高矿化度高密度水基钻井液流变性调控方法研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:angelasun
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在钻遇盐膏层、高压盐水层时,要求钻井液具有优良的抗盐、钙能力以保持性能稳定,高的密度以平衡地层压力。目前,高矿化度高密度水基钻井液的流变性、滤失性、沉降稳定性的调控难题仍未有效解决,为此,非常有必要系统开展高矿化度高密度水基钻井液流变性调控方法及机理研究。本文探讨了高矿化度高密度水基钻井液流变性的影响因素和调控方法,实验研究了配浆土含量、矿化度、加重材料对钻井液的流变性、沉降稳定性的影响及规律,抗盐配浆材料流变性及pH调控方法。结果表明,海泡石、凹凸棒石和膨润土的复配基浆流变性对盐和老化温度变化不敏感;凹凸棒石颗粒尺寸、老化时间对复配基浆流变性影响较小。高密度钻井液(ρ=2.0g/cm3)中配浆土含量维持在2%左右,低的配浆土含量有助于调控体系流变性;加重材料(普通重晶石、超微重晶石、钛铁矿粉、四氧化三锰)对高矿化度钻井液流变性影响不同,相同密度下的高密度盐水钻井液流变参数大小为:四氧化三锰>超微重晶石>普通重晶石>钛铁矿粉,超微重晶石、四氧化三锰不适合单独加重密度大于1.9g/cm3的高矿化度高密度水基钻井液;当重晶石和钛铁矿粉、超微重晶石分别以1:1比例复配时,高密度盐水体系流变性、滤失性较好。考察了强碱弱酸盐、碱性氧化物、表面活性剂对盐水钻井液pH值的影响,并优选出乙酸钠、氧化钙、十二烷基苯磺酸钠、Span-80,其中Span-80、CaO复配后对饱和盐水钻井液pH值稳定有着较好缓冲作用。室内实验优选了具有优良抗盐、钙能力的降滤失剂、降粘剂、封堵防塌剂、润滑剂,分别是ZDP-1、SMP-3、SPNH、ZDGF、SDJN和SF260、GRA和白油;进一步构建了流变性、滤失性和沉降稳定性优良,密度为2.2g/cm3(150℃)的高矿化度高密度水基钻井液配方。室内评价发现,该钻井液配方的膨胀率仅为1.84%,回收率为85.73%,润滑系数为0.122,抗30%NaCl、1%CaCl2、10%劣土污染,表明该配方钻井液抑制性较强,润滑性能好,抗盐钙和劣土污染能力强,具有良好的储层保护和封堵性能。
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