提高水基钻井液高温稳定性的实验研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第3O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】提高水基钻井液高温稳定性的实验研究卢明，王学良，王恩合，武琳娜，王磊(西部钻探工程有限公司钻井工程技术研究院，新疆鄯善)卢明等．提高水基钻井液高温稳定性的实验研究[J]．钻井液与完井液，2013，30(1)：17—21．摘要通过考察加入表面活性剂和高温稳定剂后钻井液在不同温度下流变性能和滤失性能的变化，研究了高温稳定剂和不同的表面活性剂对不同钻井液体系高温稳定性的影响，其中高温稳定

2、剂由Vc钠盐、三聚甲醛和柠檬酸按照一定比例复配而成，对合适的表面活性剂及高温稳定剂加量进行了优选。结果表明，对于不同的钻井液体系，表面活性剂和高温稳定剂的作用效果不同。其中，表面活性剂与高温稳定剂能在一定程度上提高淀粉类钻井液的抗温能力，但有较大的限度；表面活性剂与高温稳定剂不能提高褐煤类钻井液的抗温性能；能显著提高铵盐及铵盐褐煤钻井液的高温稳定性，对铵盐褐煤钻井液的高温保护作用尤其突出，该钻井液中加入稳定剂和表面活性剂TW-80后，在250℃下持续作用2h后，钻井液性能稳定性，这对于深井和超深井钻井具有重要的指导意义。关键词水基钻井液；高温稳定性；高温稳定剂；表面活性剂

3、；聚合物降解中图分类号：TE254．1文献标识码：A文章编号：1001．5620(2013)O1．0017．05随着油气勘探开发向深部地层发展，钻遇的地其中高温稳定剂由Vc钠盐、三聚甲醛和柠檬酸按层越来越复杂，对钻井液性能的要求日益苛刻。在照一定比例复配而成。基浆的配制：将水、膨润土高温条件下，现有钻井液处理剂的性能会部分或完和纯碱按100：5：0．4的质量比混合，高速搅拌20全丧失，如果存在地层盐水的污染，这种情况将更min后养护24h。实验条件：将浆液在高温滚子炉加严重。因此，围绕深井超深井钻井的需要，国内中老化16h，在室温(20℃)下测定性能。外研究者针对钻井液高

4、温稳定性问题进行了多方面研究。近年来，通过向钻井液中加人高温稳定剂及2表面活性剂和高温稳定剂对不同钻表面活性剂来稳定或者提高钻井液在高温下的性能井液体系性能的影响成为一个新的研究方向，并取得了一定的效果。为2．1淀粉钻井液此，就高温作用下如何提高钻井液的抗温性能进行了研究。通过研究高温稳定剂和表面活性剂对钻井1)140℃。在淀粉钻井液中分别加入高温稳定液性能的影响，以期为深井超深井钻井液技术提供剂(浓度为100mg／L)及不同浓度的各种表面活性借鉴及思路。剂，测试浆液在140℃热滚16h后的性能，结果见表1。从表1可知，加入高温稳定剂和表面活性剂1实验部分之后，热滚后浆液

5、的表观黏度和动切力上升，而塑实验材料：淀粉、铵盐，新疆准东石油股份有性黏度大部分有所降低，滤失量均有一定程度的降限公司生产；水解聚丙烯腈铵盐、褐煤，石家庄华低，其中加入聚氧乙烯脂肪醇醚单酰胺磺化琥珀酸莱化工有限公司生产；高温稳定剂、表面活性剂，单酯二钠盐和聚乙烯醇的钻井液降滤失效果最好。西部钻探工程有限公司钻井工程技术研究院提供。在淀粉钻井液中加人高温稳定剂和不同的表面基金项目：中国石油塔里木油田公司级项目《高温高压钻井液流变性研究》。第一作者简介：卢明，硕士研究生，1983年生，2010年毕业于中国石油大学(华东)油气井工程专业。地址：新疆吐鲁番市鄯善火车站镇西部钻探钻

6、井工程技术研究院固完井技术研究所；邮政编码838202；电话15026251507；E—mail：lumin1983@126．tom。学兔兔www.xuetutu.com18钻井液与完井液2013年1月活性剂后，黏度增加，滤失量减小，说明高温稳定稳定剂的用量，同样表观黏度和动切力稍有降低，剂和表面活性剂起到了保护作用。影响聚合物溶液滤失量基本没有变化，这说明稳定剂的最佳用量可黏度的因素有2个方面，聚合物的分子量和分子形能就是200mg／L。为了确定稳定剂的最优加量，改态。高温老化对这2个因素都会起作用，热降解造变稳定剂的加量重复上述实验，结果见表3。成断链使分子量降低，而

7、高温破坏高分子的溶剂化表2不同量稳定剂和表面活性剂的膜使体系的熵增加，导致高分子卷曲。如果分子内加入对淀粉钻井液性能的影响部形成氢键，这种卷曲具有不可逆性，当温度降低后，黏度将不能恢复。但是加入高温稳定剂和表面活性剂后，稳定剂可除去钻井液中的氧，从而有效地保护高分子量聚合物。表面活性剂也可提高钻井液的抗温性能，一方面是因为钻井液中含有大量的胶体颗粒，表面活性剂在颗粒表面的吸附阻止了不可逆卷曲现象的发生；另一方面，表面活性剂增加了钻井液中黏土颗粒的分散度，使得聚合物吸附在表3不同加量的稳定剂对淀粉钻井液的影响黏土颗粒上的几率增大