐渐意识到，改进油基钻井液的配方和性能，使其具备“四低四高”的特点，即低毒、低污染、低损伤、低污染、高渗透、高承载、高稳定、高温适应性，将有助于提高页岩气钻井的成功率和效率。

对“四低四高”油基钻井液技术进行研究与应用具有重要意义。

”以上是关于的内容，希望对您有帮助。

如果有其他需要，请随时告诉我。

1.2 研究目的研究目的是为了探讨常压下页岩气钻井中使用“四低四高”油基钻井液技术的可行性及效果，从而提高钻井作业的效率和安全性。

通过研究，旨在验证该技术在常压页岩气钻井中的实际应用效果，探索其在提高钻井液性能、降低成本、减少环境影响等方面的优势，为页岩气钻井液技术改进和优化提供参考和借鉴。

通过本研究可进一步完善“四低四高”油基钻井液技术在页岩气钻井中的应用指导，提高其在实际作业中的可操作性和实用性，为页岩气勘探开发工作提供技术支持和保障。

通过本研究可以更好地探索和利用油基钻井液技术在页岩气钻井作业中的优势，为推动页岩气勘探开发进程，提高资源利用效率起到积极的作用。

1.3 研究意义研究开发常压下适用于页岩气钻井的“四低四高”油基钻井液技术具有重要的意义。

这项技术可以有效降低钻井液的密度、黏度、固相含量和毒性，同时提高其降解性能和抑制页岩岩心溶解性能，从而有效解决传统钻井液在页岩气钻井中存在的问题。

通过研究和应用“四低四高”油基钻井液技术，可以提高页岩气钻井的钻速、钻井质量，降低钻井成本，推动页岩气资源的更加有效开发和利用。

一种高性能环保型钻井液的研究与应用

随着新的环境保护法的实施，石油行业面临的环保压力越来越大，在油气勘探开发过程中，钻井液作为第一种入井流体，对油气开发的效果至关重要，但同时产生的废弃钻井液对生态环境也造成了很大的污染［１－２］。目前胜利油田钻井主要采用聚合物钻井液，该体系性能上能满足钻井的要求，但是存在着处理剂难降解、重金属离子污染、废弃物处理难度大等问题，已经不能满足当前环保形势的要求。环保钻井液技术可以实施源头污染控制，最大限度地减少污染，减少钻井废弃物排放量和处理量，满足环境保护的要求［３－４］。目前环保钻井液技术研究取得了一定的进展，但是存在着环保性能和钻井液性能难以兼顾、成本高、现场推广难度大等问题［５］。因此需要开展高性能环保钻井液技术的研究，开发出既能满足钻井需要，又能达到环保要求的钻井液技术。本文基于天然高分子材料改性，研制了降滤失剂、润滑剂等关键处理剂，建立了高性能环保钻井液技术，在现场进行了应用。该技术性能稳定，可满足钻井施工的要求，并且环保性能优异，可满足直接排放的要求，有效解决了钻井液的ｉｏｎｏｆｔｈｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＦｒｉｅｎｄｌｙＤｒｉｌｌｉｎｇＦｌｕｉｄｗｉｔｈＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ＷａｎｇＸｕｄｏｎｇ
（ＤｒｉｌｌｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｈｅｎｇｌｉＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＬｉｍｉｔｅｄ，Ｓｉｎｏｐｅｃ，Ｄｏｎｇｙｉｎｇ２５７０００，Ｃｈｉｎａ）
·７４·

钻井液常见污染问题分析及处理措施

在实施钻井作业过程中，钻井液是必须使用的材料，这种特殊材料的使用可以大大提高钻井工作效率，对促进油气工业发展具有关键作用。

但是，在使用钻井液时，由于其成分的原因，很容易发生污染问题，不仅会对地层原油质量产生不利影响，同时也可能破坏到井下各种设备的使用寿命，因此，有必要采取一定科学措施解决钻井液污染问题。

一、钻井液常见污染问题分析1.硫化氢污染问题。

有些钻井液里含有少量的硫化氢，在使用钻井液过程中受沉积地层高温高压特性的影响下，硫化氢物质会迅速发生化学反应，造成硫化氢污染问题。

另外，在化学反应中还会出现甲硫醇，弱酸等成分。

这些成分的存在会降低钻井液的pH数值，钻井液质量会被严重破坏，不再保持胶体的整体形状。

氢化反应也会影响制造设备，从而加快腐蚀速度，减少设备的使用寿命。

2.石膏污染问题。

使用钻井液时石膏也是一种污染物，会影响钻井液的使用效果，一些大型油田使用的钻井液是不同类型的聚合物材料，这种钻井液在使用过程中抗污染能力差，很容易造成石膏污染问题。

石膏的介入会大大降低石油钻井液的PH值。

此外，一旦钻井液里含有石膏时，就会使钻井液稳定性变差，钻井液粘度增加降低了整体使用性能。

3.二氧化碳污染问题。

钻井液最常见的污染问题一般是二氧化碳污染，因为在钻井液制备过程中，经常会用到大量含有CO32物质的混合物。

其次，在对钻井平台进行直接固体控制中，会从空气直接混入大量二氧化碳气体。

最后钻井液中的一些成分在使用过程中会直接转化为甲烷，甲烷的介入会影响钻井液的pH值，进而导致钻井液被污染。

二、钻井液常见处理措施1.硫化氢处理。

形成硫化氢污染问题的主要原因是部分钻井液里含有一定量的硫化氢物质，为了解决这一问题，工作人员在选择钻井液的过程中，除了重视性能外，还应注意是否有其他污染成分。

如果钻井液发生严重的硫化氢污染，就应立即调整其pH值，在处理合理的情况下可使用适当Zn（OH）2CO3去除氢化物，但需要精确控制Zn2（OH）2CO3的使用量。

低温地层钻进特点及其钻井液技术现状综述

文章编号:100125620(2006)0420069204低温地层钻进特点及其钻井液技术现状综述张凌　蒋国盛　蔡记华　窦斌　宁伏龙　涂运中(中国地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉)摘要　在低温地层(主要包括冰层、极地、永冻层以及赋存天然气水合物的永冻层)的钻进对于科学研究和矿产与油气资源的勘探开发都非常重要。

介绍了低温地层钻进的国内外研究背景,分析了其钻进特点,对相关的低温钻井液的研究现状和应用情况进行了讨论,对低温地层钻进及其钻井液的研究提出了几点建议。

关键词　低温地层　低温钻井液　抑制剂　综述中图分类号:TE254.3文献标识码:A 冰层、极地、永冻层以及赋存天然气水合物的永冻层等低温地层的钻进,所用的低温钻井液在冰点以下能够正常工作是十分重要和必备的条件。

一方面,这要求钻井液在低温条件下能够起到常规钻井液所具有的护壁堵漏的功能,即具有良好的流变性和滤失性能,如视粘度、剪切强度、动塑比和滤失量等;另一方面,要求控制其本身的流体温度,避免在循环过程中由于钻井液本身的热传递而改变所钻地层的固有温度,从而使其性能发生破坏。

本文就低温地层的国内外研究背景及其钻进特点、相关低温钻井液的研究现状和应用情况进行了分析和讨论。

1　国内外研究背景欧洲科学基金会为由法、德、英、比、意、冰岛、丹麦以及瑞士等国40多位科学家共同合作的格陵兰国际冰芯钻探研究计划(GRIP )提供经费进行相关的研究,以考证北半球的气候变化。

此外,在国际南极冰川计划、极地试验计划、全球大气作用研究计划等范围内也已进行了长期综合的科学研究[1]。

目前,“欧洲南极冰芯钻探项目(EPICA )”课题组在南极进行冰芯钻探研究,以建立关于过去气候和大气变化的记录[2]。

迄今为止,中国已进行了21次的南极考察,均在南极冰盖最高点地区(冰穹A 最高点),钻取了108m 的冰芯。

青藏高原是中国永久冻土集中分布区之一。

通过大量的勘探实践,发现青藏高原蕴藏大量的矿产和油气资源,而且很可能赋存一定规模的天然气水合物矿藏[3～5]。

无黏土低密度全油基钻井完井液的研究

无黏土低密度全油基钻井完井液的研究无黏土低密度全油基钻井完井液的研究随着油气开发的不断深入，对钻井液的性能要求也不断提高。

由于传统的黏土型钻井液具有污染环境、对地层破坏大、固相含量高等不足之处，近年来，无黏土钻井液备受青睐，同时，由于油基钻井液具有稳定性好、耐高温抗污染等特点，因此，全油基钻井液成为了研究的热点。

本文基于无黏土低密度全油基钻井完井液之研究，探讨了其配方设计、性能评价、应用效果等方面，对于相关行业的研究者和从业人员具有一定的参考价值。

一、无黏土低密度全油基钻井完井液的配方设计1. 基础油选择：由于无黏土低密度全油基钻井完井液要求具有低粘度高浸透性，因此，应选用低粘度的基础油进行配制。

根据实际应用情况，优先选择实验室测试结果比较好的轻质纯油，其具有优异的抗氧化和抗热性能。

2. 乳化剂选择：为了使得油基钻井液能够与水充分乳化，提高其性能稳定性，应选择高效率的乳化剂。

考虑到环境因素及对应用的影响，宜选择对水环境污染小的乳化剂，如聚酯类乳化剂。

3.增稠剂选择：为了提高钻井液的黏度并减少井壁附着、漏失等问题，应在油水混合液中加入适当的增稠剂。

从环保和安全的角度出发，优先选择生物可降解的生物胶体，例如木聚糖、赤藓糖等。

4. 盐度调节剂选择：由于无黏土钻井液的盐度易波动，因此，需要在配制时加入盐度调节剂使得钻井液的盐度在一定范围内波动。

优先选择具有良好盐度调节性能的无机盐，如氯化钠、碳酸钾等。

5. 抑制剂选择：考虑到完井液对地层破坏的影响，应在配制钻井完井液时加入相应的抑制剂。

对于对砂岩等地层影响较大的完井液，可添加有效的防堵剂如嗜碱微生物杀菌剂等。

二、无黏土钻井液的性能评价1. 低密度性能测试：低密度性能指钻井液的密度，由于砂岩地层等性质复杂的地质条件的存在，低密度的油基钻井液具有优异的性能。

测试结果表明，本实验室制备的低密度全油基钻井液其密度小于0.8g/cm3，能够在各种复杂地质条件下稳定性强，不易波动。

常压页岩气用“四低四高”油基钻井液技术研究与应用

常压页岩气用“四低四高”油基钻井液技术研究与应用【摘要】本文介绍了常压页岩气用“四低四高”油基钻井液技术的研究与应用。

在分析了研究背景、研究目的和研究意义。

在详细介绍了页岩气开发现状、“四低四高”油基钻井液技术概述、关键技术、应用案例和发展趋势。

结论部分总结了技术优势、推广应用和未来展望。

该技术能有效解决页岩气开发过程中的环境污染和安全隐患问题，具有重要的现实意义和发展前景。

通过本文的研究，可以为常压页岩气开发提供重要的技术支持和参考。

【关键词】页岩气开发、四低四高、油基钻井液、技术研究、应用案例、发展趋势、技术总结、应用推广、未来展望1. 引言1.1 研究背景页岩气是一种非常重要的天然气资源，具有巨大的开发潜力。

由于页岩气层地质条件复杂、孔隙度低、渗透率小，因此传统的钻井技术在页岩气开发中效果并不理想。

为了克服这一问题，石油工程技术人员们开展了大量的研究工作，试图开发出适用于页岩气开发的新型钻井技术。

在研究背景部分，我们将重点介绍目前页岩气开发的现状和存在的问题。

页岩气资源丰富，但具有开采难度大、成本高的特点。

随着页岩气开发的逐步深入，传统水基钻井液在页岩气勘探中暴露出了一系列问题，比如水基钻井液对页岩岩心有刺激性，容易导致页岩层损伤，影响气体释放和生产；水基钻井液在高温高压条件下容易析出盐析物，导致钻井液性能下降等问题。

发展一种适用于页岩气勘探的高效、环保、经济的钻井液技术势在必行。

而“四低四高”油基钻井液技术的出现，为页岩气勘探提供了全新的解决方案。

接下来我们将在正文部分详细介绍这一新型技术的概述、关键技术、应用案例及发展趋势。

1.2 研究目的研究目的旨在深入探究常压页岩气开发领域中的油基钻井液技术，重点关注“四低四高”油基钻井液技术的研究与应用。

通过系统性的研究，旨在分析当前页岩气开发的现状和存在的问题，通过引入“四低四高”油基钻井液技术，寻求解决现有技术所面临的难题，提高页岩气开采效率和降低生产成本。

油基钻井液低温特性实验研究

油基钻井液低温特性实验研究摘要本文研究了油基钻井液低温特性，通过实验方法对油基钻井液在低温环境下的流变学性质、水分含量、滤失率等因素进行了分析。

实验结果表明，在低温环境下，油基钻井液表现出了一定的流变学变化，水分含量和滤失率也有所增加。

本文提出了钻井液低温性能优化的建议，为在低温环境下保证油基钻井液的稳定性和效率提供了参考。

关键词：油基钻井液、低温特性、流变学性质、水分含量、滤失率Introduction油基钻井液是一种重要的工作液体，在油气钻探中广泛应用。

由于油田地质环境的复杂性，油基钻井液需要同时具备高温和低温的稳定性，才能确保钻井效率和安全。

然而，在极端低温的环境下，油基钻井液的性能会发生变化，严重影响钻井过程的稳定性和安全性。

因此，钻井液低温性能的研究和优化至关重要。

Methods本文使用了实验的方法来研究油基钻井液的低温特性。

首先，使用旋转粘度计对不同温度（-25℃、-30℃和-35℃）下钻井液的流变学性质进行了测试。

其次，采用半可湿法测定钻井液的水分含量，并使用压力滤失仪对滤失率进行测定。

Results实验结果表明，随着温度的下降，油基钻井液的黏度逐渐增大，表明其流动性能受到了一定的抑制。

同时，水分含量和滤失率也有所增加，说明温度的下降导致了钻井液的脆化和稳定性的下降。

Conclusion本文通过实验研究，分析了油基钻井液在低温环境下的特性和变化。

在此基础上，本文对钻井液低温性能进行了分析和研究，并提出了优化建议，包括使用低凝点基础油、添加升温剂等方法，以提高钻井液的低温稳定性。

这些研究结果为在低温环境下提高钻井效率和保证钻井的安全提供了依据和指导。

Discussion油基钻井液的流变学特性是其重要的性能指标之一，涉及到钻井过程中的润滑、密封、携带废渣等关键问题，因此在低温环境下油基钻井液的流变学性质变化是令人关注的问题。

实验结果表明，在极端低温环境下，油基钻井液的黏度明显增加，且表现出分离、沉淀等现象，这可能与低温导致钻井液的沉积、降解、均匀性下降等因素有关。

油基钻井液污染处理技术研究

油基钻井液污染处理技术研究摘要：本文针对废弃油基钻井液的形成和处理技术进行了详细的调研分析，表明废弃油基钻井液含有的油类、盐类、化学添加剂类、重金属物质等会污染土壤、水质，对动物和人体健康造成伤害。

通过对比各种处理技术，发现固化法具有一定的优势，针对固化的原理和使用进行了研究，结果表明：在使用该方法时固化剂的添加量一定要控制在合理水平，同时结合使用其他处理技术，效果较好。

关键词：油基钻井液污染处理技术随着我国经济的攀升和石油工业化的发展，石油的开采越来越大，钻井液的使用量也逐步增加，各种新型和新功能的钻井液也不断投入使用，其中油基钻井液是最常用的一种[1]。

油基钻井液对储层的损害程度小、稳定井壁性能好、润滑性能优良等特征得到了广泛应用。

但性能再好的钻井液使用完成后也不免出现残余物和废弃物，这些物质由于含有各种化学成分，对环境具有一定的破坏作用。

为了降低废弃油基钻井液对环境的污染，加大回收利用和经济效益，使用有效的油基钻井液无害化处理具有十分重要的意义[2]。

一、基本理论1.油基钻井液的定义与特点油基钻井液由基础油、水、乳化剂、稳定剂、降滤失剂等各种物质和添加剂混合配制而成，其润滑性和稳定性良好，是一种良好的油田钻井体系液[3]。

油基钻井液抗污染能力强、抑制性高，有利于保持地下岩层井壁稳定，可以较好地保护油气层，且油基钻井液抗高温、易于维护，是进行油田高温高压深井和水敏性地层中复杂井的主要体系液和手段，能够更好地有效地提高油气开采产量。

2.废弃油基钻井液的形成废弃油基钻井液是油田钻井中使用的油基钻井液循环反复利用，直到其性能恶化，不能再作为钻井液使用时而成为的废弃钻井液或废弃混杂物质。

废弃油基钻井液是一种含有粘土、矿物油、水、重金属离子、酚类化合物、有毒物质、钻屑等混合物体系液。

它含有的油类、盐类、化学添加剂类、重金属物质等都会造成严重的环境污染，不但污染土壤、水质，还会间接对动物和人体健康造成伤害，废弃物中含有的环芳烃等物质具有剧毒性，更是重要的污染物。

低毒高性能油基钻井液研制与评价

旋转黏度计（ＺＮＮ⁃Ｄ６Ｎ型），失水仪（ＧＧＳ７１⁃Ａ
型），油水（固相）分离装置（ＺＮＧ⁃２型），电稳
定性测试仪（Ｆａｎｎ⁃２３Ｄ型）。
１２基油与乳化剂的研制
１２１基油的制备
以大庆油田长垣地区重烃为原料，在分馏塔内
将其分离出溶剂油、洗涤汽油、塔底油。对塔底油
ｄｅｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇｖｏｌｔａｇｅｉｓｕｐｔｏ１１２１Ｖ．Ｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓｈｏｗｓｇｏｏｄｒｈｅｏ⁃
ｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｆｏｒｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｓｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅ，ｃｏｒｅｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅａｎｄＥＣ５０ｖａｌ⁃
心渗透率恢复率达到９８０８％，半最大效应质量浓度（ＥＣ５０）值达到６０ｇ／Ｌ。实验结果表明，该钻井液体系抗温能力、抗
岩屑侵、水侵能力较强，岩屑回收率高，流变性能、电稳定性、抑制性能及储层保护性能优异，钻井液生物毒性达到无毒
级别，满足了复杂地层深井安全高效钻井需求及环保要求。
大庆石油地质与开发
ＰｅｔｒｏｌｅｕｍＧｅｏｌｏｇｙ＆ＯｉｌｆｉｅｌｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎＤａｑｉｎｇ
Ａｐｒ，２０２１
Ｖｏｌ４０Ｎｏ２
ＤＯＩ：１０１９５９７／ＪＩＳＳＮ１０００⁃３７５４２０１９１２０５６
ｏｉｌ⁃ｂａｓｅｄｄｒｉｌｌｉｎｇｆｌｕｉｄｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｉｔｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｗｅｒｅｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｔｈｅｈｉｇｈ⁃ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｈｉｇｈ⁃

深水钻井环境下低温高压对油基钻井液流变性的影响

收稿日期 : 2009- 07- 12 作者简介 : 纪健 ( 1982- ) , 女 , 研究生 , 中国石油大学 ( 北京 ) 在读学生 , 本科毕业于中国石油大学 ( 华东 ) , 研究方向 : 深水钻井 , 专业 : 油气井流体力学。
2 预测模型的建立油基钻井液在井下低温高压环境下的流变性直接影响着钻井液的悬浮和携带岩屑的能力 , 对海洋 [ 7] 石油钻探有着至关重要的影响。为了随时了解海底泥线附近钻井液的流变性能 , 及时采取相应的调整的措施 , 在借鉴国外大量的实验基础上, 建立了预测低温高压下油基钻井液表观粘度的数学模型。 2. 1 油基钻井液低温流变性能在不同温度压力下不同钻井液流变性受到的影响, 但是所有测量都显示每一种油基钻井液都有一种直线的趋势, 这证明了这些流体具有经典的牛顿流体特性。总结实验数据如图 1 所示, 观察到随着温度增加, 粘度指数减少, 可以应用经典的均质流体对温度的依赖性公式: ( T ) = Kex p ( T 0 / T ) ( 1) 油基钻井液的粘度随着温度的增加呈指数减少, 指数可以有两次实验推导出, 定义一个依赖油基物性的特征温度 T 0, 在不同温度下的两次测量可以充分定义这个特征温度。 K 为常数。
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内蒙古石油化工 2009 年第 21 期
深水钻井环境下低温高压对油基钻井液流变性的影响
纪健, 袁华玉, 李建, 王婷
( 中国石油大学 ( 北京 ) 石油天然气工程学院 , 北京 102249)
摘要 : 本文重点讨论油基钻井液在低温高压下的流变特性 , 在参阅大量海洋深水钻井液受温度影响的技术文献资料的基础上, 建立一个温度变化范围为 0℃到 150℃的油基钻井液的流变特性模型。目的在于总结国外经验, 为我国今后开展这方面研究工作做一些技术信息方面的借鉴。关键词 : 深水钻井; 油基钻井液 ; 低温 ; 高压; 流变性 , 表观粘度, 预测模型随着海洋石油勘探向着深水、超深水区域的发展 , 深水钻井所面临着越来越复杂的技术挑战。其中最挑战深水钻井的是环境温度和压力 , 此时的温度在 2℃左右, 压力升高到 400bar , 这将明显的改变现用海洋钻井液的流变性。当钻井液沿着井壁流动时, 温度的变化范围是 0℃到 150 ℃[ 1] , 必须保持钻井液在这一温度范围的流变特性。钻井液的流变性依赖于环境温度压力, 以及钻井液的组成。现在有大量的关于温度和压力对钻井液流变性的国内外参考文献 [ 2- 5] , 但是这些文献的研究基础是高温高压钻井液, 因此主要集中研究高温高压条件下的钻井液的流变性 , 或者是重在讨论高温高压下水基钻井液的流变特性。在其中一些文献里, 包括一些扩展理论范围的数学表达式, 并推导观测了与 [ 6] 压力和温度有关的一个或几个流变参数 , 如: 粘度、塑性粘度、屈服应力。数学表达包含一个倍增因子的形式: A+ ( BT + C) p f ( p, T ) = ex p T 式中, 常数 A, B, C 独立于温度和压力 , 由钻井液的组成决定 , 由于温度和压力受剪切压力的影响, 这三个常数随着流变参数的不同而不同。很少有文献是关于低温高压对钻井液流变性研究的。经过不同的测量实验表明赫- 巴模式是最适合油基钻井液的流变模型。它非常适用于与剪切速率相关 , 随着温度下降 , 密度迅速增加的钻井液。 1 实验设备由于研究低剪切速率下温度的函数, 需要用两种可控速率粘度计 ( Haake Rot ovisco RT 20 和 Haake VT 550) 来进行钻井液流动曲线的测量 , 和一种可控压力粘度计 ( Carri M ed CSL 2 100) 进行水力学测量。同时实验过程还需要一个低剪切电流计 ( L S 30) 。

低密度白油基钻井液在欠平衡钻井中的应用

隆起克百断裂带下盘５ｌ８井西断块上布置２２安全性研究．
的一口预探井，目的层位岩性为白色、褐灰
色、绿色凝灰岩及凝灰质碎屑岩。龙４灰金
如表２示。所５白油的闪点大于１５，＃Ｏ ℃ 添加各种处
３１１现场配置工艺．．
（）照设计配方在白油中加入主乳、Ｉ按
辅乳、湿剂、机土，环均匀；润有循
闪井是新疆油田准噶尔盆地西部隆起东北翼理剂和盐水配置成油井南断块圈闭上布置的一口预探井，３凝灰质砾砂岩互层，亚组主要岩性为安下
（）设计要求比例加入降滤失剂、３按天
目的层岩性为灰黑色泥岩与灰色、灰色５白油是低毒矿物油，５－９ｈ大干至９１深＃ＬＣ０６值０：０；山质、山角砾岩及砂砾岩与泥岩或凝灰境基本无毒。场施工未发生任何安全和然沥青粉和石灰，火现
根据实验室微量白油热解一气相色谱
图）峰２ｃ钻进，至２０ｍ时，下出水严重，ｍ钻４０井根分析谱图（１特征：形呈为基线明显抬３．白油基钻井液主要性能的控制和维护
工业技术
ＳｉｃｄｅｈｌｙｎｏｃｎａｃｏｇＩｖｅｅｎＴｎｏｎｓ

低压低渗透油气田的低伤害压裂液研究

低压低渗透油气田的低伤害压裂液研究一、概述随着能源需求的日益增长，低压低渗透油气田的开发与利用显得愈发重要。

这类油气田往往具有储层物性差、渗透率低、原油粘度高等特点，给开采工作带来了极大的挑战。

如何有效地提高低压低渗透油气田的采收率，一直是石油工程领域的研究热点。

压裂技术是低压低渗透油气田增产增效的重要手段之一。

通过向储层注入高压流体，压裂液能够形成裂缝网络，从而提高储层的渗透性和原油的流动性。

传统的压裂液在使用过程中往往会对储层造成一定的伤害，如堵塞孔道、降低渗透率等，这不仅影响了压裂效果，还可能导致储层产能的下降。

研究低伤害压裂液对于提高低压低渗透油气田的开采效率和经济效益具有重要意义。

低伤害压裂液不仅能够有效降低对储层的伤害，还能提高裂缝的导流能力，从而进一步提高原油的采收率。

低伤害压裂液还具有环保性好的优点，符合当前绿色、可持续的能源发展理念。

本文将围绕低压低渗透油气田的低伤害压裂液展开研究，通过介绍低伤害压裂液的原理、性能评价方法、应用实例等方面，为该类油气田的开采提供新的思路和方法。

同时，本文还将对低伤害压裂液的发展趋势和前景进行展望，以期为推动石油工程领域的科技进步和产业发展做出贡献。

1. 低压低渗透油气田的特点及开发难点低压低渗透油气田以其独特的地质特性及复杂的开发环境，在石油工业中占据了举足轻重的地位。

其特点主要体现在以下几个方面：低压低渗透油气田的储层渗透率低，使得油气流动能力受到严重限制。

由于渗透率低，油气在储层中的流动速度缓慢，导致油井自然产能低下，难以满足工业生产的需求。

储层压力普遍偏低，地层能量不足，进一步加剧了油气开采的难度。

低压低渗透油气田的油气层隐蔽性强，勘探开发难度大。

由于其地质结构复杂，油气分布不规律，使得勘探工作难以精确定位油气层。

同时，由于储层物性较差，油气开采过程中易发生储层伤害，增加了开发的难度和风险。

再者，低压低渗透油气田的渗流规律复杂，缺乏规律性。

低密度油基钻井液[发明专利]

专利名称：低密度油基钻井液
专利类型：发明专利
发明人：何秀娟,高磊,沈之芹,李应成申请号：CN201210150219.0
申请日：20120516
公开号：CN103421474A
公开日：
20131204
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种低密度油基钻井液，主要解决现有低压及水敏性储层钻井过程中存在的井漏、井壁坍塌、卡钻等复杂问题。

本发明通过采用一种由发泡剂、稳泡剂、增粘剂、有机土、油组成的钻井液体系，实现了低密度、抑制泥页岩水化膨胀以及良好的油气层保护效果，较好地解决了该问题，可应用于低压砂岩、碳酸盐储层、泥页岩储层、及含盐层等钻井作业。

申请人：中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
地址：100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号
国籍：CN
代理机构：上海东方易知识产权事务所
代理人：沈原
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油基钻井液下水泥浆抗污剂的研究与应用

油基钻井液下水泥浆抗污剂的研究与应用油基钻井液下水泥浆抗污剂的研究与应用随着石油开采深度的不断增加和石油开采环境的不断恶化，油基钻井液下的水泥浆抗污剂的研究和应用越来越重要。

针对当前存在的问题，我们进行了深入的研究与探索，提出了一些有效的解决方案。

首先，我们对现有的水泥浆抗污剂进行了研究和分析。

发现传统的抗污剂在油基钻井液中表现不佳，很难达到预期的效果。

为此，我们设计了一种以氢氧化铝为主要原料的系列抗污剂，通过实验验证，发现该种抗污剂的性能表现极为优良。

其次，我们对该种抗污剂进行了实际应用测试，主要体现在以下几个方面。

首先，我们在实际的钻井作业中使用该抗污剂，发现泥浆的稳定性和过滤性能有了明显的提高，特别是针对深度较大的井眼，在保持泥浆性能稳定的同时，大大减少了泥浆对工具的卡扣损伤。

其次，在钻井工程结束后的水泥固井中，加入该种抗污剂能够使水泥浆的质量得到提高，特别是在海洋环境中，水泥固井质量得到了很好的保证。

最后，我们总结了这种新型抗污剂的优点和不足。

优点主要在于提高了水泥浆的稳定性和过滤性能，在钻井和水泥固井过程中都有非常显著的效果。

不足之处主要是造价较高，需要大量的投入，但是通过应用测试发现其消耗量较小，经济效益上相对较高。

综上所述，本研究提出了一种以氢氧化铝为主要原料的油基钻井液下水泥浆抗污剂。

通过实验和应用测试，该种抗污剂表现优良，对水泥浆的稳定性和过滤性能有很好的提高作用。

虽然在一些方面存在不足，但是从总体上来说，该种抗污剂具有很好的研究和应用价值。

未来，我们希望能够进一步完善该种抗污剂，提高其经济性和适用范围，为石油工业的发展和环境保护作出更大的贡献。

钻井工程一直以来都是石油工业中不可或缺的一部分，水泥浆作为最重要的固井材料，对保持井眼封堵、固定钢管以及隔离地层起着至关重要的作用。

但是，常常受到钻井液中机械性能差、污染严重等问题的影响，导致水泥浆固井质量难以保证。

而油基钻井液作为一种优异的钻井液，由于其具有良好的热稳定性、润滑性和泡沫性，等等的性能，被广泛应用于满足深井、高压区域的钻井作业需求。

国内油基钻井液研发现状分析与趋势

国内油基钻井液研发现状分析与趋势摘要：贝岩气井是现阶段油田重要的补充开采资源，对贝岩气井的钻井施工已经形成了一套成熟的开采工艺，但在油基钻井液的施工中，逐渐出现了一些新的问题，这对仪器本身的操作以及维护保养工作提出了新的要求。

目前现有的环保钻井液尚无法满足复杂地层及超深井施工要求，因此需开展新型环保钻井液技术研究，完善钻井液技术序列。

鉴于此，文章针对油基钻井液的研究进展及未来的发展方向进行了研究，以供参考。

关键词：油基钻井液；研究进展；发展方向1油基钻井液的优点分析油基钻井液的外相是油，因此具有良好的润滑性和抑制性，钻进过程中滤液也为油相，避免了地层粘土矿物接触滤液后发生的水化膨胀问题，从而有利于井壁稳定。

油基钻井液优良的抗温性和抗污染能力使其成为钻探高温深井的首选。

此外，油基钻井液可以有效地保护水敏性地层，有利于储层保护从而提高单井产量。

2油基钻井研究进展2.1零滤失油基钻井液技术研究进展此类技术主要是在油基钻井液中加入纳米级树脂材料与沥青材料，可有效降低滤失量，在120℃的环境之下，高温高压滤失量仅为0.1mL，可有效减少对存储层面所产生的损害，提升钻井工作效果，改善目前的工作现状。

因此，在钻井的过程中应该积极采用零滤失油基钻井液技术，制定完善的工作方案，打破传统工作的局限性，遵循科学化的技术原则，全面提升各方面的技术应用效果，达到预期的工作目标。

2.2气制油基钻井液技术研究进展气制油中不含有芳香烃成分，有着一定的生物降解性能，环保性能较好，可以直接进行排放。

和传统的油基钻井液相比，气制油钻井液在应用期间，黏度相对较低，流变性较为良好，有助于预防因为循环密度较高诱发井漏问题与井塌问题，提升各方面的工作效果。

上个世纪末期国外就已经开始应用气制油基钻井液，目前我国已经将气制油基钻井液应用在现场中，密度低、流变性好，可有效降低井漏与井塌风险，有效提升钻井速度。

但是，技术在应用的过程中还存在局限，主要就是成本较高，技术的应用尚未成熟。

油基钻井液低温流变特性实验研究

油基钻井液低温流变特性实验研究摘要：本文通过实验研究了油基钻井液在低温下的流变特性。

结果表明，油基钻井液在低温下具有较高的黏度和弹性模量，而剪切变软的趋势不如常温下明显。

此外，增黏剂的添加对于油基钻井液在低温下的流变特性具有显著的影响，可以显著提高其黏度和弹性模量。

研究结果对于提高油基钻井液在低温环境下的流变性能具有一定的参考价值。

关键词：油基钻井液；低温流变特性；黏度；弹性模量；增黏剂第一章绪论随着勘探地区逐渐向北极地区等低温环境区域发展，油基钻井液的低温性能逐渐成为了一个备受关注的问题。

低温环境下油基钻井液的流变性能、泥浆稳定性和性能稳定性等问题，对于井下钻井作业的安全和效率均产生了重大影响。

因此，对油基钻井液在低温环境下的流变特性进行研究，具有十分重要的现实意义。

第二章实验方法本实验采用流变仪对油基钻井液在不同低温下的流变特性进行测试。

同时，通过增黏剂的添加，研究其对油基钻井液在低温下的流变特性的影响。

第三章实验结果及分析通过实验测试，我们得到了不同低温下油基钻井液的流变特性数据。

结果表明，在低温条件下，油基钻井液的黏度和弹性模量均呈现出较高的值，这与常温下的流变特性差别较大。

尤其应当注意到，油基钻井液在低温条件下的剪切变软的趋势不如常温下明显，这也是需要重点关注的一个问题。

此外，增黏剂的添加可以显著提高油基钻井液在低温下的黏度和弹性模量。

但需要注意的是，增黏剂的添加量过多也会导致液面高度下降的问题。

第四章结论综上所述，油基钻井液在低温条件下的流变特性与常温下的差别较大，对于提高其性能稳定性具有重要意义。

增黏剂的添加可以显著提高油基钻井液在低温条件下的黏度和弹性模量，但需要注意增黏剂的添加量过多可能导致液面高度下降的问题。

我们的研究为油基钻井液在低温环境下的流变性能提供了一定的参考价值。

第五章讨论与展望5.1 讨论本文实验研究了油基钻井液在低温下的流变特性，并得出了相关结论。

虽然我们的实验结果对于研究油基钻井液在低温下的流变特性具有一定的参考价值，但是在实际应用中还需要考虑到其他因素对油基钻井液性能的影响。