高密度盐水钻井液重晶石优选新方法

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1、学兔兔www.xuetutu.com第30卷第1期钻井液与完井液Vo1.30No.12013年1月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDJan.2013【理论研究与应用技术】高密度盐水钻井液重晶石优选新方法张洪霞(长城钻探钻井液公司,辽宁盘锦)张洪霞.高密度盐水钻井液重晶石优选新方法[J1.钻井液与完井液,20l3,30(1):1—4.摘要针对复杂地质条件下深井高密度钻并液流变性调控难题,基于浓悬浮液流变性调控理论及实验研究,提出高密度钻井液的沉降稳定性与重晶石在连续介质中的聚结分散特性有关,

2、并利用近红外透射/反射光扫描技术建立了一种评价优选重晶石的新方法,即以重晶石浓悬浮液背散射谱图、稳定性参数及沉降速率表征颗粒的聚结稳定性,作为优选重晶石的依据。利用该方法对粒度分布差别不大的广西与塔北重晶石进行了评价。结果表明,塔北重晶石悬浮液的沉淀层背散射光强度不稳定、无规律,析水层透射光强度参差不齐,而广西重晶石沉淀层背散射光及析水层透射光均匀变化;塔北和广西重晶石的盐水悬浮液的稳定性参数分别为8.42和1.96,沉降速率分别为3.60和2.69mm/h。实验证明,由此筛选出的广西重晶石能有效改善高密度盐水钻

3、井液的高温流变性及滤失造壁性。该研究凸显了基础材料在高密度钻井液中的作用,对深井高密度高温钻井液技术成熟具有重要意义。关键词高密度钻井液;重晶石;流变性;沉降稳定性;近红外透射/反射技术;聚结分散中图分类号:TE254.3文献标识码:A文章编号:1001—5620(2013)01-0001—040引言后者配制出的高密度盐水钻井液具有良好的流动性和重晶石沉降稳定性,而且高温高压滤失量易于调目前,高密度钻井液流变性调控难题已成为制控,这有利于突破高密度水基钻井液技术瓶颈。于约复杂地质条件下深井钻探效率的技术瓶颈之一。

4、是,课题组开始重新认识加重材料在高密度盐水钻高密度钻井液(2.30~2.50g/cm。)中重晶石体积含井液中的作用。鉴于传统的重晶石评价方法主要考量达35%~40%甚至40%以上,接近流体固相粒察重晶石的纯度、密度、粒度、碱土金属含量以及子含量极限,体系中自由水的含量低,固相颗粒之重晶石悬浮液的表观黏度,未注重重晶石颗粒在连间的内摩擦力大,导致钻井液自身的塑性黏度及结续介质中的分散与聚结特性,提出了一种评价重晶构力高,流变性调控难度极大。在深井/超深井盐石的新方法,即利用近红外透射/反射光扫描法分膏层钻进时,高密

5、度钻井液面临高温、石膏、黏土、析重晶石颗粒在盐水中的沉降稳定性,作为加重剂高矿化度地层盐水的严重污染,常常出现持续增稠选择和使用的依据。甚至丧失流动性,诱发卡钻、窄密度窗口井漏等井下复杂问题,严重阻碍了盐下油气藏勘探开发进程。1近红外透射/反射光扫描仪测量原理通过大量实验研究发现,在配方相同的条件下,用不同矿脉的重晶石配制出的高密度盐水钻井液性实验使用了TurbiScan浓缩体系分散稳定性分能差异很大:某些重晶石产品在盐水中极易聚集成析仪Ⅲ,该仪器运用多光反射技术,可对浓缩体系大团簇,然后迅速沉降到容器底部,另一

6、些产品则进行直接测量而不需要稀释,直接表述分散体系的表现出较好的分散稳定性,形成沉积层的时间较长;真实状态。其基本工作原理如下:TurbiScan的检测基金项目:国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”之子课题“复杂地质条件下深井钻井液与高温高压固井技术研究”(2011ZX05021.004)的部分研究内容。作者简介:张洪霞,1968年生,中国石油大学(北京)油气井化学工程专业工学博士,主要从事钻井液和油气层保护技术方面的研究。地址:辽宁省盘锦市兴隆台区长城钻探钻井液公司;邮政编码124010;电话(0427)

7、7297109/13998785860;E—mail:zhanghongxia919@126.com。学兔兔www.xuetutu.com2钻井液与完井液2013年1月探头是由一个近红外线脉冲光源(波长为880nm)Il{和2个同步检测器(一个透射光检测器和一个反射jj光检测器)组成,实验时,将样品装入一支特制透{{}~明玻璃试管中,试管高为150mm,而稳定性分析jJ仪最多只能测65mm高度,因此,样品高度应低于{65mm,一般装到50mm左右。{一鑫~;⋯~一盟由于不同悬浮液对光线有不同的透射率和反射装豢薏l

8、羹率,同一种悬浮液的沉降稳定性随时间而变化,其{织对光线的透射率和反射率也不同,TurbiScan稳定r性分析仪就是根据这一基本原理进行测量。放人样品后,近红外线脉冲光源发出的光线直接射到样品图1悬浮液背散射谱图上,一部分光线穿透样品,由透射光监测器接收;2实验方法及结果分析而另一部分光线则反射回来,由反射光监测器接收。这2个检测器将接收到的光线的不同强弱转换为数2.1实

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