高密度油基泥浆流变性能的研究

高密度油基泥浆流变性能的研究

作者：胡恒陈香郭康吴超

来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第04期

【摘要】油基泥浆的流变性是钻井液所体现的重要性能之一，通过多次在现场的施工过程中和采用筛选的配方中表明：低密度的油基泥浆钻井液一般情况下它的流变性能是比较容易被控制的。然而在高密度水基泥钻井液中，如若控制和调控使其达到理想的设计指标范围却是相当困难，为此如何更有效的去掌握与高密度钻井液流变性的相关因素，从而对其性能进行不断地调整和调控，是当下钻井行业研究的主要课题之一。也是解决高密度钻井液流变性存在的首要问题。所以研究影响高密度油基尼流变性的因素成为科学认识研究的首要课题，只有充分了解和认识了其流变性能及其影响的关键因素，通过优化基泥浆配制工艺，优选强抑制钻浆夜对体系.对其不断地创新和利用，便可使其最大化发挥其有力的作用服务于当下钻井行业.

【关键词】温度高压基浆的配置工艺重晶石粉粒度级具备的功能

1 温度直接影响高密度油基泥浆钻井液的流变性能

高密度的水机钻井液是一种比较粘稠的胶体，是悬浮体分散体系，固相含量大.固相颗粒分散程度比较高，自由的水量比较少，在深井高温高压的环境下很容易失控。

将温度为2.08g/cm3的高密度油机钻井液分别在常压和40MPa下对其加热，加热到不同的温度后，对其流变性进行了检测后发现；随着温度的不断升高，高密度的油基钻井液的粘稠度呈现不断降低的趋势，而其切力也随着温度的升高，其幅度也逐渐降低，而其切力的降低幅度是最明显最大的。而温度对高密度钻井液的影响在高压环境下要比常压下小。.实验表明；温度对高密度水基钻井液的流变性起着至关重要的作用。

2 高压同样对高密度油基浆发挥着重要的作用

将高密度油基钻井液分别放置在40度和130度不同的压力下，然后再利用高温高压流变仪测定其流变性能。测定结果表明，不论其在高温还是在低温环境下.随着压力的不断升高，高密度油基钻井液的粘度和其切力上升幅度很小，高温环境下压力的影响幅度比低温环境下的幅度要小。因此表明，温度不断升高可使得高密度油基钻井液粘度和切力不断降低。压力升高，导致该钻井液体系的粘度和切力升高.温度升高。导致的下降幅度大于其压力升高导致的升高幅度。因此该种抗高温高密度水机钻井液在高压下表现粘度，塑性粘度和剪切应力随温度升高而降低，其降低的趋势也会呈现逐渐递减

3 基浆的配置好坏直接影响着高密度钻井液流变性的控制能否顺利进行

一般来说有三种情况在现场施工中经常会出现。

（1）配粘土含量小于2%的膨润土浆，这种情况通常会在清水回收率大于90%的低造浆底层的施工中出现。它的作用主要是为了降低加重剂的沉降。在常规配浆是会加入一定量的纯碱，目的是为了增加膨润土的造浆能。

（2）在施工中可以直接加大无固相胶液的配比。对于胶液的配方方面我们也要考虑到加重剂中一些少量矿质土的抑制作用，同时对加重剂的悬浮要求也是不容忽略的。

（3）直接转化现场所用的原浆。常用的方法主要是加入适量絮凝剂的同时，用除凝器除旋泥，并且使用除凝器时将旋流分离出来的高固粗部分直接排掉，这样既能增加施工的速度，又能缩短施工的时间，还能有效地减少施工中钻井液的大量浪费。

钻井液中最为常见的加重剂就是重晶石，利用粒度分级的重晶石粉，对重晶石粉粒度级配对加重钻井液性能的影响进行深入的了研究，发现重晶石粉粒度级对钻井液流变性能有着至关重要的作用，钻井液的密度越高，重晶石粉力度级对其流变性能的影响也就越大。所以要确定最优化加重剂的粒度分度，优化加重剂与钻井液的粒度分度研究，应用超细微粒子稳定技术，强化固相的控制，形成一套优化的高密度阳离子钻井液技术工艺。通过实验和分析得到重晶石粉最优化粒度配比为0.154—0.038m：小于0.038m 为34：66。从而可以更好地改善加重钻井液的流变性能。

4 高密度钻井液应具备以下几种功能

由于高密度钻井液相对于其他钻井液有所不同，所以其职能在深井和压力较大的地层等特定的环境中使用，因此在施工过程中它所面临的问题也很多，诸如温度比较高，地层压力比较大，流动的阻力比较大等等。因此，对于高密度钻井液来说必须要求具备一下几种功能

（1）具有高温稳定性。

所选择的钻井液的类型，添加剂一定要具备有超强的抗高温的性能，这样在高温的环境下，钻井液中的组成成分，和添加剂才不会在高温度的环境下发生降解，发酵增稠，变质，乃至失效等诸多变化。

具有较强的抑制能力。

钻井液抑制能力强，能较好的防止粘土，泥页岩的水花膨胀和分散，以更好地稳定晶壁，防止晶壁垮塌。有效地确保井眼规则，畅通。

（2）必须具有较好的润滑防卡能力。

钻井液具备良好的润滑防卡能力，可以大大减小钻具在井眼中的摩擦阻力。减少井下不必要的事故的和井下一些复杂情况的发生。同时还可以保证施工作业的顺利进行

（3）具有良好的携砂，悬浮能力。

高密度钻井液具备良好的携砂，悬浮能力，是确保携净钻的重要前提条件

（4）具有良好的流变性。

高密度钻井液如果具备良好的流变性，在深井施工过程中就可以大大降低钻井液的流动阻力，从而便可以充分发挥其钻头水马力的作用与产层的配伍行好。只有与产层保持良好的配伍性，才能大大减少对产层的伤害，才能更有利于发现和保护油层。

（5）必须保持高密度钻井液对自然界生物的无毒性的伤害，同时也要达到环境保护的要求，在户外施工的同时给自然界带来一个清洁的环境。

5 结论

近年来，随着石油钻井深度不断的增加，而更多高温高压及其复杂多变的地层，使得钻井液不得不提高要求，高密度钻井液流变性的影响因素有很多，在现实施工中，温度和压力变化对其流变性影响最为常见。所以要求我们通过大量的实践和先进的科学技术，不断地减少高密度钻井液流变性的弊端，充分发挥它所具备的优势，从而研发出更优质的抗高温的钻井液来服务于钻井行业.目前我国钻井行业的钻井液的技术虽然可以满足当下钻井作业的要求，但相对发达国家而言，我们的技术已经相当落后，随着国内国际钻井行业的不断深入，对钻井液技术水平的要求也越来越高，我们只有通过技术的进步，才能使钻井液技术不断地完善与提高，才能有望使我国钻井液的技术水平立足于世界不败之地。

参考文献

[1] 石油钻采工艺.2008，3

[2] 石油钻采工艺.2008，6（3）