聚磺钻井液泥饼厚度及致密性研究

水 水 水 水 水 平 平 ３ ４ 平 平 平 ５ １ ２
２ ３． ５． ６． ８．
根据 正交 试验 的结果 ， 重考虑 了各 因素对 滤失量 着
５ Ｏ ５ Ｏ
水 量增 加 ， 饼 的致密性 降低 ； 泥 虚泥 饼顶替 不完 全 ， 重 严 影响 固井质 量 。在 石 油勘探 开发过 程 中 ， 由于 固相 和液 相侵入 造成 的储层 损 害 程度 大 小 与钻 井 液 形 成 的泥 饼 有 必然 的联 系 ， 因此对 聚磺钻 井液 泥饼厚 度及 致密 性 的
（ 一 含带 ． ） Ｍ：７ ％
本研 究使用 的主要 实验 仪器 有 电子天 平 、 恒速 搅拌 器、 变频高速搅 拌机 、 滚子加热 炉 、 六速旋转 粘度计 、 常规 滤失量测试仪 、 温高压 滤 失仪 。采用 的实 验 药 品主要 高
有膨润土 、ＭＰ 、 Ｓ 一２ 重晶石 、 Ｋ—Ｐ 、 ＭＣ 、Ｐ Ｃ 一７Ｐ Ｉ 。 １ ２ 实验 方 法 ．
膨润土 Ｓ ＭＰ一２ 重 晶 石 Ｋ—Ｐ Ｍ Ａ Ｑ 一７ Ｐ Ｌ Ｐ
．
… ’ （ ｗｔ
） （ ． ） （ ． ） （ ． ） （ ． ）（ ） ｗｔ ｗｔ ｗｔ ｗｔ ｗｅ
均 值 １ ６ ２ ０ ６ ５ ０ ６ ０ ０ ６ ５ ０ ６ ４ ０ ５８ ０ ． ４ ．０ ． ８ ．６ ． ０ ． ２ 均 值 ２ ． ２ ６ ０ ０ ５ ５ ０ ６ ０ ０ ６ １０ ５９ ５ ５ ７ ０ ． ６ ．８ ． ４ ． ８ ． ７ 均 值 ３ ５ ６０ ５ ３０ ５９ ０ ５ ５ ０ ５ ４ ０ ５ ６ ３ ． ０ ． ２ ． ６ ．８ ． ０ ． ８
摘 要 ： ＡＰ 滤 失量和 泥饼厚 度作 为评 价指标 ， 用正 交试验设 计 法 ， 以 Ｉ 运 对聚 磺 钻 井液 配方 中的处理
剂进行 了筛选 ， 并对该 钻 井液的 配方进行 了优 化及 性能 测试 。研 究结果表 明 ： 对泥饼 厚度 影响 最 大的 是膨 润 土和 Ｃ 一７ 对泥饼 致 密性 影 响最 大的是 Ｋ—Ｐ ＭＣ ， ＡＭ 和 Ｓ ＭＰ一２ 。在低 于 １０ 的 温度 范 围 ２℃
聚磺 钻 井液 以其独 特 的优点 而广泛应 用 于超 深井 ，
然 而在 钻遇 孔 隙度 较 大 的地 层 时 ， 由于 固 相 含 量 的 增 加， 容易 在井 壁形 成较厚 的泥 饼 ， 致摩擦 阻力 增大 ； 导 失
六 因素 ” 正交 实验表 进行 排列 。
２ 实验 结果 及分 析
（ ） （ ｔ ） （ ． ） （ ． ） （ ． ）（ ． ） ｗｔ ｗ． 州 ％ 叭 ｗｔ％ ｗｔ
Ｏ Ｏ
５ １ ２ ３ ４
Ｏ ｌ ２
５ ５ ５
３ ４
５ ５
（） 井液 的配制 ： １钻 采用 一种 聚磺钻 井液 基本 配方 ，
力大 小为 Ｋ—Ｐ Ｍ ＞ Ｓ 一 ２ Ｃ Ａ ＭＰ ＞ ＭＣ一７ ＞膨 润 土 ＞
ＣＣ ７ Ｍ 一含 （ｔ％ ｗ．）
重 晶石 ＞ Ｐ Ｉ Ｐ 。优 选 出 的钻 井 液 配 方 为 ８ ％膨 润 土 ＋
４ ５ Ｓ 一２ ５／ 晶石 ＋０ ９ Ｋ—Ｐ ． ＭＰ ＋２ 重 ９ ６ ． ＡＭ＋ ０ ５／ ． ９ ５ Ｃ ＭＣ一７ ４ ５ Ｐ Ｉ ＋ ． Ｐ 。各 因 素 与 失 水 量 的 关 系 如 图
２１ ０ ２年第 ７期
西 部探 矿工程
７ ９
聚 磺钻 井液 泥饼 厚 度及 致 密 性研 究
黄 锐 ， 靳荣博 青 帅。王 磊 ， ，
（． １ 西南 石油 大学 石油Ｘ 程学 院， － 四川 成都 ６ ００ ； ． １５０ ２ 中国海洋 石油服 务股 份有 限公 司油 田生产 事业部 ， 天津 ３ ０５ ； ． ０ ４２ ３ 中石化 西南 油气分公 司物 资供应 处 ， 四川 德 阳 ６００ ；４青 海 油 田采 油 二厂 ， 海 海西州 ８７０ ） １８ ０ ． 青 １０ ０
配方 如下 ：
膨润 土 ＋ Ｓ 一 ２ Ｋ—Ｐ ＭＰ ＋ ＡＭ ＋Ｃ ＭＣ一７ ＋Ｐ Ｉ， Ｐ
表 ２ 各 因素对滤失量的影响结果
．
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同时 根 据 实 际 密 度 调 节 需 要 加 入 一 定 量 的 重 晶 石
（ ａ Ｏ 。其 中 ， ＭＰ： 化 酚 醛树 脂 ； ＢＳ ） Ｓ 磺 Ｋ— Ｐ ＡＭ ： 聚丙 烯酰 胺钾 盐 ； ＭＣ一 ７ 羧 甲基 纤 维 素钠 盐 ； Ｐ 防卡 Ｃ ： Ｐ Ｉ： 降滤 失剂 。 （ ） 实 验采用 “ ２本 五水 平六 因素” 的正交 试验 法制备 出上述配 方 的泥饼 ， 研究 影响泥 饼质 量 的主要 因素 。表
均 值 ４ ２０ ０ ２０ ０ １７ ０ １ ７ ０ ． ２ ． ６ ．０ ． ４ １５０ １ ７ ０ ． ４ ． ２
０
ＫＰＭ －Ａ 食靖 （ｔ％ ｗ． ）
图 ４ Ｋ—Ｐ Ｍ 含量 与 失 水 量 的 关 系 Ａ
均 值 ５ ２ ２０ １６ ０ １８ ０ １８ ０ １ ７ ０ １ ９ ０ ． ２ ． ２ ． ８ ．８ ． ８ ． ０
１ １ ２ ２ ３
Ｏ ５ Ｏ ５ Ｏ
表 １ 因素 及 其 水 平 加 量
１ ．ｌ １厶
．
Ｏ Ｏ Ｏ
１ ３ Ｃｕ
Ｏ
７
Ｏ
９
膨润土 Ｓ Ｐ ２ 重晶石 Ｋ Ｍ 一 一 ｖ ］ Ｉ（＼ 一７ Ｐ Ｌ Ｐ
Ｏ Ｏ Ｏ
极 差 １ ２ ０ ０４ ０ ０ ２ ０ ０ １ ０ ０ ５ ０ ０ ２ ０ ． ４ ． ８ ．６ ． ８ ． ８ ． ２
２１ 年第 ７ ０２ 期
西 部探矿 工程
２ ・
，
８ １
从表 ３中的极差 可 以看 出 ， 因素 对滤 饼厚度 的影 各 响力 大小 为 ： 润 土 ＞Ｃ 膨 ＭＣ一７ ＭＰ ＞ 重 晶石 ＞ ＞Ｓ 一２ Ｐ Ｌ Ｋ— Ｐ Ｐ ＞ ＡＭ。优 选 出 的 钻 井 液 配 方 为 ２ 膨 润
均 值 ４ ５ ６０ ． ８ ５ ６０ ５ ３ ０ ５ ３ ０ ． ０ ． ４ ．０ ５３０ ． ８ ５ ７０ ． ４
均 值 ５ ５ ３０ ５ １０ ５ ６ ０ ５ １ ０ ５ ２ Ｏ ５４ ０ ． ６ ． ２ ． ４ ． ２ ． ４ ． ４ 极 差 Ｏ ８ ０ １３ ０ ０ ７ ０ １ ４ ０ １ １０ ０ ５ ５ ． ８ ． ８ ．４ ． ４ ． ６ ． ３
ｌ列 出 了各 因素 及 其 水 平加 量 ， 体 实 验 按 照 “ 具 五水 平
＊ 收 稿 日期 ：０ ｌ１—７ 修 回 日期 ：０ １１—４ ２ １一ＯＯ ２ １— １１
第一作者简介： 黄锐（９ ６）男 （ １８ 一 ， 汉族 ）四川成都人 ， ， 西南石油大学石油工程学院油气井工程专业在读硕士研究生 ， 研究方 向： 油气井工作 液与油 气 田材料。
８ ０
西部探 矿工 程
２１ ０２年第 ７ 期
其 中： 均值表 示在 该 因 素 和该 水 平 下 ， 得 结 果 的 所 平均值 ， 其反 映 了最佳使 用量 的大小 。极 差表示 均值 中
所得的最大值与最小值的差值 ， 其反映了该因素对结果 的影 响力 大小 。 从表 ２中的极 差可 以看 出 ， 因素对 滤失量 的影 响 各
研 究具 有重 要 的实 际工 程意 义 。
１ 实验仪 器及 方法
１ １ 实验 仪器 ．
和 滤饼厚 度 的影响 ， 并对其 结 果进行 了分 析 。
２ １ 各 因素 对滤 失量 的影 响结果 ．
示。
Ｏ １ ２ ３ ４ ５ ５ Ｏ ５ ５
正交 试验 中 ， 因 素对滤 失量 的影 响结果如 表 ２ 各 所
内， 随温度 的增加 ， 井液 的粘度 变 大， 钻 泥饼 厚度 增加 ， 滤失 量也 变大 。 关键 词 ： 聚磺钻 井液 ； 交试 验 法 ； 正 泥饼 厚度 ； 失量 ； 密性 滤 致 中 图分类号 ： ２ ４ 文献标 识码 ： 文 章编 号 ：０ ４ ５ １ （０ ２ ０ －０ ７ －０ ＴＥ ５ Ａ １０ － ７ ６ ２ １ ） ７ ０ ９ ４
所示。
表 ３ 各 因 素对 滤 饼 厚 度 的影 响 结 果
图 ３ 重 晶石 含 量 与 失 水 量 的 关 系
｛ ６５ ．
Ⅱ ６
５５ ．
０
＼ ＼
（２ （４ （６ （８ ） ） ） ） ． ． ． ． ｌ
一
膨 润 土 Ｓ 一 ２ 重 晶石 Ｉ Ａ （／ －７ Ｐ Ｌ ＭＰ （ ＿Ｐ Ｍ ；Ｉ Ｐ ５２
１ ～图 ６所示 。
：
图 ５ Ｃ －７含 量 与 失 水 量 的 关 系 ＭＣ
３
０
ｌ
２
３
４
５
ＰＬ Ｐ 含景 （ｔ％ ｗ． ）
图 ６ Ｐ Ｌ含 量 与 失 水 量 的 关 系 Ｐ
膨润士含景 （ｔ％ ｗ． ）
图 １ 膨 润 土 含 量 与 失水 量 的关 系
土 ＋０ ５ Ｓ ． ＭＰ一２ １ 重 晶石 ＋ ０ １ Ｋ— Ｐ ＋ ０ ． ＡＭ ＋
● 、
√
．
＼． ／
鉴
煺Ｏ
．
０２／ ＭＣ一 ７ ． Ｐ Ｉ。各 因素 与失 水 量 的关 系 ． ６ ９Ｃ ＋０ ５ Ｐ
如图 ７ ～图 １ ２所示 。
。
Ｏ
Ｏ １ Ｏ２ ０ ３ ０４ （５ ． ． ． ． ） ．
从 图 １ 以看 出 ， 可 膨润 土在 １ 以下 的范 围 内 ， Ｏ 随
－
／６５ ．
司 ６ 芒 ．
。 ｂ
＼
ｉ
■ ＼
１ ２ ３ ４ ５
Ｏ
Ｐ２ —含最 （ｔ％ ｗ．）
图 ２ Ｓ －２含 量 与 失水 量 的 关 系 ＭＰ
着其百分含量 的增加失水量降低 ， 且在 ３ ５ ～７ 的 ． 范 围 内其 变化趋 势 比较平缓 ， 明此 范 围对 滤失量 影 响 表 很 小 。从 图 ２ 以看 出 ，ＭＰ 可 Ｓ 一２在小 于 ２ 的范围 内 ， 随其百分 含量 的增加 失水 量降 低 ， 当大 于 ２ 的范 围 但 ％ 内失水量 的变 化不是 很 明显 。 从 图 ３ 以看 出 ， 晶石作 为加 重材料 对失 水量 的 可 重 影响呈 现 出一 种波 动 的状 态 ， 总 的趋势是 随 着重 晶石 但 含量 的增 加 ， 失水 量有 所 减小 。从 图 ４可 以 明显 看 出 ， 随着 Ｋ—Ｐ Ｍ 百分 含量 的增 加 失 水 量显 著 降低 ， 明 Ａ 说 其降 失水性 能很强 。 从 图 ５可 以看 出 ， 随着 Ｃ ＭＣ一７的增 加 ， 失水 量 逐 渐减 小 。从 图 ６可 以看 出 ， Ｐ Ｐ Ｌ对 失 水 量 的影 响有 些 波动 。总 的来看 ， 随其 含 量 的增 加 ， 水 量 有小 幅度 的 失 降低 。 ２ ２ 各 因素对 滤饼厚 度 的影响 结果 ． 正交 试验 中 ， 因素对 滤饼厚 度 的 影 响结 果 如表 ３ 各
．
… 。 （ ｗｔ
） （ ． ）（ ． ）（ ． ）（ ． ）（ ． ） ｗｔ％ ｗｔ ｗｔ ｗｔ ｗｔ
均 值 １ ０ ９ ０ １５ ０ １６ ０ １ ７ ０ １ ７０ １ ６０ ． ８ ．８ ． ２ ． ０ ． ８ ． ８ 均 值 ２ １５ ０ １６ ０ １８ ０ １ ７ ０ １ ６０ １８ ０ ． ４ ．４ ．８ ． ２ ． ２ ． ５ 均 值 ３ ２０ ０ １９ ０ １７ ０ １８ ０ ２ １ ０ １ ７ ７ ． ８ ．４ ．６ ．０ ． ２ ． １