国外油基钻井液提切剂的研究与应用进展

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1、学兔兔www.xuetutu.com第29卷第5期钻井液与完井液、，o1．29No．52012年9月DRILLINGFLUID&CoMPLETIoNFLUIDSept．2012【专论】国外油基钻井液提切剂的研究与应用进展冯萍，邱正松，曹杰，刘智成(中国石油大学(华东)石油工程学院，山东东营)冯萍等．国外油基钻井液提切剂的研究与应用进展[J]．钻井液与完井液，2o12，29(5)：84—88．摘要采用有机土调控油基钻井液流变性，存在活化慢、易高温稠化失效的弊端。以油基钻井液提切剂部分或全部替代有机土能有效解决该问

2、题。在调研国内外文献资料的基础上，综述了油基钻井液提切剂分子结构的发展变化，分析了其通过形成氢键和分子间缔合提高钻井液低剪切速率黏度的作用机理，介绍了其性能评价参数和测试低剪切速率动切力(yP)的新型4刃转子，将钻井液的LSYP值控制在3．6～7．7Pa之间，能防止钻屑和重晶石沉降。最后，以恒流变油基钻井液、微泡油基钻井液等为例，介绍了提切剂的应用和效果。关键词油基钻井液；提切剂；研究进展；性能评价；应用中图分类号：TE254．4文献标识码：A文章编号：1001．5620(2012)05—0084—050引言液

3、用提切剂的研究从20世纪70年代开始，到目前已经取得技术上的突破，申请了多项专利。而中国随着现代钻井技术的发展，油基钻井液因其具目前还未有该剂的研究报道，只是在少数合成基油有润滑性好、抑制性强、对地层伤害小等优良性能钻井液的研究中，使用了提切剂『l_。商业化的产品成为各种复杂地层钻探的重要手段。但是油基钻井少，效果也不尽人意。因此，了解国外油基钻井液液切力小，悬浮性差，可能形成岩屑床[1]，因此，用提切剂的研究和应用状况，有利于推动中国学者切力是决定油基钻井液性能的关键流变性参数之对提切剂的研究。一，直接影响到

4、携岩效果、重晶石沉降、当量循环密度、激动压力和抽吸压力等。只有适当控制切力1油基钻井液专用提切剂的进展并保持其稳定，才能成功钻探复杂井，尤其是深水井、高温高压井和安全密度窗口窄的井段[2]。提切剂在涂料、染料和油墨等产品中被广泛地早期作为油基钻井液的增黏提切剂，有机土被应用[4-8]，但是，这些提切剂不能承受钻井过程中的广泛使用。但是，有机土易高温稠化、降低油基钻苛刻条件。因此，许多学者有针对性地展开了研究，井液的使用寿命，减小油基钻井液的固相容量，污开发了多种油基钻井液专用提切剂。染低渗透储层。随着环境保护要

5、求的Ft益严格，合最早，使用小分子极性物质作为有机土增效剂，成基油取代柴油后，这些问题更加突出。以促进有机土在油基钻井液中的分散、活化[9]，如另外，随着石油工业的发展，低渗透油田的勘丙酮、甲醇／水、乙醇／水、己二酮、丙烯碳酸酯、探开发力度加大，对油基钻井液的要求更高，相继二甲基甲酰胺、1，一丁酸内酯等[10-15]o这些小分子物出现油基泡沫钻井液、恒流变油基钻井液、弱凝胶质提切效果往往不能满足要求；随后，开展了高分油基钻井液[3等。这些新的油基钻井液的实现，离子型提切剂的研究。不开有机土的替代品——提切剂。国

6、外的油基钻井1988年，ArvindDPatel[1印在常规油基钻井液基金项目：国家自然科学基金项目“页岩气储层保护机理及方法研究”(41072094o第一作者简介：冯萍，高级工程师，1970年生，现在从事油气井化学与工程专业。地址：山东省东营市东营区北一路739号；邮政编码257061；电话13127248823；E—mail：~ngping8786130@163．com。学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com86钻井液与完井液2012年9月2提切剂的作用机理剂的油包水钻井液

7、，在120qC热滚16h后，测试其流变性能，如表1所示。该钻井液配方如下。早期研究认为，提切剂通过增加钻井液黏度实0(空白)Exxon公司的石蜡基油ESCAID110现提高体系切力的目的，因此，提切剂应为固体或+CaC1，水溶液+2．3％乳化剂+0．8％REMOD增黏者异常黏稠液体[19]o随着研究的深入，上述观点被剂+0．8％石灰+0．4％降滤失剂+1．4％TAU—MOD推翻。新观点认为：产品中的极性基团，如一OH、增黏剂+5．7％钻屑+8％线性石蜡基油+1．4％碳酸钙一CONH2、一oCO—NH一、一CO—

8、NH—C0一或表1提切剂加量对油基钻井液流变-眭的影响一cONH一、通过静电引力或氢键与其他基团相互作用，形成比表面积大的网络结构，而分子中的长烷基直链之间也可以通过缔合作用形成三维网络结构，实现增黏、提切的目的。因此，最新研制的提切剂，自身黏度不高。3提切剂的性能评价3．1评价参数由表1可知，加入提切剂后，钻井液流变性和添加提切剂的目的是提高油基钻井液的切力悬浮性得到明显改善，其中悬