油基钻井液介绍及应用

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1、油基钻井液一、油基钻井液发展概述1、定义及类型Ø油基钻井液是指以油作为连续相的钻井液。Ø两种油基钻井液——全油基钻井液和油包水乳化钻井液。在全油基钻井液中，水是无用的组分，其含水量不应超过10%；而在油包水钻井液中，水作为必要组分均匀地分散在柴油中，其含水量一般为10~60%。2、油基钻井液的优缺点Ø与水基钻井液相比较，油基钻井液具有能抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度较小等多种优点。Ø目前已成为钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层的重要手段，并且还可广泛地用作解

2、卡液、射孔完井液、修井液和取心液等。Ø油基钻井液的配制成本比水基钻井液高得多，使用时往往会对井场附近的生态环境造成严重影响。Ø为了提高钻速，从20世纪70年代中期开始，较广泛地使用了低胶质油包水乳化钻井液。Ø为保护环境，适应海洋钻探的需要，从80年代初开始，又逐步推广使用了以矿物油作为基油的低毒油包水乳化钻井液。3、油基钻井液的发展阶段类型组分开始使用时间特点原油作为钻井液原油1920年前后有利于防塌、防卡和保护油气层，但流变性不易控制，易着火，使用范围仅限于100℃以内浅井全油基钻井液柴油、沥青、乳化剂及

3、少量水(10%以内)1939年具有油基钻井液的各种优点，可抗200~250℃高温，但配制成本高，较易着火，钻速较低油包水乳化钻井液柴油、乳化剂、润湿剂、亲油胶体、乳化水(10~60%)1950年前后通过水相活度控制有利于井壁稳定，与全油基钻井液相比不易着火，配制成本有所降低，抗温可达200~230℃柴油、乳化剂、润湿剂、少量亲油胶体、乳化水1975年低胶质油包水乳化钻井液(15%左右)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不适合，对储层的损害较大低毒油包水乳化钻井液矿物油、乳化

4、剂、润湿剂、亲油胶体、乳化水(10~60%)1980年具有油基钻井液的各种优点，同时可有效地防止对环境的污染，特别适用于海洋钻井二、油基钻井液的组成1、基油(BaseOil)油包水乳化钻井液是以水滴为分散相，油为连续相，并添加适量的乳化剂、润湿剂、亲油胶体和加重剂等所形成的稳定的乳状液体系。•在油包水乳化钻井液中用作连续相的油称为基油，目前普遍使用的基油为柴油(我国常使用零号柴油)和各种低毒矿物油。•为确保安全，其闪点和燃点应分别在82℃和93℃以上。•由于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

5、用，因此芳烃含量不宜过高，一般要求柴油的苯胺点在60℃以上。苯胺点是指等体积的油和苯胺相互溶解时的最低温度。苯胺点越高，表明油中烷烃含量越高，芳烃含量越低。•为了有利于对流变性的控制和调整，其粘度不宜过高。各种基油的物理性质性质Mentor26Mentor28Escaid110LVTBP83132号柴油外观无色液体无色液体无色液体无色液体无色液体棕黄色液体密度(kg/m3)838845790800785840闪点(℃)9312079717282苯胺点(℃)717976667859倾点(℃)261554734

6、045终沸点(℃)306321242262255329芳烃含量(wt%)16.419.00.910~132.030~50粘度(mPa.s)(40℃测定)2.74.21.61.81.72.7LC50值(ppmWSF)>1，000，000>1，000，000>1，000，000>1，000，000>1，000，00080，000注：Mentor26、Mentor28、Escaid110、LVT和BP8313均为常用矿物油的代号。2、水相(WaterPhase)：•淡水、盐水或海水均可用作油基钻井液的水相。但通常

7、使用含一定量CaCl2或NaCl的盐水，其主要目的在于控制水相的活度，以防止或减弱泥页岩地层的水化膨胀，保证井壁稳定。•油包水乳化钻井液的水相含量通常用油水比来表示。一般情况下，水相含量为15~40%，最高可达60%，且不低于10%。•在一定的含水量范围内，随着水所占比例的增加，油基钻井液的粘度、切力逐渐增大。因此，人们常用它作为调控油基钻井液流变参数的一种方法，同时增大含水量可减少基油用量，降低配制成本。•但是，随着含水量增大，维持油基钻井液乳化稳定性的难度也随之增加，必须添加更多的乳化剂才能使其保持稳定

8、。对于高密度油基钻井液，水相含量应尽可能小些。•在实际钻井过程中，一部分地层水会不可避免地进入钻井液，即油水比呈自然下降趋势，因此为了保持钻井液性能稳定，必要时应适当补充基油的量。•对于全油基钻井液，水是应加以清除的污染物，但一般3~5%的水是可以容纳的，不必一定要清除，因为靠增加基油来减少水量会使钻井液成本显著增加。3、乳化剂(Emulsifier)为了形成稳定的油包水乳化钻井液，必须正确地选择和使用乳化剂。一