新型改性聚胺聚合物钻井液体系室内研究
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李 志军 李武 胜 吴军 汪 鸿鹏 钟 雨
中 国石油 青海 油 田分公 司采 油 三厂
摘 要 ：聚胺 的加 入 可 以有 效 降低 钻 井液
的 滤 失 ， 改 善 钻 井 液 的 流 变性 能 。 通 过 对 聚 胺 理 化 性 能 的 比较 分 析 ，在 传 统 的 聚 合 物 钻 井 液 中加 入 ＵＡＥ 聚 胺 进 行 抑 制 性 改 进 ， 建 立 了聚 胺 聚 合 物 钻 井 液 体 系 ， 并 对 该 体 系进 重 到 】 ２ ／ ｍ。 ＿ ５ｇ ｃ 。
Ｃ ＡＭ ＋ ２ ０ 润 滑 剂 ＨＬ ＋ ８ ＫＣ ，用 重 晶石 加 Ｐ ． Ｂ １
及 滤失 量均 变 化不 大 。这表 明钻 井液 体 系有很 好 的
抗 Ｃａ 侵 污 染 的 能 力 。
（ ）抗 钻 屑污染 评 价 。室 内将柯 克亚 油 田钻屑 ３
油 气 田地 面 工 程 第 ２ ９卷 第 ８期 （０ ０ ８ ２１．）
７
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ０ ６ ６ ９ ． ０ ０ ０ ． ０ ｏ ： ０ ３ ６ ／． ｓｎ １ ０ － ８ ６ ２ １ ． ８ ０ ４
新 型 改 性 聚 胺 聚 合 物 钻 井 液 体 系 室 内研 究
够满 足悬 浮携 砂 的要 求 。
３５
抗 污染性 能 。该体 系生物毒 性低 ，生物 降解
性 好 ，适 宜 于 在 高 水 敏 、 高 造 浆 及 高 压 和 易
污染地层 使 用。
关 键 词 ：钻 井 液 ；流变 性 ；聚胺 聚合 物 钻井液 ；渗 流力 学 ；地层 压 力
３０
能力。
烷 基二 胺一 聚胺 乙二 醇类 一 醚 乙二醇 聚胺 类 。 ］
聚 胺 水 基 钻 井 液 （ ｏｙ ｍｉｅＤｒ ｌ ｇ Ｆ ｕｄ Ｐ ｌａ ｎ ｉｉ ｌｉ） ｌｎ
是为 了满 足环 保需要 而 研制 的一 类可 以替 代 油基钻 井 液 的新 型钻井 液体 系 ，该项 技术 在 国外 引起 了高
２ 聚 胺 钻 井 液 体 系评 价
２ １ 聚 胺钻 井 液流 变性 能评 价 （ ． 低剪 切 速率黏 度 ） 为 了提 高井 眼净 化能 力 ，及 时把井 下钻 屑 携带
行 了常规 性 能评 价 。研 究表 明 ，经过 聚胺优 化 改进后 的 聚合物 钻 井液体 系具有 更加 优 良
法 和现 场应用 效果 ｌ 。 ５ ］
该钻 井液 体 系配 方 为 ：淡 水 ＋０ ２ Ｎａ ． ＯＨ＋ Ｏ ２ Ｎａ Ｃ 十 ２ ０ 抑 制 剂 ＵＡＥ＋ ０ ４ Ｐ ． ｚ Ｏ。 ． ． Ｆ— ＶＩ 黏剂 ＋ ２ ０ 降 滤 失 剂 Ｐ Ｓ增 ． ＡＣ＋ ０ ４ 包 被 剂 ．
度 重 视 口 。 国 外 在 聚 胺 水 基 钻 井 液 的 室 内 研 究 和 工 艺 技 术 方 面 取 得 了 重 要 进 展 ，包 括 其 性 能 特 点 、 井 壁 稳 定 机 理 、 组 成 及 处 理 剂 作 用 、抑 制 性 评 价 方
（ ） 抗 Ｃ Ｃ 污 染 评 价 。柯 克 亚 地 区 ［ 地 层 水 ２ ａ１ ７
的抑 制 性 能 和 更 好 的 流 变性 能 、滤 失 性 能 和
到 地面 上来 ，防止 钻屑沉 降 或者 向井 壁靠 拢 ，而黏
附在 井壁 上 ，有 必 要 进 行 低 剪 切 速 率 下 黏 度 的测
定 。从 图 １可 以看 出 ：钻 井 液体 系热 滚后 的低 剪切 速率 黏度 较 高 ，并 且 在热 滚后 仍保 持较 高 的值 ，能
ａ
‘一
２５
５ ＼ １
目 ２０ 二
１０ ５
辩
１ 聚 胺 钻 井液 体 系 简 介
为满 足环 保要 求并 降低 钻井 液 成本 ，近 年来 国
外一 直在 寻求一 种 具有 油基 钻井 液性 能 的水基 钻井 液 。在过 去几 年 内 ，采 用 了多种 方法 提 高水基 钻井
一
Fra Baidu bibliotek
在 整个 钻井 过程 中 ，钻井 液不 可避 免地 会 溶入
一
些 无 机盐 、劣 质土 ＿ 等 污染 物 ，引起 钻井 液 的性 ６
能发 生变 化 ，如果 变 化较 大 ，势必 会影 响钻 井 的安 全进 行 。室 内对 该体 系 的抗 污 染 性 能 进 行 了 评 价 ， 评价 内容 主要 包括 抗无 机 盐污 染 以及抗 劣质 土污 染
图 １ 钻 井 液 体 系 滚 前 滚 后 在 低 剪 切 速 率 下 的 黏 度
２ ２ 聚胺 钻井 液体 抗污 染评 价 ．
液性 能 ，如 ：采 用 阳离子 聚合 物钻 井 液 、聚合 醇钻
井液 和硅 酸盐钻 井液 等 。然 而 ，这 些 钻井 液在 抑制 泥页岩 水化 以及 钻井 液润 滑性 等方 面均 存在 多 种局 限性口 。利用 铵 （ ）来 处理钻 井 液 的性能 已有 很 ］ 胺 长 的历 史 ，其 进 程可 约略 为 ：氯化 铵一 铵盐 钻井 液 体 系一有 机 阳离 子物质 （ 季胺 阳离 子聚 合物 ）一 部 分水 解 聚 丙 烯 酰 胺 有 机 阳 离 子 物 质 （ 烷 基 季 胺 ）一有 机 阳离子 物质 （ 季羟基 胺 ）一 两性 聚胺 酸
等 内容 。
（ ）抗 Ｎａ １ 染 评 价 。从 抗 Ｎａ １ １ Ｃ 污 Ｃ 污染 能力
评 价实 验数 据 可 以 看 出 ，随 Ｎａ １ 量 的增 加 ，聚 Ｃ加 胺 钻井 液 体系 的表 观黏 度 、切力 以及 滤 失量 均变 化
不 大 。这 表 明钻 井 液体 系 有 很好 的抗 Ｎａ １ 染 的 Ｃ 污
属高 矿化 度封 闭 型 Ｃ Ｃ 。 层水 ，该 地 区使 用 的钻 ａ １地
井液 体 系 应 该 具 有 较 好 的 抗 Ｃ 侵 能 力 。从 抗 ａ
Ｃ Ｃ 污 染 能 力 评 价 实 验 数 据 可 以看 出 ，随 Ｃ Ｃ ａ１ ａ１ 加 量 的增加 ，聚胺 钻井 液体 系 的表 观黏度 、切力 以
中 国石油 青海 油 田分公 司采 油 三厂
摘 要 ：聚胺 的加 入 可 以有 效 降低 钻 井液
的 滤 失 ， 改 善 钻 井 液 的 流 变性 能 。 通 过 对 聚 胺 理 化 性 能 的 比较 分 析 ，在 传 统 的 聚 合 物 钻 井 液 中加 入 ＵＡＥ 聚 胺 进 行 抑 制 性 改 进 ， 建 立 了聚 胺 聚 合 物 钻 井 液 体 系 ， 并 对 该 体 系进 重 到 】 ２ ／ ｍ。 ＿ ５ｇ ｃ 。
Ｃ ＡＭ ＋ ２ ０ 润 滑 剂 ＨＬ ＋ ８ ＫＣ ，用 重 晶石 加 Ｐ ． Ｂ １
及 滤失 量均 变 化不 大 。这表 明钻 井液 体 系有很 好 的
抗 Ｃａ 侵 污 染 的 能 力 。
（ ）抗 钻 屑污染 评 价 。室 内将柯 克亚 油 田钻屑 ３
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新 型 改 性 聚 胺 聚 合 物 钻 井 液 体 系 室 内研 究
够满 足悬 浮携 砂 的要 求 。
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抗 污染性 能 。该体 系生物毒 性低 ，生物 降解
性 好 ，适 宜 于 在 高 水 敏 、 高 造 浆 及 高 压 和 易
污染地层 使 用。
关 键 词 ：钻 井 液 ；流变 性 ；聚胺 聚合 物 钻井液 ；渗 流力 学 ；地层 压 力
３０
能力。
烷 基二 胺一 聚胺 乙二 醇类 一 醚 乙二醇 聚胺 类 。 ］
聚 胺 水 基 钻 井 液 （ ｏｙ ｍｉｅＤｒ ｌ ｇ Ｆ ｕｄ Ｐ ｌａ ｎ ｉｉ ｌｉ） ｌｎ
是为 了满 足环 保需要 而 研制 的一 类可 以替 代 油基钻 井 液 的新 型钻井 液体 系 ，该项 技术 在 国外 引起 了高
２ 聚 胺 钻 井 液 体 系评 价
２ １ 聚 胺钻 井 液流 变性 能评 价 （ ． 低剪 切 速率黏 度 ） 为 了提 高井 眼净 化能 力 ，及 时把井 下钻 屑 携带
行 了常规 性 能评 价 。研 究表 明 ，经过 聚胺优 化 改进后 的 聚合物 钻 井液体 系具有 更加 优 良
法 和现 场应用 效果 ｌ 。 ５ ］
该钻 井液 体 系配 方 为 ：淡 水 ＋０ ２ Ｎａ ． ＯＨ＋ Ｏ ２ Ｎａ Ｃ 十 ２ ０ 抑 制 剂 ＵＡＥ＋ ０ ４ Ｐ ． ｚ Ｏ。 ． ． Ｆ— ＶＩ 黏剂 ＋ ２ ０ 降 滤 失 剂 Ｐ Ｓ增 ． ＡＣ＋ ０ ４ 包 被 剂 ．
度 重 视 口 。 国 外 在 聚 胺 水 基 钻 井 液 的 室 内 研 究 和 工 艺 技 术 方 面 取 得 了 重 要 进 展 ，包 括 其 性 能 特 点 、 井 壁 稳 定 机 理 、 组 成 及 处 理 剂 作 用 、抑 制 性 评 价 方
（ ） 抗 Ｃ Ｃ 污 染 评 价 。柯 克 亚 地 区 ［ 地 层 水 ２ ａ１ ７
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到 地面 上来 ，防止 钻屑沉 降 或者 向井 壁靠 拢 ，而黏
附在 井壁 上 ，有 必 要 进 行 低 剪 切 速 率 下 黏 度 的测
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在 整个 钻井 过程 中 ，钻井 液不 可避 免地 会 溶入
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些 无 机盐 、劣 质土 ＿ 等 污染 物 ，引起 钻井 液 的性 ６
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图 １ 钻 井 液 体 系 滚 前 滚 后 在 低 剪 切 速 率 下 的 黏 度
２ ２ 聚胺 钻井 液体 抗污 染评 价 ．
液性 能 ，如 ：采 用 阳离子 聚合 物钻 井 液 、聚合 醇钻
井液 和硅 酸盐钻 井液 等 。然 而 ，这 些 钻井 液在 抑制 泥页岩 水化 以及 钻井 液润 滑性 等方 面均 存在 多 种局 限性口 。利用 铵 （ ）来 处理钻 井 液 的性能 已有 很 ］ 胺 长 的历 史 ，其 进 程可 约略 为 ：氯化 铵一 铵盐 钻井 液 体 系一有 机 阳离 子物质 （ 季胺 阳离 子聚 合物 ）一 部 分水 解 聚 丙 烯 酰 胺 有 机 阳 离 子 物 质 （ 烷 基 季 胺 ）一有 机 阳离子 物质 （ 季羟基 胺 ）一 两性 聚胺 酸
等 内容 。
（ ）抗 Ｎａ １ 染 评 价 。从 抗 Ｎａ １ １ Ｃ 污 Ｃ 污染 能力
评 价实 验数 据 可 以 看 出 ，随 Ｎａ １ 量 的增 加 ，聚 Ｃ加 胺 钻井 液 体系 的表 观黏 度 、切力 以及 滤 失量 均变 化
不 大 。这 表 明钻 井 液体 系 有 很好 的抗 Ｎａ １ 染 的 Ｃ 污
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井液 体 系 应 该 具 有 较 好 的 抗 Ｃ 侵 能 力 。从 抗 ａ
Ｃ Ｃ 污 染 能 力 评 价 实 验 数 据 可 以看 出 ，随 Ｃ Ｃ ａ１ ａ１ 加 量 的增加 ，聚胺 钻井 液体 系 的表 观黏度 、切力 以