微泡沫钻井液
无固相低密度微泡压井液在低压天然气井中的应用
无固相低密度微泡压井液在低压天然气井中的应用韩燕平;许吉瑞;王善聪;李方庆;胡之力【摘要】在低压天然气井压井作业中，利用无固相低密度微泡压井液的独特性能，密度可控制在0.70～1.2 g/cm3，微泡稳定时间72 h以上，可在地层实现自匹配封堵，不影响地层润湿性，对地层无损害。
对低压天然气井压井作业时，可在现场配液，在青海油田涩b-s低压气井施工过程中，无固相微泡压井液密度保持在0.8～0.9 g/cm3，完成了井下冲砂、打捞落物等施工过程，施工历时4天，现场施工中通过动态调整，性能稳定，不漏失，较好地完成施工。
%Because of the unique features of solid free low density micro foam kill fluid, when its density is controlled within 0.70 ~1.2 g/cm3, and the stabilization time of micro foam reaches 72 h during the kill operation of low pressure natural gas well, automatic matching block can be realized in the formation, which neither affect stratum wettability nor harm stratum. The research of kill oper⁃ation of low pressure natural gas well shows that liquid formulation equipment of this system is so simple that liquid formulation work can be done in field. During the operation of b-s low pressure natural gas well in Qinghai oilfield, the density of solid free mi⁃cro foam kill fluid was controlled within 0.8 ~ 0.9 g/cm3 while completing downhole sand washing and junk fishing in 4 days. The construction completed well with stable performance and nonleakage through dynamic adjustment.【期刊名称】《油气藏评价与开发》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P58-61)【关键词】无固相;低密度;微泡;稳定时间;配液【作者】韩燕平;许吉瑞;王善聪;李方庆;胡之力【作者单位】众通北京能源技术有限公司，北京 100102;中国石油青海油田分公司天然气开发公司，青海格尔木 816000;中国石油青海油田分公司天然气开发公司，青海格尔木 816000;中国石油吉林油田分公司新立采油厂，吉林松原138000;众通北京能源技术有限公司，北京 100102【正文语种】中文【中图分类】TE358天然气井修井作业过程中，通常用压井液注入井筒，从而保证安全作业的要求。
微泡钻井液技术简介.
汇报内容
一、概述 二、室内微泡钻井液性能 三、现场应用情况 四、认识
四、认识
1、微泡钻井液密度越低越好么？
2、微泡钻井液适用于所有漏失条件下钻井么？
3、微泡钻井液能加重么？
敬请专家指导!
泡沫钻井液抗压缩性能对比
10 8 6 4 2 0 0 100 200 300 400 500
VES-1 DC OP-10
压力/MPa
压力/MPa
挤注量/mL
二、室内微泡钻井液性能
高温稳定性好，对泵上水影响小
密度 /(g/cm3)
0.85 AV /mPa· s 76.5 68
实验条件
室温 120℃/16h
通过处理剂配伍性研究，形成 配方：(3~5)%膨 润土+ (1.0~2.0)%表面活性剂VES-1+ (0.3~0.5)%稳泡 剂+ (0.3~0.8)%降滤失剂+(1~3)% 胶束促进剂+ (0.1~0.3)% 抑制剂
微泡粒径小，稳定性好
密度 /(g/cm3)
0.85 0.92
AV /mPa· s
且回收的页岩棱角分明，可满足现场要求
抗污染能力强，钻井液性能稳定
抗复合盐水达10%，清水达15%，岩屑粉达5%，原油达1%
因素
基浆 加量， % 0 AV /mPa.s 62 PV /mPa.s 28 YP /Pa 34 ρ /(g/cm3) 0.76
岩屑粉
复合盐水 清水
5
10 15
54
67.5 51
PV /mPa· s
35 30
YP /Pa
41.5 38
ρ /(g/cm3)
0.85 0.88
抗温达120℃，经卫.82g/cm3，对上水影响小
微泡沫钻井液体系应用浅析
随发泡剂 浓度 的增 加 ， 系表 面 张力 迅速 降低 ， 体 更
（） ２ 低压低 渗油 藏 。在低 压 低渗 油 层 中 ， 层 易受 多 的活性剂 分子在气液界 面定 向排 列 ， 地 非极性部 分 的作 到钻井液和完井液的污染 ， 使产量更低 ， 应用微泡沫钻 用增大， 活性溶液的表面粘度增大 ， 液膜排液速度降低， 井 液体 系可 以避 免这类 情况 的发 生 。 泡沫稳定性增强［ 。当浓度达到 ０ ３ 时， ４ ］ ． 泡沫发泡体 （） ３ 硬地层 。在硬 地层 中 ， 由于 传统 的 钻井 液对 井 积 和半 衰期均达 到最 高值 ， 当起 泡 剂浓 度再 继续 升 高 ， 底 的压持 效应 以及对岩石 的重 复破碎会 导致钻 速低 ， 应 泡沫 的发泡体积 、 泡沫半 衰 期均 随 之减 小 ， 明发泡 剂 表 ． 左 ９ ６ 在 考 用微 泡沫钻 井液 能减少压持 效应 ， 并且能通 过微泡 沫的 的最佳 浓 度应 在 ０ ３／ 右 ， 现场 应用 时 ， 虑 到地 稀 确 ． ． ％之 自浮能力更 好 的携 带岩 屑 ， 较少 重 复 破碎 ， 而 提高 钻 层 吸 附、 释等 问题 ， 定使用 浓度 为 ０ ３ ｔ０ ５ 从
８ ０
西 部探矿工 程
２１ ０１年第 ４期
微 泡 沫 钻 井 液 体 系应 用 浅 析
谢 从 辉 ， 刘林 红
（． １ 大庆钻探 工程公 司钻 井工程技 术研 究院欠平衡 技术研 究所 ， 龙江 大庆 １ ３ １ ； 黑 ６ ４ ３
２大庆 矿 区服务事 业部公 共汽车 公 司， 龙江 大庆 １３ １） ． 黑 ６４３ 摘 要 ： 对 大庆 外 围油田（ 点是 中深 开发 井） 海塔 地 区低 压 、 渗 、 产且 无 浅气层 发 育的 开发 针 重 和 低 低 井 ， 了保持 井壁 稳定 、 一步提 高钻 井速 度 、 为 进 防止 井漏， 用 了微 泡沫钻 井液技 术 。现 场应 用结果表 应 明， 该套钻 井液体 系性能稳 定 ， 岩能 力强 ， 携 有效 降低钻 井液 密度 ， 降低 井底 压力 ， 防止 井漏 ， 满足 了工
油井钻井液泡沫性能研究及应用
油井钻井液泡沫性能研究及应用近年来，随着油气开采技术的不断发展，油井钻井液泡沫作为一种新型的钻井液体系备受关注。
泡沫作为一种特殊的液相体系，在油井钻井中具有独特的优势，能够有效提高钻井液的性能，减小泥浆密度，降低地层压力，减小漏失井等问题。
因此，对油井钻井液泡沫性能的研究与应用具有重要意义。
首先，针对油井钻井液泡沫的特殊性质进行了初步介绍。
泡沫是一种由气体和液体相互作用形成的多相系统，具有轻质、高浓度、高温高压等特点。
在油井钻井作业中，泡沫液体系具有良好的成膜性能和扩展性，可以形成稳定的泡沫膜，有效减小钻井液的密度，提高钻井速度。
其次，分析了泡沫液体系在油井钻井中的应用场景及优势。
泡沫液体系可以有效减小钻井过程中的摩阻力，提高钻井液的渗透性，减小泥浆泵功耗，提高钻井效率。
同时，泡沫液体系还可以有效降低地层压力，减小漏失井的风险，提高钻井的安全性和稳定性。
进一步研究了泡沫液体系在不同工况下的性能表现及影响因素。
泡沫液体系的性能受到气液比、表面活性剂种类、浓度、压力温度等多种因素的影响。
通过对泡沫液体系的稳定性、泡沫度、泡沫抗破坏能力等性能指标的研究，可以更好地理解泡沫液体系的特性及其在油井钻井中的应用。
此外，探讨了泡沫液体系在实际油井钻井作业中的具体应用。
针对不同的地层条件和工程需求，可以选择不同类型的泡沫液体系，如降低密度泡沫、高稳定泡沫、抗高温泡沫等。
通过合理设计泡沫液体系的配方和参数，可以达到最佳的钻井效果，提高油井钻井作业的成功率。
最后，总结了的意义和前景。
泡沫液体系作为一种新型的钻井液体系，在油井钻井中具有广阔的应用前景和市场需求。
通过深入研究泡沫液体系的性能特点及应用技术，可以进一步提高油井钻井作业的效率和安全性，实现可持续发展的目标。
梳理一下本文的重点，我们可以发现，油井钻井液泡沫性能研究及应用具有重要意义，对于推动油气开采技术的发展和进步具有重要作用。
随着研究的不断深入和技术的不断创新，相信泡沫液体系将在未来的油井钻井作业中发挥越来越重要的作用，为油气勘探开发提供更加可靠、高效的技服支撑。
可循环微泡沫钻井液应用论文
可循环微泡沫钻井液应用初探主题可循环微泡沫钻井液体系是近年来国内外钻井液界推出的一种新型低密度钻井液体系，微泡钻井液体系与普通泡沫体系的显著区别在于微观结构特征上的显著差异：微气泡是以均匀、非聚集、非连续态存在的，从而保证了体系的可连续循环使用。
在低剪速率条件下，通过实验研究得出的可循环微泡沫钻井液具有稳定性高，密度可调，滤失量小，抗盐、抗钙、抗温性能好等优点，防漏、堵漏、防塌等效果明显。
关键词微泡沫钻井液贾敏效应堵漏防塌中图分类号：td 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）02-01-01在国外可循环微泡沫钻井液广泛应用于近平衡钻井、水平井钻井、衰竭油层、低压地层钻井以及解决低压渗漏地层的严重漏失。
在国内，主要解决低压易漏地层所遇到的严重井漏和油层污染问题，2004年后开始用于近平衡钻井、水平井钻井及深井钻井中。
目前陕甘宁盆地长庆油田多数石油钻井队使用钻井液体系难以解决钻屑分散带来的高密度、高固相，给外围“三低”油田带来严重污染，直接影响钻井生产速度和钻井质量，为了最大限度降低石油钻井对环境造成的污染，提高钻井效率，保证钻井质量，提高钻井经济效益，我们在长庆油田石油钻井作业中引进了可循环微泡沫钻井液工艺。
1、微泡沫钻井液体系中发泡剂分子结构微泡沫钻井液中常用阴离子型和非离子型表面活性剂作为起泡剂。
选择阴离子型表面活性剂的理由是：此类表面活性剂在水溶液中电离出表面活性阴离子，其结构由亲油基和亲水基两部分组成。
具有较强的起泡能力，若分子结构中有较强的亲水基和合适的亲油基，则能产生细小而持久的泡沫。
且此类表面活性剂还具有来源广，价格便宜等优点；选择非离子型表面活性剂的理由是：此类表面活性剂在水溶液中不会电离，分子结构中没有活跃的烃基，性能比较稳定，因而有较好的抗盐、抗钙、抗酸碱能力。
两种或两种以上的表面活性剂复配能起到增效，互相弥补各自性能上的缺陷、派生出新性能的作用，这就是表面活性剂的协同效应。
低密度微泡沫压井液的研究与应用
文章编号:100125620(2006)0420039203低密度微泡沫压井液的研究与应用李八一1 席凤林2 雍富华1 朱夫立1 熊开俊1 蒋玉琴1 韩秋玲3(1.吐哈石油勘探开发会战指挥部钻采工艺研究院,新疆鄯善;2.华北石油管理局第一钻井工程公司,新疆鄯善;3.华北石油管理局钻井工艺研究院,河北任丘)摘要 吐哈油田部分区块地层压力系数小于0.9,常规水基压井液对储层伤害大,若使用油基压井液成本高,环境污染严重。
通过实验优选出了一种低密度水基微泡沫压井液。
该压井液具有密度低、泡沫强度高、稳定性好、携砂能力强等优点。
现场应用表明,低密度微泡沫压井液稳定时间大于48h ,密度在0.70～0.99g/cm 3之间可调,抗油污染能力强,抗油大于8%,抗温在100℃以上,岩心污染后渗透率恢复值大于80%;并且施工方便,成本低,具有储层保护能力,使用微泡沫压井液的井表皮系数在0.20～2.34之间。
关键词 微泡沫压井液 防止地层损害 抗温 低密度 稳定性 携砂中图分类号:TE357.12文献标识码:A 吐哈油田属于低压低渗储层,在开采过程中,地层压力递减迅速,部分区块地层压力系数小于0.9,给修井作业带来很大困难。
目前低压井修井作业常采用油基压井液和泡沫压井液,而油基压井液虽然密度低、油层保护效果好,但是成本高,对环境污染严重;常规泡沫压井液在井下没有足够的稳定性来阻止液体的漏失,并且在油管移动时其液膜修复能力弱,在高温高矿化度水中会很快失水收缩[1],抗温能力差。
微泡沫压井液由水或含固相颗粒的流体加入表面活性剂所组成。
在没有充足的空气或注入气体的情况下,流体内部可产生一种由多层膜包裹的微泡,这种微泡的液膜强度高、气体通透性差,与常规泡沫压井液相比,具有滤失量低、泡沫强度高、稳定性好、携砂能力强、成本低、施工方便等优点。
在吐哈油田5口井中应用效果良好。
1 微泡沫稳定性作用机理从微观上看,微泡沫体系中微气泡细小、分散,是由多层膜包裹着的独立球状气核。
可循环微泡沫钻井液简介
结
束！
谢
谢！
淖107
淖102-6
95年5月
2001年10月
8.3
50.2
哈336和淖102-6井平均钻时与邻井对比情况
井号
哈340
钻头尺寸,mm
152.4
钻井液密度,g/cm3
1.01—1.02
平均钻时， min/m 23.87 24.76
35.5 26.69 30.0
哈341
哈336 淖107 淖102-6
可循环微泡沫艺研究院是集团公司成立最早的专 门从事钻井技术研究的机构，涵盖了从地面到井下绝大 部分的钻井工艺、钻井机械、钻井液等钻井技术研究领 域，目前已经走过了23年的钻井技术研究历程，建院20 多年来，紧密围绕油田钻井及勘探、开发生产开展技术 研究、技术攻关与技术服务，解决生产关键技术难题， 推动技术进步与发展，经过不懈的努力和探索，构筑起 了以钻井、油田化学、固井完井三大技术研发系统为主 体，以技术服务和技术产品研制生产为两翼，具有自身 特色的“一体两翼”可持续发展平台和模式，形成了技 术开发、研究、推广、服务、高技术含量产品生产的技 术创新体系。成为华北石油管理局的钻井技术研发中心 和技术支撑单位。
国内外同类技术的综合比较
国内外现有的泡沫钻井液技术包括一次性泡沫、 酸敏性泡沫、充气泡沫等，实施这些技术需要投 入专用设备或通过发泡 - 消泡 - 再发泡 - 再消泡过程 建立循环，成本高，维护处理复杂。 目前国外的微泡沫钻井液研究主要以美国为主， 可查的文献和报道如美国专利 4664843和4790954 介绍的 MMH泡沫钻井液体系，一般采用膨润土、 MMH、发泡剂等配制，泡沫在返出地面时需要进 行 机 械 破 碎 ， 然 后 再 发 泡 进 入 循 环 。 美 国 Acti Systems 公司研制的在近平衡钻井中使用的微泡 钻井液，使用现场设备实现了循环重复使用。上 述两种泡沫体系文献报道均是在较浅的井中应用， 且所使用的材料成本较高，体系抗温性差。
抗温可循环微泡沫钻井液的研究进展与应用现状
ZHU Wen-xi, ZHENG Xia-dua
( ShhooeotEn.nneeenn.andTehhnoeo.d，ChnnaUnneeesnidotGeoshnenhes( Beninn.)， Beninn.100033， Chnna)
Abteaaae： Th ns papeesummaenoes ihe eeseaehh peo.ee s otCGA denenn.teu nd nn ee hen i deaes teom ihe toue aspehisotapheonssieuhiueeandsnoe， siabnenid， bend.nn.peu..nn.mehhannsm， eheoeo.nhaepeopeeid， andeeN
口井使用微泡钻井液体系顺利施工，国内如彩南油
田、四川玉皇1井、中原油田文26气田等使用微泡
钻井液体系成功解决了低压低渗透储层的严重漏
、
、
、 井 大等 [1，3N4]。
泡沫是热力学不稳定体系，这限制了在微泡钻 井液在\ 井 中的应用， 满足 现 <
益增长的钻井深度和储层温度的需求，近年来开发 抗温微泡钻井液体系成为研究的热点。本文从微泡
720CP36MPa) 泡 体的
， 出类;的
结论,\律模式及赫-巴流变模式均能较真实地反映
泡沫的流动特性,\律模式简单、使用方便,拟合效 果与赫-巴模式相当。2216年，KHAMEHCHI Ehsan 等［-5］分别测试了微泡钻井液在42 C (API流变性
准 )、77C( J 中 动的 井液
度)、93 C (油田常用的低温常压黏度计进行流变性
b，: :#的研究
，‘ 泡 井液体
系的-发，其
了大大的［高， 在｛ 中
钻井液
摘要:微泡沫钻井液在保护油气层和防漏方面具有常规水基钻井液所无法替代的优势，特别适用于大庆油田低压、低产油藏。
筛选了发泡剂、稳泡剂，将现用钻井液体系转化为微泡沫钻井液体系，研制了适合微泡沫发挥作用的微泡沫钻井液配方，并对其抑制性、抗温、抗污染（抗黏土、钙、油气）能力、油层保护效果（模拟岩心动态污染试验）以及微泡沫钻井液防塌机理和微泡沫钻井液流变特性进行了研究，建立了微泡沫钻井液的具体流变模型。
微泡沫钻井液密度较低，能适当降低井筒液柱压力，使井漏得到缓解；具有良好的润滑性，循环压耗小，泵压低，使钻井液循环当量密度降低；微泡沫钻井液的高黏度和高切力性能大大增加了钻井流体在裂缝和孔隙内的流动阻力，有利于阻止井漏的继续发生；微泡沫在裂缝和孔隙内聚结但不结合，具有“架桥”封堵作用，有效阻止了钻井液在漏失通道继续流动。
现场应用表明，微泡沫钻井液可减少由于钻井造成的油层污染，提高油井产能。
文章关键词:钻井液微泡沫堵漏防塌油层保护钻井最初是用清水作为洗井介质，1914~1916年正式使用“泥浆”。
这一阶段实际就是清水过渡到自然“泥浆”阶段。
自然“泥浆”通过实践证明它确有携带岩屑、净化井底、控制地层等作用，人们认识到它的有益作用，逐渐有意识地应用它。
但这种“泥浆”仅适用于浅地层及简单的地层。
其缺是滤失量高，易使粘土水化膨胀，易引起井塌及井眼扩大等问题，对油层有损害作用，静置后性能不稳定，易形成水土分层。
人们从实践中一方面认识到“泥浆”的有益作用，同时也发现存在的问题，从而进一步改善和发展了钻井“泥浆”体系。
钻井液的类型及组成：钻井液按分散介质（连续相）可分为水基钻井液、油基钻井液、气体型钻井流体等。
钻井液主要由液相、固相和化学处理剂组成。
液相可以是水（淡水、盐水）、油（原油、柴油）或乳状液（混油乳化液和反相乳化液）。
固相包括有用固相（膨润土、加重材料）和无用固相（岩石）。
化学处理剂包括无机、有机及高分子化合物。
钻井液作用：旋转钻井初期，钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带至地面。
大庆油田雾化／泡沫钻井液的研究与应用
大庆油田雾化／泡沫钻井液的研究与应用随着油气行业的不断发展，钻井液的稳定性、钻井效率以及环境保护等方面的要求越来越高。
传统的钻井液配方已经不能满足现代钻井工艺的需要，因此，大庆油田针对复杂地层和高温高压等工况条件下的钻井，开展了雾化／泡沫钻井液的研究与应用。
该项技术是在传统钻井液中添加一定的泡沫剂和空气，形成一种微细分散的泡沫液体，该液体以低密度、高黏度、抗污染等诸多优点，使其广泛应用于油气井、水井及其他井筒钻井。
一、雾化／泡沫钻井液的研究（一）泡沫液体制备技术泡沫液体的制备技术是泡沫液体的基础。
制备出成熟、稳定的泡沫液体是实现泡沫钻井液成功应用的关键。
泡沫液的制备技术按照不同标准可以分为机械制备和物理制备两种类型，为了实现工业化应用的需要，通常必须将机械制备和物理制备相结合。
（二）泡沫液体物理性能的研究（三）泡沫液体在井筒钻井过程中的应用研究包括泡沫液的性能研究、泡沫液的泵送试验、泡沫钻井物理模拟实验、现场平台试验等。
从理论到实践，确保泡沫液适应不同情况下的工作要求。
二、雾化／泡沫钻井液的应用大庆油田通过对雾化／泡沫钻井液体的深入研究与应用，成功在实际生产中解决了多种钻井复杂工况下的问题，为保证井筒钻井的连续性，保障钻井速度，降低钻井成本，提高钻井质量、效率做出了巨大贡献。
三、雾化／泡沫钻井液的未来发展随着油气行业的不断发展，钻井液的发展趋势是实现全方位、高效率、环保等三高目标，大型井、水井等都需要高技术的钻井方案，在此背景下，雾化／泡沫钻井液就应运而生并不断发展，必将成为油气井、水井，岩石工程等领域中不可或缺的技术。
而在未来的技术发展中，为了提高雾化／泡沫钻井液的适应性和应用性，更需要从泡沫液的制备材料、泡沫液性能的控制与调节、流变性能和泡沫液的应用范围等方面不断深入研究。
总之，在下一步的研究中，我们应当更加深入的探讨雾化／泡沫钻井液的特性和优点，从而在实践中更好的应用和推广。
首先，雾化／泡沫钻井液与传统的钻井液相比，具有更低的密度和粘度，可以使钻井液在井筒中更加流畅，降低钻孔摩擦阻力和泥浆溢出，提高钻井效率。
微泡沫钻井液的稳定性研究与应用
结 果 表 明 ， 配 制 的微 泡 沫 钻 井 液 是 均 质 的 。介 绍 了微 泡 沫 钻 井 液 在 吉林 油 田 海 ３ 所 ９井 的 应 用 情 况 ， 常 规 水 基 钻 与 井 液 对 比发 现 ， 泡 沫 钻 井 液 能 够 明显 提 高机 械 钻 速及 测 井 的 一 次成 功 率 。 微
微 泡 沫 钻 井 液 的 稳 定 性 研 究 与 应 用
王桂 全 孙 玉 学 李 建 新 孙 良伟。
（．ｆ １ 罔石 油 大 庆 油 【有 限 责 任 公 司 第 采 油 厂 ， 龙江 大 庆 壬 ｉ 黑 １ ３ １ ；．东北 石 油大 学 石 油 Ｔ 程 学 院 ， 龙 江 大 庆 １ ３ １ ６ １ ３ｚ 黑 ６３８
关 键 词 ： 沫 钻 井 液 ；稳 定性 ；半 衰期 ；发 泡 剂 ；海 ３ 泡 ９井 中 图 分 类 号 ： Ｅ２ ， ． ｉ ５１ １ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号
Ｓ ａ ｉｉｙ ｏ ｉ ｒ — ａ ｉｌｎｇ Ｆｌ ｉ ｎ ｔ ｔ ｂ ｌｔ ｆ Ｍ ｃ ｏ Ｆｏ ｍ Ｄｒ ｌｉ ｕ ｄ ａ ｄ Ｉ ｓ Ａｐｐｌｃ ｔｏ ｉａ ｉ ｎ
ｌ ｕ Ｅｎｇｉ ｅ ｒ ｎ Ｄｔｔｔ ｔ ｆ／ Ｎｏ ／］ａｓ Ｐｅ ｒ ｌ ｕｍ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ，Ｄａｑ ｎ ｅ ｍ ｎ ｅ ｉｇ ｓ ｉｕ ｅ Ｊ ｒ ｆｅ ｌ ｔｏｅ ｉ ｅ ｓｔ ｉ ｇ，Ｈ ｅ ｌ ｇ ａｎ ｉｏｎ ｉ ｇ，１ ３ ３１ ６ ８，Ｃｈｉ ａ； ｎ
３ ．Ｏｉ Ｐｒ ｄｕ’ ｏ ［ ｓｉｕ ｅ（ ｑ， ｌＦｉｌ ． ｄ． Ｄａ ｉ ｇ， ｅｌｎ ｊ ａｔ １ ３ ３ （ ｉ ａ ｌ ｏ ￣ｉｎ ｎ ｔｔ ｔ Ｊ Ｄａ ｉ ｇ Ｏｉ ｔ ｆ ２ ｅｄ Ｃｏ Ｌｔ ， ｑ ｎ Ｈ ｉｏ ｇ ｉ ｔ ｇ， ４ ３，、 ｎ ） ６
水基钻井液体系介绍
BZ25-1C
4
2777
2753
COPYRIGHT:泥浆塘沽基地2006
19
PEC和PEM钻井液对比
PEC钻井液较PEM钻井液优点：
可提供较好的携砂和悬浮能力，有利于钻速很快的井的作业，如渤海 的优快钻井 由于携带效果好，环空岩屑浓度低，生产井作业钻速较PEM泥体系作 业的井快 生产井起钻相对较PEM体系作业的井快 电测一次成功率更高 油层浸泡时间更短，有利于油层保护 体系本身对渤中25-1油田和NB35-2油田油层保护能力略强于PEM钻井 液（对以上两个油田的天然岩心渗透率恢复值高于用PEM钻井液做的实 验） 使用有机抑制剂，不用无机盐抑制剂，对测井影响较小
Protecting Environment Mud
TM
COPYRIGHT:泥浆塘沽基地2006
3
PEM钻井液体系
国内领先近10年的环境可接受的水基防塌钻 井液体系（简称PEM泥浆体系，Protecting Environment Mud） - 满足钻井作业要求 - 满足环境保护的要求 - 满足保护油气层的要求 - 节约钻井整体成本 - 提高泥浆服务质量
COPYRIGHT:泥浆塘沽基地2006 6
PEM 泥浆钻井液体系 PF-JLX 的浊点效应
A
B
C
A: 低于浊点，全部可溶。 B: 在浊点处，不溶且为雾滴壮。 C: 高于浊点，形成胶束。 COPYRIGHT:泥浆塘沽基地2006 7
PEM 泥浆钻井液体系 作用原理
• PF-JLX 胶素能够侵入孔吼并堵塞防止泥浆进 一步进入地层. • PF-JLX 包被钻屑防止分散和水化. • PF-JLX 能吸附在钻具和井壁改善润滑性. • PF-JLX 能增加泥饼韧性，降低失水.
新型低密度微泡沫防漏修井液技术
新型低密度微泡沫防漏修井液技术新型低密度微泡沫防漏修井液技术的研究与应用随着油田开发的深入，钻井修井液技术的研究不断深入。
传统的漏失控制技术虽然成熟，但是仍然存在一些缺点，例如低效率、高成本、不可靠等。
近年来，新型低密度微泡沫防漏修井液技术的出现，为钻井修井液技术的研究与应用带来了新的突破。
新型低密度微泡沫防漏修井液，是在传统防漏技术的基础上，通过添加表面活性剂、泡沫剂等物质，使得钻井液中出现大量的微小气泡，从而形成一层均匀、稳定的泡沫层，可以有效地减少钻井液流失量，提高钻井效率。
同时，由于泡沫层的作用，可减轻泥浆对地层的侵蚀，从而保持井壁稳定，防止漏失发生。
因此，新型低密度微泡沫防漏修井液技术不仅具有高效率、成本低廉、可靠性高等优点，还保持了传统防漏技术的基本要素。
此外，在新型低密度微泡沫防漏修井液技术的研究过程中，对各种添加剂的筛选和比例的调整也是非常重要的。
例如，表面活性剂选择应考虑到其合适的亲水性、热稳定性、分散性和泡沫稳定性等因素；泡沫剂的选择则要使其具有良好的泡沫稳定性、泡沫性质和可分离性等特点。
通过对添加剂比例的优化调整，可以得到最佳的泡沫结构和稳定性，从而达到更好的防漏效果。
经过实验验证，新型低密度微泡沫防漏修井液技术在油田钻探修井作业中得到了广泛的应用。
以国内某油田为例，该技术在井深1000-3000米的区间使用，实现了控制漏失率小于0.1%的目标。
与传统技术相比，使用新型技术可以节约损耗的钻井液，减少环境污染，提高钻井效率，降低成本。
同时，在实际应用中，该技术还具有操作简单、安全可靠等优点，容易为工程人员接受。
综上所述，新型低密度微泡沫防漏修井液技术作为一种新兴的钻井修井液技术，在实际应用中具有广泛的优点和可行性。
在未来的研究工作中，可以从优化添加剂比例、控制泡沫稳定性、改进工艺流程等方面入手，进一步提高该技术的防漏效果和应用范围。
在新型低密度微泡沫防漏修井液技术的研究和应用过程中，还需要考虑加工生产流程的问题。
抗高温海水微泡沫钻井液实验研究
２０ ０ ８年 １ １月
钻 井 液 与 完 井 液
ＤＲＩ ＬＩ Ｌ ＮＧ ＬＵＩ ＆ ＣＯＭ Ｐ ＴＩ Ｆ Ｄ ＩＥ ＯＮ ＬＵＩ Ｆ Ｄ
Ｖｏ ． ５ ＮＯ ６ １２ ．
ＮＯ ． ２ ０ Ｖ ０ ８
文 章 编 号 ： ０ １５ ２ （ Ｏ ８ Ｏ —０ ２０ １ ０ — ６ Ｏ ２ Ｏ ） ６０ ３ — ４
１ １ 聚 合物加序 的影响 ． 改 变聚 合物 加序 ， 拟定 海水 微 泡沫 钻井 液 配方
如 下 ， 能 见 表 １ 性 。
泡 沫钻井 液的合 理 ｐ 值 为 ９ ５ ０ ５ Ｈ ． ～１ ． 。
４０ ０
３０ ０
口
｛ ２ ０ ０
１Ｏ ０ Ｏ
４ ５ ６ ７ ８ ９ ｌ ０ ｌ ｌ
第２ ５卷 第 ６期
ห้องสมุดไป่ตู้
张荣等 ： 高温 海水微 泡 沫钻 井液 实验研 究 抗
３ ３
方 如下 ， 加重 该钻 井液 后 ， 性评 价结 果 见表 ２ 其 。 基浆 ６ ０ｍＬ（ ２ 膨 润 土浆 ） １ ０ｍＬ １ ＋ ２ 海水 ＋
１０℃ ， 期 稳 定性 达 ７ｄ ５ 长 。评价 结 果 表 明 ， 体 系 的抗 温 、 盐 、 屑 、 水 和油 污 染 能力 强 ， 气层 保 护效 果 好 。 该 抗 岩 海 油
关键 词 微 泡 沫 钻 井 液 海 水 高 温 钻 井 液 密 度 防 止地 层 损 害 渤 海 油 田
从表 １ 以看 出 ， 可 聚合 物加 序对 微 泡 沫钻 井 液 的流
变性 和稳定 性影 响不 明显 。 １２ ｐ ． Ｈ的影 响
为 了确 定海 水微 泡 沫 钻 井 液 的最 佳 ｐ 值 ， Ｈ 将 ２ 方 的 ｐ 值 分别 调 整 为 ４ ５ ６ ８ ９ １ 、 １ 观 配 Ｈ 、 、 、 、、０ ｌ ， 察各 ｐ 值 下 体 系 的 起 泡 能 力 ， 验 结 果 见 图 １ Ｈ 实 。 由图 １可 以看 出 ， Ｈ 值 为 １ ｐ ０时 ， 系 的稳 定性 最 体
微泡沫钻井液研究及其在黄金勘探中的应用
沫钻井 液体 系 的 主 要 构 成 ： 泡 剂 （ Ｊ 、 解 度 稳 ｗＰ ） 水
３ ％水解 聚丙烯 酰 胺 （ Ｈ ） 发 泡剂 （ Ｐ ） 润滑 剂 ０ ＰＰ 、 ＦＪ 、 以及膨润土等 。利用正交实验方法 对配方 进行优选 。 ２ １ 正交实验 设计 ．
力很 人。
关键 词 ： 泡 沫 钻 井 液 ； 索 取 心 钻 进 ； 漏 ； 漏 微 绳 防 堵 中 图 分 类 号 ：６４ ６ Ｐ ３ ． ４ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ７ ７２ （０ １ ０ ０ １ ０ １ ２— ４ ８ ２ １ ） ３— ０ ３— ４ ６
滑性 的要求 ， 此外微 泡沫 钻井液 可 以保持 孔 内清洁 ， 控制 固相含量 ， 够 有效 抑 制 钻杆 结 垢 的发 生 。微 能 泡沫钻 进液本 身还 具 有一 定 封 堵裂 隙 的能力 ， 其 尤 对绳索 取心钻 进地层 常 出现的微 裂隙非 常有效 ｊ 。
因素
膨 润 土
２ ７０ ３． ５
２ ７０ ５． ５ ２ ｏ） ４． （ ｏ
２ ００ ９． ０
均值 ４
极差
３ ．５ ３７ ０
４１ ５ ｏ ．ｏ
２ ．０ ８０ ０ ９０ ０ ．０
２ ５０ ９． ０
２ ７０ ５． ５ ５． ｏ Ｏｏ
ｌ．５ ３７ ０
６． ５ ２０
我们 结合 金 刚石 绳索 取 心钻 进特 点 ， 择优 质 选
率 、 少孔 内事 故 、 高 钻进 效 率 、 减 提 降低 工 程 成本 等
优点 ， 因而被 』 泛应用 。 一
金 刚 石绳 索 取 心钻 进 具 有环 状 间 隙 小 、 回转 速 度 高等 特点 ， 常常 难 以 钻进 复杂 地 层 且 容 易 出现 钻 杆 结垢 等问题 ， 这就 对 钻井液 有更 高 的要求 ， 但现 在
微泡沫钻井液配方优选
强 的稳 定 性 ， 可 以在 不 问断 泵 人 、 井 内循 环 、 泵 出的 循 环 过程 中保 持 稳定 的性 能 。③ 拥 有 较强 的抵 抗 污
当溶 液 的浓 度 较 低 时 ， 溶 液 中 的表 面 活性 剂分 予存 在 的状 态为 单分 予 状态 随着 浓度 的升 高 ， 溶液 表 面 的吸附 能力 升 商 ， 导致表 面 张力 的下 降。 当浓度 值 升 高 到某 利 ・ 程度 时 ． 表面 ｆ 性 剂分 子 就会 以单层
类 。化学 发泡 剂是 那 些经 加 热分 解后 能 释放 出二氧 化碳 和 氮 气 等气 体 ， 并 在 聚合 物 组 成 中形成 细孔 的 化 合物 ； 物 理 发泡 剂 就 是 泡 沫 细 孔 是 通 过某 一 种 物 质 的物理 形态 的变 化 ， 即通过 压缩 气 体 的膨 胀 、 液 体 的挥 发 或 固体 的溶 解 而 形 成 的 ； 发 泡 剂均 具 有 较 高
升 高会 增 大气 泡 里 的 内压 ， － 『 ｆ ｉ 内 压 的增 大会促 进 表 面活 性剂 溶解 度 的增 大 。 当温 度超 过一 定值时 体系 的发 泡 能力 会 有 所 下 降 ． 这 是 为 此 时液 膜 的啦 度 会 因为珏 度过 高而 降低 。非 离子型表 面 活性 剂 的发
２ ０ １ ５ 年第 ２ 期
内 蒙古 石 油化 Ｊ －
微泡沫钻 井液 配优选
微泡钻井液技术简介
“一核一层三膜”结构，区别于普通单层结构 具有胶体性质，流动性好
具有“聚能”作用，稳定性好，耐压缩能力强
表面活性剂双层 表面活性剂内层
微 泡 结 构
黏性水层
微泡形成清晰的“三层一膜结构”
微泡
普通泡沫
一、概述
微泡形成：
第一步：形成单层泡沫结构（即普通泡沫结构）
表面活性剂降低气-液界面张力、混合空气形成
于拉普拉斯压力的作用，逐渐与漏
层达到压力平衡。 当钻遇小孔隙时，微泡可以改
微泡桥堵大孔隙
变形状进入孔隙，并防止钻井液进
入。
微泡封堵小孔隙
汇报内容
一、概述 二、室内微泡钻井液性能 三、现场应用情况 四、认识
二、室内微泡钻井液性能
研发了微泡钻井液专用发泡剂VES-1，该剂属于阴离子型 黏弹性表面活性剂，发泡性能较好，泡沫稳定性、抗压缩能力 优于常用表面活性剂，有利于形成高剪切稀释性微泡钻井液。
76.5 72
PV /mPa· s
35 35
YP /Pa
41.5 37
微泡钻井液密度： 0.85~0.95g/cm3可调
高速剪切后流动性良好 钻井液密度0.85g/cm3
二、室内微泡钻井液性能
有利于防漏和储层保护
0.98 0.96
与硬胶泡沫相比抗压缩性更强，利于保持
密度/(g/cm3)
0.94 0.92 0.90 0.88
单层泡沫结构
第二步：形成空间立体网状稠化水层
聚合物类稳泡剂在单层泡沫表面束缚自由水形成稠
化水层，保证液膜粘度，延长排液时间，提高微泡稳定性
稠化水层
第三步：形成表面活性剂双层结构
临界胶束浓度低的表面活性剂在稠化水层表面通过
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适用范围：
浅井、中深井
井壁较稳定
地层压力不高
的油气层及易漏 失地层
在新疆彩南油田的应用情况
新疆彩南油田地层压力、地层破裂压力低， 在钻井过程中，井漏问题非常突出，漏失速度快， 常常有进无出，解决彩南油田开发井漏失问题的 通常办法是配桥堵浆堵漏或注水泥堵漏，这必然 造成大量的人力、物力和财力损失，延长钻井周 期，严重制约了该油田开发效益的提高。为了尝 试解决彩南油田钻井过程中井漏问题的新办法， 于2002年9月在C2854井进行了三相微泡沫钻 井液现场试验。
钻井液性能参数实际维护范围
井段 ρ FV FL G YP PV pH 3 m (g/cm ) (s) (ml) (Pa) (Pa) (mPa.s) 260~800 0.73~0.90 80~200 <12 9~11 2~6/5~14 8~17 10~20 <7 8~10 2~5/5~12 8~16 15~28 800~1704 0.87~0.97 138 转化后 1.10 50~65 <4.5 8~9 1.5/2.5 7 12
微泡沫体系维护要点及方法：
控制钻井液漏斗粘度在80-120s，适当 高的粘度有利于维持微泡沫的稳定 控制好钻井液的动切力和失水性能 开动离心机清除钻井液中细颗粒，保证钻 井液具有良好的流变性。 勤测钻井液密度，及时调整 控制体系中膨润土含量在35~40g/l范围内 每250m-300m搞一次短起下钻
2、具备抗盐抗钙抗温的稳泡剂；
3、基组成
基浆+起泡剂+稳泡剂+降滤失剂+增粘剂
微泡沫钻井液流变性能
T ℃ P MPa 5 60 10 15 5 90 10 15 5 120 10 15 AV mPa·s 59 60 62 46.5 51 50 36 36.5 37.5 PV mPa·s 38 39 40 29 30 30 26 17 17 YP Pa 21 21 22 17.5 21 20 10 19.5 20.5 YP/PV Pa/mPa·s 0.55 0.54 0.55 0.60 0.70 0.67 0.38 1.15 1.20
微泡沫钻井液配套技术
1、计算任意井段钻井液密度 2、计算井筒内钻井液当量密度、井 底静液柱压力 ----已开发出相关计算软件
微泡沫体系特点及适用范围
特点： 密度低、固相含量低，钻速 快 利于发现和保护油气层 防漏、堵漏 携屑和悬浮性能好 可循环使用，成本及维护费 用低 不需增加空压机、增压器、 除气器等设备 配制、使用、维护处理及转 化均很方便。
4、微泡沫钻井液密度范围：0.5-0.95kg/l。
5、气体来源可以是化学法产生，也可以是物理法
产生。
微泡沫的物理理论模型假设
1. 微泡沫是气泡分散在液体中所形成的稳定分散 体系， 2. 气泡群体可能以单个悬浮和部分相互连接的方 式存在于体系中，其稳定性主要靠膜的强度和 连续相的特定性能共同实现。 3. 微气泡之间接触处在平面上为点接触，因而微 气泡膜之间的连接处可能不存在Platesu边界。 4. 微泡沫中气泡呈大小不等的圆球体。
由于该体系的低密度及油气层保护特性，用 该体系和技术钻低压油气层也是非常有前途的。
E-mail: ldczy@
微泡沫微观结构图
普通泡沫微观结构图
微泡沫体系粒径分布
粒径范围 含量(两相) 含量(三相)
º ¬ Á ¿
40% 30%
<10μ m 30～85μ m >100μ m 平均粒径 1.5% 1.5% 66.2% 74% 7.1% 6.1% 72.5μ m 63μ m
à à ¢ Ý å µ ¶ Ï Î Å Ä Ì Ï ½ à ¢ Ý å µ Á Ï Î Å Ä Ì Ï
稳定泡沫流体体系十分必要。
普通泡沫钻井地面设备布置图
泥浆罐 发 电 房 空 压 机 增 压 器 雾 化 泵 2#泵
泥浆罐 1#泵
泥 浆 罐 振 动 筛
井口
泡沫排放池
微泡沫钻井液基本特点
1、由气-液或者气-液-固多相组成的分散体系。
2、气泡是以均匀、非聚集、非连续态存在。
3、泡沫质量=0.2-0.6，范围可调。
室内研究的三相微泡沫钻井液配方: 3-4%膨润土浆+0.2%Na2CO3 +0.6%降滤失剂+ 0.3%增粘剂 +0.5%起泡剂A+0.4%稳泡剂
三相微泡沫钻井液配制
将一开用膨润土-CMC钻井液用清水冲 稀至坂含35~40g/l左右，先调整膨润土 浆体积为罐体积的2/3，然后按微泡沫配 方顺序及加量加入降失水剂和增粘剂，调 整好钻井液性能后加入起泡剂A及稳泡剂， 同时开动罐上所有搅拌器搅拌起泡。循环 均匀后测定钻井液密度和粘度。达到要求 即 可 二 开 钻 进 。 钻 水 泥 塞 (241m~260.4m)，用适量Na2CO3 和 NaOH处理水泥塞污染浆。
试验效果分析
三相微泡沫钻井液试验井段(260~1704米)没 有发生井漏，起到了防漏效果。 钻井液携砂和悬浮性能好，每次短起下和起钻换 钻头均能下钻到底，井底无沉砂；起下钻和短起 下均无阻卡，井壁稳定，该体系能满足钻井工艺 的要求，保证了安全钻井 试验井段（260米-1704米）纯钻时间为68小时， 平均机械钻速为21.24米/小时。 三相微泡沫钻井液体系成本较低，稍高于普通聚 合物钻井液的成本
影响微泡沫稳定性的因素
• 起泡溶液的表面张力
• 表面粘度
• 溶液粘度
• 液膜的表面电荷
• Gibbs-Marangoni表面弹性效应（表 面张力的“修复”作用） • 黑膜
实现微泡沫的条件
泡沫量不能太多
膜的强度要高（起泡剂、稳泡剂优选） 连续相应具有特定性能
搅拌条件
关键技术
1、具备发泡能力强、泡沫细小、泡沫寿命长 的起泡剂；
本井成功试验后，在新疆彩南油 田已推广应用六口井，在钻井时无 一漏失，很好解决了该地区的井漏 问题，取得了很好的技术经济效益。
微泡沫钻井液油层保护特性
压差小，进入液量少 侵入滤液与油藏间可形成气相隔离带，阻止进一 步侵入 井内压力减小时，易返排 滤液使油藏岩石表面由亲油性向亲水性转化，利 于提高原油采收率 可加其它油层保护剂
20% 10%
0
<10
10¡ 30 «
30¡ 50 «
50¡ 65 «
65¡ 85 «
85¡ 100 «
>100 £ ¶ ¶ §Ì Á ¾ ·Î ,¦ m
微泡沫体系粒径分布柱状图
微泡沫钻井液指标
1、抗温>100 0C
2、抗盐>15% 3、抗煤油污染>20% 4、泡沫稳定性>24hr
(所选起泡剂和稳泡剂不同,这些指标会不同)
高温高压条件对微泡沫钻井液 滤失量的影响
T，℃ 20 40 60 90 120 P，MPa 0.1 1.0 5.0 10.0 15.0 FL，ml 4.5 6.0 14.5 16.5 19.0 泥饼，mm 0.2 0.2 0.5 0.5 0.6
普通泡沫与微泡沫的微观特征比较
将实验中所作的普通泡沫和微泡沫样品在光学显 微镜下放大25倍观察其微观结构。
可循环微泡沫钻井液
西南石油学院石油工程学院
CNPC钻井液重点研究室
梁大川 2003年10月
问题的提出
低压油气藏的勘探开发需使用低密度钻井流体. 气体、充气泥浆、雾、泡沫流体等是常用低密度钻井流 体。
普通泡沫流体含气量高，泥浆柱塞泵上水效率差，返出
井口的泡沫流体必须机械除气后再加入起泡剂并重新充气才 能实现有效的循环。这样，不可避免的造成钻井液成本增高， 严重制约了泡沫流体的广泛使用。 因此，研究出一种勿需反复充气和除气，可循环使用的