甲酸钾溶液作内相的油基钻井液.pdf

第31卷第2期
铉并液与完并液
Vol 31 No. 2
2014年3月
DRILLING FLUID COMPLETION FLUID
Mar.2014
doi:10.3969/.issn.1001-5620.2014.02.006
甲酸钾溶液作内相的油基钴井液
荆鹏
(天津中海油服化学有限公司技术部,天津)
判鹏.甲酸钾溶液作内相的油基钻井液.钻井液与完井液,2014,31(2):21-23,27
摘要油基钻并液普遍使用CaCl2水溶液作内相,但体系有时会存在乳化稳定性不好、整体性能下降的间题。因
此对甲酸钾溶液作水相的油基钻并液进行了研究。实验评价结果表明,对比Na、Ca2,K易与钻井液中的有机官能
团结合,同时也很容易通过物理吸附和化学吸附等过程,吸附在固相物质的表面,形成稳定的化学键,使整个体系乳
化稳定,同时引入的HCOO的空间位阻效应,并没有对整个体系起到很大的影响。性能评价结果表明:甲酸钾作内
相的油基钻井液在不同基础油、温度为120~220℃、密度为12~2.2gcem和水相浓度为109%6~30%条件下,流变
性能好,电稳定性较好,高温高压滤失量小于7mL,证明该钻共液具有较高的应用性能。该甲酸钾作内相的油基钻井
液可以在大位移井、水平井、深水井及超深水井等特殊工艺井以及易漏地层、多套压力系统等复杂地层钻井应用。
关键词油基钻井液;水相;甲酸钾;流变性能
中图分类号:TE254.3
文献标识码:A
文章编号:1001-5620(2014)02-0021-03
在油基钻井液中,普遍使用CaC2水溶液作为水1.2配制过程
相,其作用在于控制水相活度,以防止或减弱泥岩地
用量筒量取一定量的基础油加人到高搅杯中,依
层的水化膨胀,保证井壁稳定9。但Ca2在与油基次加入PF- MOEMUL、 PE-MOMET,在变频高速境
钻井液中其他处理剂作用时,不易形成钙盐,进而使拌仪上以11001000min的转速搅拌5~10
整个体系乳化不稳定;并且在形成钙盐后很容易与地min,使之充分溶解:加入一定量的甲酸钾水溶液,
层中的其他阴离子发生反应,生成沉淀,进而破坏了继续高速搅拌20min;再加人有机土、氧化钙和降
整个体系的网状结构,使油基钴井液整体性能下降;滤失剂,高速搅排10min;最后加入重晶石,高速
当钻遇泥岩和活性页岩层时,还经常出现井径不规则搅拌25min,配制成为所需油基钻井液。
等问题。实验利用甲酸钾水溶液作为水相,改善
1.3实验方法
油基钻井液的流变性能、降滤失性能,进一步提升油
按照SYT6453-2000测定高温高压滤失量;按
基钴钻井液整体性能指标和应用性能
照SY/T66152005测定破乳电压;按照 ASTM C
1实验部分
1752-2011进行油基钻井液流变性能测定;按照GB
T15541-1995进行油基钻井液抗污染实验。
1.1实验原料及仪器
caC2、有机膨润土,工业级:Cao、甲酸钾、2结果与计论
甲酸钠、乙酸钠、乙酸钾,分析纯;重晶石:0°柴油;
乳化剂PF- MOEMUL(自产润湿剂 PF-MOMET(自2.1不同因素对油基钻井液性能的影响
产);降滤失剂PF- MOFLITER(自产);5白油。
2.1.1水相
变频高速搅拌机,23D型破乳电压仪(Fann
以S“白油为基础油,使用不同水相,配制油水
Instrument Company),ZN-D。型六速旋转黏度计,比为7525的油基钻井液,其基础配方如下,钻井液
GZX-9070MBE型电热鼓风干燥箱,高温高压失水仪。性能测定结果见表1。
作者简介:判鹏,助理工程师,硕士研究生,主要从事功能性高分子研制及其在油田化学等领域应用的研究工作。地址
天津市塘沽区工农村贻正嘉合小区15-2-202;邮政编码300450;电话(022)66909954;E-mail:jingpeng(@cosl.com.cn
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2014年3月
5白油+水+2.5%PF- MOEMUL+1.0%PF- MOMET
+2.0%有机膨润土+3.0%氧化钙+2.5%降滤失剂,
6.0
密度为1.5g/cm
表1不同水相对油基钻井液性能的影响
1eD120140160180200220240
水相A7mPa?sYP/Pa
ES/V
FI
TF℃
甲酸钾
图3温度对油星基钻井液滤失量的影响
乙酸钠
200
21,6
乙酸钾
310-~245
19.6
表2不同溫度下油甚钴井液的沉降稳定性能
甲酸钠
105
285~205
TY℃
24h沉降稳定性能
氯化钙
344
406378
3.2
稳定,软沉降,钴井液恢复性能好
注:在150℃热滚16h,6℃下測定钴井液流变性能;
稳定,软沉降,钴井液恢复性能好
用乙酸钠溶液配制的油基钻井液的90。读数大于300。
稳定,软沉降,钴井液恢复性能好
由表1可知,用25%甲酸钾水溶液配制的油基
180稳定,有少量死沉降,钻井液恢复性能较好
钴井液,其流变性能、乳化稳定性和降滤失性能等
200
稳定,有少量死沉降,钻井液恢复性能较好
均表现出极大的优势。这主要是由于K(对比Nat、
225
稳定,有死沉降,铦井液恢复性能较好
Ca2)易与钻井液中的有机官能团结合;同时也很容
易通过物理吸附和化学吸附等过程,吸附在有机土和
由实验可知,随着温度升高,甲酸钾一油基钻井
重品石等固相物质的表面,形成稳定的化学键,使整液的整体性能呈现出下降的趋势,但在100~220℃
个体系乳化稳定;同时引入的HCOO的空间位阻效范围内,其破乳电压值可控制在730以上,塑性黏
应,并没有对整个体系起到很大的影响
度值在45mPas以下,高温高压滤失量能控制在7.5
2.1,2温度
mL以下。以上结果证明该钻井液有很好的抗温性能。
以5“白油为基础油,25%甲酸钾溶液为水相,2.13密度
油水比为85/15,配制油基钻井液,通过改变不同的
实验考察了甲酸钾油基钻井液在不同密度条件
热滚温度,考察该配方井液的抗温性能,实验结果下其整体性能的变化趋势,如图4~图6所示
如图1~图3和表2所示。井液配方如下。
2 ghom
5°白油+2.5%PF- MOEMUL+1.2%PF- MOMET+
0-1,.5gymi
2.5%有机膨润土+3.0%氧化钙+4.5%降滤失剂,密
0000
度为1.8gcm。
60
40
780
120140160180200220240
740
图4不同度钻并液在不同温度下的表观黏度
10120140160180200220
2000
mmm 1. 2 g/cm
15g
图1温度对油基钻井液乳化稳定性能的影响
1600
1,g
40
400
120140160180200220240
30
00120140160180200220240
图5