国外高性能水基钻井液介绍

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1、第24卷第3期钻井液与完井液Vol.24No.32007年5月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDMay2007文章编号:100125620(2007)0320068206国外高性能水基钻井液介绍12345张克勤何纶安淑芳丁彤伟宋芳(1.中国石油勘探开发研究院,北京;2.四川石油管理局,四川;3.华北石油机械化工有限公司,河北任丘;4.中国石油大学(北京),北京昌平;5.塔里木油田,新疆库尔勒)摘要近年来高性能水基钻井液(又称胺基钻井液)在国外应用较广,它被认为是替代油基钻井液且又能安全钻进的一类高性能水基钻井

2、液,并于2006年被列为一种新的钻井液体系分类。高性能水基钻井液的实质是应用了一种新的阳离子胺基聚合物———醚乙二醇聚胺类,该胺盐有更高的抑制能力和防泥包能力,符合环保要求,并具有成膜作用,高性能水基钻井液的应用效果与油基钻井液相当。介绍了新胺盐的抑制效果、防泥包数据、利用崩散性试验仪和硬度测试仪2种新仪器测出的各类钻屑的硬度数据和回收率数据,以及国外一家钻井液公司使用该体系的实例和在现场测定聚合物浓度的方法。关键词水基钻井液胺基钻井液高性能水基钻井液综述中图分类号:TE254.3文献标识码:A近年来,高性能水基钻井液(HPWBM,

3、又称胺(OrganicCationicMaterials—QuaternaryCationic基钻井液(Amine2basedmud))在国外应用较广。Polymers)→部分水解聚丙烯酰胺(PHPA2Partially特别是在文献[1]刊登的“钻井液体系”分类和“处理HydrolyzedPolyacrylamide)→有机阳离子物质—剂”分类中,该体系被加入到了“水基钻井液体系”一季烷基胺(OrganicCationicMaterials2Quaternary栏中,与“不分散”、“钙处理”、“聚合物”等钻井液体Alkyl2amin

4、e)→有机阳离子物质—季羟基胺(Or2系并列,说明了国外对该体系的重视程度,特介绍ganicCationicMaterials2QuaternaryHydroxyA2之。高性能水基钻井液主要由页岩抑制剂、包被剂、mines)→两性聚胺酸(AmphotericPoly2amine分散剂和降滤失剂组成,其实质是应用了一种新的Acids)→烷基二胺(Alkyl2diamines)→聚胺乙二醇阳离子胺基聚合物。该胺盐有更高的抑制能力和防类(Polyamine2Glycols)→醚乙二醇聚胺类(新胺盐[2]泥包能力,符合环保要求,并具有成膜作

5、用,其效果技术,Ether/GlycolPolyamines)。与油基钻井液相当,该体系可以认为是替代油基钻2新胺盐的特点及作用机理井液且又能安全钻进的一类性能更高的水基钻井液。介绍了新胺盐的抑制效果、防泥包数据,利用2高性能水基钻井液用新胺盐作抑制剂。该胺盐种新型仪器测出的各类钻屑的硬度数据和回收率数完全水溶,低毒,可与其它添加剂一起使用,不水解,据,以及国外一家钻井液公司使用高性能水基钻井具有成膜作用。新胺盐有独特的分子结构,可充填液的实例和在现场测定聚合物浓度的方法。在黏土层间,并把它们束缚在一起,有效地减少黏土的吸水倾向;胺

6、分子通过金属阳离子吸附在黏土表1铵基和胺基钻井液的历史面,或者是在离子交换中取代了金属阳离子形成了利用铵(胺)盐来处理钻井液的性能已有很长的对黏土的束缚;其抑制页岩膨胀的机理不同于聚合历史,其进程可约略为:氯化铵(AmmoniumChlo2醇的作用机理,是由于胺基独特的束缚作用,而不是ride)→铵盐钻井液体系(AmmoniumSaltMudSys2把水从层间排除;X射线衍射分析结果表明,随着其tems)→有机阳离子物质———季胺阳离子聚合物浓度的增加,蒙脱土的层间距在下降,这与在聚合醇第一作者简介:张克勤,教授级高级工程师,本刊学

7、术顾问,1927年生,1949年毕业于西北大学化学系,一直从事钻井液专业工作。地址:北京市学院路910号信箱中国石油勘探开发研究院老干部处;邮政编码100083。第24卷第3期张克勤等:国外高性能水基钻井液介绍69溶液中观察到的现象相反,同时这也支持了一种新大大优于PHPA钻井液。从图6可看出,现场钻屑抑制机理的假设;对具有中性的胺抑制剂进行了各在PHPA/KCl/NaCl钻井液中热滚后,钻屑被挤成种分子量的建模研究。结果表明,具有某些分子量条带状挤出,而用HPWBM钻井液处理的钻屑没被的胺的混合物通过架桥的方式穿过土层进行束缚。挤

8、压出,在仪器中被挤成片状。试验结果表明,HP2WBM钻井液显示出较好的抑制性能。用Oxford3性能测试数据钻屑进行的试验结果与图6一样,钻屑在钙盐钻井3.1抑制性液和PHPA/NaCl钻井液中热滚后均压成条状,而在膨润土浆中试验了K