低软化点防塌减阻剂研究及在复杂地层中的应用.pdf

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1、第5l卷第6期地质与勘探Vo1．51No．62015年11月GEOLOGYANDEXPL0RATIONNovember，2015低软化点防塌减阻剂研究及在复杂地层中的应用熊正强，何玉云，陶士先，李晓东，苏兴涛(1．北京探矿工程研究所，北京100083；2．宁夏核工业地质勘查院，-7夏银川750021)[摘要]为解决现有沥青类防塌剂软化点高及较低温度条件下润滑性差等问题，采用沥青及石油树脂等为主要原料，研制出软化点30℃～60℃可调的防塌减阻剂GFT。室内性能评价表明，GFT具有胶体稳定性好、软化点低、乳液粒径小及润滑能力强等特点，而且与冲洗液配伍性强，不会明显增加冲洗

2、液的粘度，并能有效地降低冲洗液的滤失量。在淡水膨润土基浆中加入1％软化点为46℃的防塌减阻剂，基浆的润滑系数降低率达69％。经在山东及安徽等地多个复杂地层钻孔中现场应用，证明了防塌减阻剂GFT对松散破碎地层、见水易分散地层及硬碎地层具有良好的护壁效果，同时能较好地降低钻具扭矩及摩擦阻力。[关键词]孔壁稳定防塌减阻剂低软化点润滑性复杂地层[中图分类号]P634．6+9[文献标识码]A[文章编号]0495—5331(2015)06-1175-6XiongZheng·qiang，HeYu-yun，TaoShi-xian，LiXiao·dong，SuXing-tao．Appl

3、icationofthean-ti-collapseandanti·dragagentwithlowsofteningpointtocomplexstrata[J]．GeologyandExploration，2015，51(6)：1175—1180．度高于其软化点时，沥青颗粒开始软化变形，粘接破0引言碎岩块及填充孔壁微裂缝，从而有效地封堵地层，保随着我国地质找矿的深入，会大量钻遇松散、破护孔壁。但是现有的沥青类防塌剂软化点高(大于碎及遇水分散剥落等复杂地层。由于这些地层胶结80℃)，适用于地质钻探，这是因为目前地质钻探钻性差、孔壁薄弱，易坍塌掉块，钻进时要求冲洗液具

4、孔深度主要集中在lO00m～2000m，按地层温度有较强的粘接能力和封堵能力，即需要在冲洗液中3℃／lOOm计算，钻孔孔底温度不超过60℃。因此，加入防塌剂或护壁类材料，并适当地提高冲洗液的急需研制适用于地质钻探的低软化点沥青防塌剂。密度。常用的防塌护壁类材料有腐植酸类(丁锐，本文以沥青为主要原料，加入石油树脂等作为1997)、沥青类(McCrary，1983；DavisandTooman，沥青软化点调节剂，研制出具有低软化点及良好润1989；Labenski，2003；Liu，2013；Xiongeta1．，滑性能的防塌减阻剂(简称GFT)。在山东及安徽2014)、

5、聚合醇类(Astoneta1．，1994；吕开河，2004；等地进行了现场应用，较好地解决了复杂地层孔壁李万清等，2006)、硅酸盐(Baileyeta1．，1998；E1Es—失稳问题取得了良好的效果。sawyeta1．，2004；Guoeta1．，2006；McDonald，1防塌减阻剂GFT的制备2012)、铝络合物(Labenski，2003；Maeta1．，2012；Xiongeta1．，2012；Zhangeta1．，2013)、成膜树脂以沥青为原料，加入石油树脂等软化点调节剂，(丁锐，1998；金军斌等，2002)及碳酸钙等。从防塌在1IO~C～130~

6、C温度下搅拌均匀后制得油相；将所性能、冲洗液维护及经济性角度来看，沥青类材料是需的乳化剂加入水中，加热搅拌均匀后制得水相；在提高松散破碎地层孔壁稳定性的最佳防塌剂，其防70~C～90％温度下将油相加入到水相中，待高速剪塌机理是利用沥青具有软化变形的特性，当孔内温切一定时间后，即制得防塌减阻剂GFT。[收稿日期]2015—06—05；[修订日期]2015—09—19；[责任编辑]雷华。[基金项目]地质矿产调查评价项目“重点成矿带钻探冲洗液关键技术研究与示范”(编号12120113097400)资助。[第一作者]熊正强(1985年一)，男，2012年毕业于中国地质大学(北

7、京)，获硕士学位，工程师，从事钻井液材料研究与应用工作。E-mailxiongzq1012@126．corn。1175地质与勘探由图2(a)可知，室温下，随着GFT用量增加，2防塌减阻剂GFT的性能评价基浆的表观粘度基本不变，而在60cC老化16h后，2．1GFT的特点基浆的表观粘度随着GFT用量增加而缓慢增加。防塌减阻剂GFT为灰黑色水包油型乳液，易分例如，基浆表观粘度为9．5mPa·S，而加有3％GFT散在水中，从其具体技术指标(表1)可见，防塌减阻的基浆表观粘度为10．5mPa·S。由图2(b)可知，剂具有胶体稳定性好及软化点低的特点。在室温及