论文部分内容阅读
摘要：泥页岩地层具有膨胀性，塑性大，水敏性较强，在处理这类地层的井壁稳定中最主要的方法是降低钻井液的滤失量，降低钻井液与地层的反应程度。结合LG植物胶的相关室内实验：抗高温实验、稀释剪切性试验、润滑减阻实验和抑制性实验（包括岩样浸泡实验、泥页岩滚动回收实验和膨胀量实验）一起构成泥页岩地层钻井液的评价系统，最后与PAM做稀释剪切试验和岩样浸泡试验对比，得出LG植物胶优于PAM，结合室内试验和LG植物胶在松科1井的现场应用效果，建议将LG植物胶作为泥页岩地层钻井液的主处理剂在油田推广使用。
关键词：井壁稳定性 滤失量 泥页岩 LG植物胶
随着环保要求的日益严格，人们越来越重视对可以用作钻井液处理剂的天然材料的认识和利用。目前国内利用较多的植物胶，大多取自植物的根、茎或皮，对植物本身破坏大，且生长周期过长，不利于资源的可持续化利用和维护生态平衡。为此，利用来源广泛、价格低廉的野生植物胶资源，研制开发出LG植物胶处理剂。
1、LG植物胶特性的室内研究
1.1稀释剪切性实验
一、实验原理：①在基浆中加入LG植物胶，与基浆对比，观测LG植物胶对基浆剪切稀释性的改良；②调节加量，进行剪切稀释性对比。
二、配方为 ① 4%基浆； ② 4%基浆+1%LG植物胶 ③ 4%基浆+2%LG植物胶 ④ 4%基浆+3%LG植物胶 ⑤ 4%基浆+4%LG植物胶
三、测试数据见表1-1。
从表可以看出加入LG植物胶的动塑比比基浆高（配方一定的情况），说明其剪切稀释性能更好，悬渣能力较基浆好且失水量降低；n值均处于0.4～0.7之间，说明流变性较好。基浆中加入植物胶后表观黏度（AV）、塑性黏度（PV）和动切力（YP）增加较快，失水量降低。
LG植物胶加量到2%时，滤失量能控制在14左右（初始为20.2）；增黏效果好，当加量为0～2%时，表观黏度（AV）、塑性黏度（PV）和动切力（YP）增加较快，可见植物胶钻井液中增黏效果好，降滤失能力强。且随着LG植物胶加量增大，失水量降低，动塑比可达到1.054，n值达到0.463。
1.2抗高温实验
在石油钻井中，井较深，为验证LG植物胶是否适用深井中，特做抗高温实验来验证高温条件下的性能变化情况，根据地层温度升高规律，即每100米温度升高3°的原则，将温度设在100°或120°。采用OFITE定时滚子加热炉，对植物胶进行滚动加热试验，评价钻井液的流变性和滤矢量。配方为：①基浆（基浆为4%Na化膨润土）；
②基浆+1%LG；③基浆+2%LG；④基浆+3%LG；⑤基浆+4%LG。测试数据见表4-2。
由表1-2可见，在100°或120°热滚16h后，钻井液的塑性黏度（PV）、动切力（YP）大部分都稍有增加，滤失量（FL）亦有所增加（加量1%时， FL为12.2），但随着植物胶加量的增加，滤失指标有所改善（加量为4%时，ΔFL为3.5）。如图1-1。可以看出，植物胶能耐100°的高温，通过改性或加入其他的抗高温处理剂，可以进一步提高植物胶的耐温性能。
1.3润滑减阻实验
可以看出，在清水中加入4%的植物胶，润滑系数降低率可达38.2%，而在4%的钠土基浆中加入1%的植物胶，润滑系数降低率为11.1%；加入2%，降低率为27.2%；加入3%，降低率为43.4%；加入4%，降低率为57.6%。
LG植物胶中含有亚油酸和油酸等脂肪酸，脂肪酸都是性能优良的润滑剂，因此植物胶能在钻头（或钻具）和岩石表面形成牢固的吸附膜，变钻头（或钻具）和岩石表面间的干摩擦为油膜之间或表面活性剂憎水端间的摩擦，显著地降低摩擦因数，降低起下钻速的压力激动及循环过程中的扭矩和钻头钻具的磨损，而其独特的两亲结构使其在清水中和在膨润土浆中都具有明显的润滑作用。
2结论
通过室内实验有抑制性实验（包括岩样浸泡实验、泥页岩滚动回收实验和膨胀量实验）、抗高温实验、稀释剪切性试验和润滑减阻实验，证明LG植物胶抑制性强，能有效抑制钻井液中的水向地层渗透，同时还能提高钻井液的粘度、降低钻井液的滤失量。由于聚乙二醇的众多-OH基团和特定结构，此配方（基浆+4%LG植物胶+4%聚乙二醇）水容性较好，润滑性明显，对泥页岩地层非常适合。
参考文献
[1] 乌效鸣、 蔡记华、杨倩云.LG植物胶的室内实验与初步研究应用. 石油钻采工艺，2006年（12），28（6）；
[2] 乌效鸣、蔡记华、李云波. LG 植物胶处理剂的试验研究.钻井液与完井液，2005年，22（1）；
关键词：井壁稳定性 滤失量 泥页岩 LG植物胶
随着环保要求的日益严格，人们越来越重视对可以用作钻井液处理剂的天然材料的认识和利用。目前国内利用较多的植物胶，大多取自植物的根、茎或皮，对植物本身破坏大，且生长周期过长，不利于资源的可持续化利用和维护生态平衡。为此，利用来源广泛、价格低廉的野生植物胶资源，研制开发出LG植物胶处理剂。
1、LG植物胶特性的室内研究
1.1稀释剪切性实验
一、实验原理：①在基浆中加入LG植物胶，与基浆对比，观测LG植物胶对基浆剪切稀释性的改良；②调节加量，进行剪切稀释性对比。
二、配方为 ① 4%基浆； ② 4%基浆+1%LG植物胶 ③ 4%基浆+2%LG植物胶 ④ 4%基浆+3%LG植物胶 ⑤ 4%基浆+4%LG植物胶
三、测试数据见表1-1。
从表可以看出加入LG植物胶的动塑比比基浆高（配方一定的情况），说明其剪切稀释性能更好，悬渣能力较基浆好且失水量降低；n值均处于0.4～0.7之间，说明流变性较好。基浆中加入植物胶后表观黏度（AV）、塑性黏度（PV）和动切力（YP）增加较快，失水量降低。
LG植物胶加量到2%时，滤失量能控制在14左右（初始为20.2）；增黏效果好，当加量为0～2%时，表观黏度（AV）、塑性黏度（PV）和动切力（YP）增加较快，可见植物胶钻井液中增黏效果好，降滤失能力强。且随着LG植物胶加量增大，失水量降低，动塑比可达到1.054，n值达到0.463。
1.2抗高温实验
在石油钻井中，井较深，为验证LG植物胶是否适用深井中，特做抗高温实验来验证高温条件下的性能变化情况，根据地层温度升高规律，即每100米温度升高3°的原则，将温度设在100°或120°。采用OFITE定时滚子加热炉，对植物胶进行滚动加热试验，评价钻井液的流变性和滤矢量。配方为：①基浆（基浆为4%Na化膨润土）；
②基浆+1%LG；③基浆+2%LG；④基浆+3%LG；⑤基浆+4%LG。测试数据见表4-2。
由表1-2可见，在100°或120°热滚16h后，钻井液的塑性黏度（PV）、动切力（YP）大部分都稍有增加，滤失量（FL）亦有所增加（加量1%时， FL为12.2），但随着植物胶加量的增加，滤失指标有所改善（加量为4%时，ΔFL为3.5）。如图1-1。可以看出，植物胶能耐100°的高温，通过改性或加入其他的抗高温处理剂，可以进一步提高植物胶的耐温性能。
1.3润滑减阻实验
可以看出，在清水中加入4%的植物胶，润滑系数降低率可达38.2%，而在4%的钠土基浆中加入1%的植物胶，润滑系数降低率为11.1%；加入2%，降低率为27.2%；加入3%，降低率为43.4%；加入4%，降低率为57.6%。
LG植物胶中含有亚油酸和油酸等脂肪酸，脂肪酸都是性能优良的润滑剂，因此植物胶能在钻头（或钻具）和岩石表面形成牢固的吸附膜，变钻头（或钻具）和岩石表面间的干摩擦为油膜之间或表面活性剂憎水端间的摩擦，显著地降低摩擦因数，降低起下钻速的压力激动及循环过程中的扭矩和钻头钻具的磨损，而其独特的两亲结构使其在清水中和在膨润土浆中都具有明显的润滑作用。
2结论
通过室内实验有抑制性实验（包括岩样浸泡实验、泥页岩滚动回收实验和膨胀量实验）、抗高温实验、稀释剪切性试验和润滑减阻实验，证明LG植物胶抑制性强，能有效抑制钻井液中的水向地层渗透，同时还能提高钻井液的粘度、降低钻井液的滤失量。由于聚乙二醇的众多-OH基团和特定结构，此配方（基浆+4%LG植物胶+4%聚乙二醇）水容性较好，润滑性明显，对泥页岩地层非常适合。
参考文献
[1] 乌效鸣、 蔡记华、杨倩云.LG植物胶的室内实验与初步研究应用. 石油钻采工艺，2006年（12），28（6）；
[2] 乌效鸣、蔡记华、李云波. LG 植物胶处理剂的试验研究.钻井液与完井液，2005年，22（1）；