聚α-烯烃合成基深水钻井液体系性能研究

江汉石油学院学报2004年12月 第26卷 第4期●112●Journal of Jianghan Petroleum Institute. Dec. 2004 Vol.26 No.4聚a-烯烃合成基深水钻井液体系性能研究许明标(长江大学石油工程学院， 湖北荆州434023)张娜， (西南石油学院石油工程学院，四川成都610500)王昌军(长江大学化学 与环境工程学院，湖北荆州434023)许艳(华东理工大学化学工程学院， 上海200000[摘要]通过合成基基液的性能比较，结合海洋深水钻井的特点。对具有较好低温稳定性、能有效抑制气体水合物、稳定地层的聚a-烯烃合成基钻井液进行了研究，并对形成稳定聚a-烯烃合成基钻井液的乳化剂进行了合成、筛选和评价。提出了与该体系相配套的乳化剂、降滤失剂等系列处理剂.并通过对合成基钻井液处理剂的研究，在实验室建立了适合海洋深水钻井的聚a-烯烃合成基钻井液体系。[关键词]海洋深水:钻井液;合成基;聚c=烯烃[中图分类号] TE254. 3[文献标识码] A[文章编号] 1000-9752 (2004) 04 -0112-02为了有效缓解海洋深水钻井面临的问题[1~3)，开发了聚a烯烃合成基深水钻井液体系。下面是对这种钻井液体系性能的研究。1性能试验 及结果分析1.1油水比对体系性能的影响聚a-烯烃合成基钻井液与普通油基钻井液-样， 油水比例变化对体系的流变性影响较大。室内评价结果如表1。表1油水比例变化对钻井液性能的影响油水Ht状态AV/mPa. sPV/mPa.sYP/PaFLs0/mlES/V80 20热滚前33.526. 07.52.5≥400热滚后84. 066.018. 00.185; 1528.023.05.01.639.033. 06.090↑1022.518.04.53.5≥400 .31. 02.5_0.6注，后续试验在未作特殊说明的情况下其基本配方为:油水比85: 15+3. 0%有机土+3.0%主乳化剂+3.0%铺乳化剂+2.0%润湿剂+3.0%降滤失剂+ 3.0%储备贼，水为30%的氯化钙溶液。热滚温度100C,热滚时间16h;测试温度室温30C. AV为表观粘度:PV为塑性粘度;YP为切力;FL30为30分钟的滤失量;ES为电稳定性。从表1可以看出，油相比例增加，钻井液的表观粘度AV、塑性粘度PV和切力YP都有所减小。因此，增加水相比例可提高钻井液粘度。说明油水比的调整可以改变体系的流变性能。1.2低温流变性表2温度变化对钻井液性能影响海洋深水的低温环境，要求钻井液体系具有较温度CAPiP好的粘温性能和在低温下具有较好的流变性能。体/mPa. s/Pa__-5916328系流变性评价结果如表2。51275由表2可见，当温度降低时，钻井液的AV和117.5PV都上升,YP值也迅速上升。但是,在低于15C155550后,流变性的变化相对较为平缓;在通常的泥水分界38297[收稿日期] 2004-09 - 22.[作者简们]许明标(1962-),男，1983 年大学毕业。高级工程师，现主要从事油田勘探开发的入井流体研究工作。第26卷第4期.许明标等:聚a -烯烃合成基深水钻井液体系性能研究●113.面5C的温度下,PV小于55mPa.s,满足低温深水钻井液的要求。1.3滤失性表3钻井液的滤失性能滤失量是钻井液的一项重要指标。在采用不同.API FLsoHTHP冰失量乳化剂状态ES/V的乳化剂配浆的情况下，对聚a-烯烃合成基钻井/ml液的低压滤失量(API)FLo和高温高压(HTHP)ZN16热滚前3.71.5热滚后1.2≥400.滤失量及电稳定性ES进行测试，结果如表3。ZN17热滚前≥400由表3可以看出，不同的乳化剂体系对聚a烯ZN19热滚 前1.9.0烃合成基钻井液滤液具有一定影响，并且温度上热液后0.9升，合成基体系的滤失性能得到改善。1.4加重性 .表4钻井液的加重性能密度ALYFES HTHP德失量由于海洋深水的复杂地质情况，为了抑制可能/g. cm/mPa.g /mPa.s /P发生的高压浅层流，保证作业施工安全，需要对聚0. 86297 ≥4002.5a-烯烃合成基钻井液进行适度的加重(表4)。0. 963325由表4可以看出，经过重晶石加重处理后，体383.2445≥400.4.0系流变性以及电稳定性都不同程度的产生变化，体.系密度增加，高温高压滤失增加。表5钻井液抗海水侵污性能1.5 抗海水侵污性海水加量AV海洋深水钻井中钻井液可能会受到具有一定矿/mPa.s /mPa.s /PES/V FL/m!化度的浅层盐水和海水的侵污，使得钻井液的性能2273222.2发生变化。聚a-烯烃合成基钻井液与常规的油基242.04626202. 0钻井液一样，具有较好的抗侵污能力。由于水相侵人到聚a-烯烃合成基钻井液之中，改变了体系的油水比例，使体系性能发生变化，结果见表5。随着海水加量的增加，体系各项性能发生变化，粘切增加，滤失下降;当海水加量为10%时，泥浆的性能仍能维持稳定。说明聚a烯烃合成基钻井液体系具有很好的抗海水侵污的能力。1.6生物毒性合成基钻井液的生物毒性及降解性对深水钻井作业的环境保护产生较大影响。现场合成基钻井液的毒性及降解性取决于可靠的海底取样及分析。室内采用发光细菌法分别测定了钻井液处理剂、体系及热滚回收钻屑的生物毒性，结果ECoo都大于10°mg/L。表明聚a-烯烃合成基钻井液体系实际无毒，满足深水钻井作业的环境保护要求。.2结语合成基钻井液(SBM)密度低，能够有效稳定泥页岩层、抑制气体水合物，在深水钻井中比水基钻井液(WBM)更为有效，因而在深水钻井作业中得到较为广泛的应用(4~6]。可见聚a-烯烃合成基深水钻井液体系具有良好的应用前景。[参考文献][1] Zamora M，Broussard P N, Stephens M P. The top 10 mud- related concerns in deepwater dillipg operations [J] . SPE59019, 2000.[2] Dino. Less temperature dependent drlling fluids for use in deep water and directional dilling and processes for providing less tempera-ture dependent rheological properies to such driling fluids [P] . us; 6, 187，719，13 February 2000.[3]许明标，邢耀辉.酯基钻井液性能研究[J]. 油田化学，2001, 18 (4): 108~110.[4] Kim B, Joannah E, John H, et al. New low viscosity ester is suitable for dillig fluids in deepwater applications [J] . SPE 66553,2001.[5] Messler D, Kippie D, Webb T. lmproved techniques of deepwater SBM displacements A case history [J] . SPE 73711, 2002.[6] Marins A L, Petrobras, Araga o, et al. Optimizing synthetic oil based fluids for milling operations in deepwater wells [J] . SPE74352，2002.[编辑] 萧雨