油基钻井液技术

低胶质油包水乳 柴油、乳化剂、润湿剂、少量
化液
亲油胶体、乳化水（15%
矿物油、乳化剂、润湿剂、亲 低毒油包水乳化 油胶体、乳化水（10-60%）
钻井液
1950年
增加水相活度提高井眼稳定性，耐 燃性提高，
1975
可明显提高钻速，降低钻井总成本。 但由于放宽滤失量，对某些松散、
易塌地层已经储层不适合。
1980年 1990 2005
1、概述
1.3 油基钻井液的主要用途： 1) 钻敏感性地层，如页岩、盐层、硬石膏层； 2) 钻高温深井； 3) 生产层的钻进和取芯，射孔和完井液，作修井液； 4) 定向井钻井液，小井眼的钻井液； 5) 大位移井、复杂结构井钻井液； 6）钻含 H2S和 CO2的地层，作封隔液，作防腐蚀控制液； 7) 解卡的浸泡液。
1、概述
1.4 油基钻井液的分类 ★主要有两大类： 1) 油相钻井液。 是由氧化沥青、有机酸、碱、稳定剂及高闪点柴油等组成的混合物。 通常只混3％～5％的水； 2) 油包水乳化钻井液（反相钻井液）。 是由各种添加剂组成，包括被用来水乳化和稳定的乳化剂、改变其他 添加剂润湿性的润湿剂。 这种体系的特点是最高含水可达60％。 合成基钻井液、气制油基钻井液是油包水乳化钻井液的一类。
油基钻井液技术
汇报内容
1 概述 2 组分与性能 3 现场配制方法 4 现场维护与处理 5 固相控制 6 基础油回收与废弃物处理 7 应注意的问题
1、概述
1.1 油基钻井液（OBM, Oil Based Mud)的定义 ★定义：油基泥浆被定义为以油为连续相的泥浆。 对比：水基钻井液（WBM, Water Based Mud)：水是连续相，
其他为分散相。 我们在使用水基泥浆时，有时为了提高润滑性能，混入一定量
的原油或柴油，这种混油泥浆油是？？ 水包油！ 水是连续相！
1、概述
1.2 油基钻井液的特点：优缺点突出 1.2.1 优点：
良好的润滑性 良好的热稳定性 优良的泥页岩等地层稳定性 突出的油层保护特征 易于维护良好的抗污能力 不易变质 1.2.2 缺点： 成本高，环境适应性差（毒性高）。 柴油中所含的芳烃对钻井设备的橡胶部件有较强的腐蚀作用。
1、概述
1.5 油基钻井液的发展历程
类型
组分
开始使用时间
特点
原油级钻井液
原油
1920年前后
防塌、防卡、油保等性能好。流变 学不易控制，易着火，温度小于
100度的浅井。
全油基钻井液 柴油、沥青、乳化剂及烧水
1939年
具有油基钻井液的各种优点。成本 高，易燃，钻速低。
油包水乳化液 柴油、乳化剂、润湿剂、亲油 胶体、乳化水（10-60%）
具有油基钻井液的各种优点，同时 环境友好，特别适用于海上钻井。
1、概述
1.6 油基钻井液的发展趋势
油基钻井液的发展取决：需求与成本、环境要求的平衡 需求：性能上几乎可满足任何地层钻进的需要。 成本：成本高、对环境毒性大等缺点，决定了该类体系只有特殊要求时，才考虑使用。 由于环境要求越来越严格，尤其海上钻井作业排放物毒性限制严格，以柴油为基油的油 基泥浆体系不能满足环境保护部门提出的毒性指标要求。 所以近年来发展了低毒和无毒油基钻井液以满足生态环境方面的要求。 油基泥浆的毒性主要来自基础油中的芳香烃。芳香烃含量越多，毒性越大。芳香烃的含 量一般用苯胺点来表示，苯胺点越低，则芳香烃的含量越高，毒性也越大。 在环保要求更加严格的地方，使用合成油配制的油基泥浆，则是低毒的。 需要强调的是毒性越低，所需的费用就越高。 低固相以及具有新型封堵材料的油基钻井液是针对新问题的新改进。 所以应该使用哪种油基泥浆应视实际情况综合考虑。
低至可忽略 无毒
注：美国海上钻井委员会和环保局标准 L C50 (96 h) >10000 mg/ L = 无毒
2、组分与性能
2.3 水相
淡水、盐水或海水都可以。用盐水配制油包水乳化钻井液具有不少优点: ★可有效地控制水相的活度，有利于井壁稳定。 ★有些盐类可降低水相的表面张力，对乳状物起稳定作用。 ★增加抗地下水或盐类的污染能力。 ★可增加密度。 ★降成本
常用的是CaCl2和NaCl、甚至甲酸銫、溴化钙等，前者最大加量达40％（重 量百分比），比重达1.40， NaCl达26％，比重1.20。后者密度可以更高，也 有用这多种盐混合的情况，视所需的活度而定。
★水量增加，体系稳定性降低； ★实际钻井中，地层水会进入钻井液系统，因此，需补充基液等。
2、组分与性能
2、组分与性能
2.1 组成 以水为分散相，油为连续相，并添加乳化剂、亲油性胶 体及其它处理剂和加重材料所形成的稳定的乳状液。
油相： 分散相(水)： 乳化剂、乳化剂： 性能调节剂：降失水剂，流行调节剂，封堵剂，加重剂， 活度控制剂、碱度控制剂等。
2、组分与性能
2.2 基油
原油、柴油、精制矿物油、合成油、气制合成油等均可作为油相。 若需使用原油，则必须对原油预处理，使其不含破乳剂并且要经过充分风化， 没有经过风化的原油含有轻组分，使用时容易挥发，这样除引起火灾之外，还将 增加泥浆的维护费用并改变泥浆的性能。 选用粘度低、闪点高的柴油最为有效和经济，这是最好的选择。选柴油时要 选苯胺点70℃以上，闪点83℃以上，燃点93℃以上的。 从环境要求考虑，可选用精制矿物油、合成油等。海上钻井施工，大多数用 这两类。 油基泥浆的毒性主要来自基础油中的芳香烃。芳香烃含量越多，毒性越大。 芳香烃的含量一般用苯胺点来表示，苯胺点越低，则芳香烃的含量越高，毒性也 越大。
2、组分与性能
国际油气协会对基础油的分类
分 类
基础油种类
LC50（96 h） 芳烃含量
值
（毒性）评价
备注
备注
Ⅰ 类
原油、柴油≤8000源自2.4%～35% 污染较高
严重
Ⅱ 类
工业矿物油
合成基 Ⅲ 精制矿物油、 类 α-烯烃、酯、
醚、气制油
≥1×104 ≥1×106
0.5%～5% 低
低毒
< 0.5%
基本
2.4 乳化剂：
乳化剂是乳状液能否稳定的决定因素，乳化剂在乳状液中的作用为: ①乳化剂在油-水界面形成一种坚固的膜，液滴相碰时，不易合并大，使乳状液
稳定。 ②降低油水界面张力，使乳化剂富集，有利于形成较稳定的乳化层。 ③增加外相（油相）粘度，以增加粒子相碰撞的阻力，从而提高乳状液的稳定