一种微泡沫发泡剂及其钻井液体系配方
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微泡钻井液技术简介.
汇报内容
一、概述 二、室内微泡钻井液性能 三、现场应用情况 四、认识
四、认识
1、微泡钻井液密度越低越好么？
2、微泡钻井液适用于所有漏失条件下钻井么？
3、微泡钻井液能加重么？
敬请专家指导!
泡沫钻井液抗压缩性能对比
10 8 6 4 2 0 0 100 200 300 400 500
VES-1 DC OP-10
压力/MPa
压力/MPa
挤注量/mL
二、室内微泡钻井液性能
高温稳定性好，对泵上水影响小
密度 /(g/cm3)
0.85 AV /mPa· s 76.5 68
实验条件
室温 120℃/16h
通过处理剂配伍性研究，形成 配方：(3~5)%膨 润土+ (1.0~2.0)%表面活性剂VES-1+ (0.3~0.5)%稳泡 剂+ (0.3~0.8)%降滤失剂+(1~3)% 胶束促进剂+ (0.1~0.3)% 抑制剂
微泡粒径小，稳定性好
密度 /(g/cm3)
0.85 0.92
AV /mPa· s
且回收的页岩棱角分明，可满足现场要求
抗污染能力强，钻井液性能稳定
抗复合盐水达10%，清水达15%，岩屑粉达5%，原油达1%
因素
基浆 加量， % 0 AV /mPa.s 62 PV /mPa.s 28 YP /Pa 34 ρ /(g/cm3) 0.76
岩屑粉
复合盐水 清水
5
10 15
54
67.5 51
PV /mPa· s
35 30
YP /Pa
41.5 38
ρ /(g/cm3)
0.85 0.88
抗温达120℃，经卫.82g/cm3，对上水影响小
耐盐耐温耐油水基微泡钻井液的制备
耐盐耐温耐油水基微泡钻井液的制备随着油气钻探技术的不断进步，对钻井液的要求也越来越高。
在特殊的工况下，如海洋油气开采，钻井液所面临的问题更加复杂。
随着能源压力的不断增加，开发海洋油气资源已成为全球范围内研究的焦点之一。
而耐盐耐温耐油水基微泡钻井液作为一种钻井液的新型技术，备受关注。
本文介绍了一种耐盐耐温耐油水基微泡钻井液的制备工艺及性能。
首先，根据海洋环境条件，选择适合的表面活性剂作为基础，研究优选最佳的配方比例。
经过多次试验，最终确定了以下组分：20％十二烷基苯磺酸钠、30％聚羧酸、50％乳化剂。
经实验表明，此组配方能够较好地协调相容性并保证钻井液具备良好的分散性和稳定性。
在制备过程中，为了提高钻井液的耐盐性，使用了一种新型的盐类防止剂——冰晶抑制剂。
将其加入到钻井液中，能够在高盐度海水中实现稳定的钻井液体系。
针对高温环境的需求，使用了一种高温稠化剂——聚丙烯酰胺。
加入聚丙烯酰胺后，钻井液能够在高温下仍然保持流动性以及相应的流动性能。
为了保证钻井液的耐油性，将具有一定的油溶性的颗粒物质加入到钻井液中，能够让钻井液在遇到油污染时仍然能够保持较好的稳定性和分散性。
同时，加入这些物质还能够提高钻井过程中的冲刷效果，减轻钻头卡钻现象。
最后，在配制完成后，对钻井液的性能进行了一系列测试。
实验表明，所配制的钻井液具有良好的稳定性、分散性、耐盐性、耐温性和耐油性，具有更好的适应性和优越的钻探性能。
综上所述，耐盐耐温耐油水基微泡钻井液是一种适应于复杂环境下的新型钻井液技术。
在制备过程中，通过选择合适的表面活性剂、优化配方比例和加入新型助剂等手段，最终实现了钻井液良好的性能表现，有望推动海洋油气开采技术的发展。
耐盐耐温耐油水基微泡钻井液相比传统的钻井液技术，具有许多优势。
首先，由于其表面活性剂成分的存在，渗透能力较强，能够深入到井壁孔隙中去除弱化区、污染性物质及形成钻井液膜，减少井壁塌方的现象。
而且，其稳定性和分散性优异，能够在变化的水质条件下正确地保持钻井液的回收并减少钻井过程中钻头定向的失误，提高了钻井效率。
一种可循环泡沬钻井液体系的研制及评价
［ 收稿 日期］２ ０ １ ３ — ０ ９ — １ ６
８ １ ． ５ ／ ２ ． ５
由表 ２可 知 ， １ ４ ０℃ 高 温 老 化后 ， 起泡剂 Ｆ ８ ７ ３
的发 泡能 力大 大降 低 ， 发泡 率 不 到 １ Ｏ ％， 而 ＡＢ Ｓ发
［ 作者 简介］张志财（ １ ９ ８ ４ 一） ， 男， 山 东德 州人 ， 中石化胜利石油工程技术有 限公 司钻 井工 艺研 究院工程 师， 主要从 事 油田
初步优 选 ＡＢ Ｓ和 Ｆ ８ ７ ３作为 体系 的起 泡剂 。
１ ． １ ． １ 起 泡 剂 的 优 选
膨润 土 是泡 沫 钻 井液 中的重 要 组 成 部分 ， 因此 室 内选 取 预水化 好 的 ４ 膨润 土浆 进行 试验 。 （ １ ） 基 本性 能对 比 。在 ３ ０ ０ ｍＬ ４ 的膨 润 土浆
目前 ， 一 些 老 油 田地 层 压 力 系 数 低 ， 仅 ０ ． ８左
右， 在 钻井 及修 井作业 时极 易发 生漏 失 ， 环 空返 速跟
不上 ， 造成 污染 油 层 、 严 重 影 响 施 工 等 难题 ［ １ ］ 。针
对 上述 问题 ， 开 展 了可循环 泡沫 钻井 液 的研 究 ， 得到 了一 套 抗 温 １ ４ ０℃ 的 低 密 度 可 循 环 泡 沫 钻 井 液 体系。
中 加入 １ 的起泡 剂 ， 以８ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ速 度搅 拌 １ ｈ ， 记 录发 泡体 积 ， 测其 流 变 性 、 密度 和滤 失量 ， 并 观察
泡沫 的变 化情 况 ， 根 据 泡 沫 变 大破 裂 分 层 情 况 确定 泡 沫稳定 时 间 ｔ 。试 验结果 见表 １ 。
且泡 沫稳 定性 较 强 ， 均大 于 ５ ｄ 。Ｆ ８ ７ ３的 发 泡 能 力
８ １ ． ５ ／ ２ ． ５
由表 ２可 知 ， １ ４ ０℃ 高 温 老 化后 ， 起泡剂 Ｆ ８ ７ ３
的发 泡能 力大 大降 低 ， 发泡 率 不 到 １ Ｏ ％， 而 ＡＢ Ｓ发
［ 作者 简介］张志财（ １ ９ ８ ４ 一） ， 男， 山 东德 州人 ， 中石化胜利石油工程技术有 限公 司钻 井工 艺研 究院工程 师， 主要从 事 油田
初步优 选 ＡＢ Ｓ和 Ｆ ８ ７ ３作为 体系 的起 泡剂 。
１ ． １ ． １ 起 泡 剂 的 优 选
膨润 土 是泡 沫 钻 井液 中的重 要 组 成 部分 ， 因此 室 内选 取 预水化 好 的 ４ 膨润 土浆 进行 试验 。 （ １ ） 基 本性 能对 比 。在 ３ ０ ０ ｍＬ ４ 的膨 润 土浆
目前 ， 一 些 老 油 田地 层 压 力 系 数 低 ， 仅 ０ ． ８左
右， 在 钻井 及修 井作业 时极 易发 生漏 失 ， 环 空返 速跟
不上 ， 造成 污染 油 层 、 严 重 影 响 施 工 等 难题 ［ １ ］ 。针
对 上述 问题 ， 开 展 了可循环 泡沫 钻井 液 的研 究 ， 得到 了一 套 抗 温 １ ４ ０℃ 的 低 密 度 可 循 环 泡 沫 钻 井 液 体系。
中 加入 １ 的起泡 剂 ， 以８ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ速 度搅 拌 １ ｈ ， 记 录发 泡体 积 ， 测其 流 变 性 、 密度 和滤 失量 ， 并 观察
泡沫 的变 化情 况 ， 根 据 泡 沫 变 大破 裂 分 层 情 况 确定 泡 沫稳定 时 间 ｔ 。试 验结果 见表 １ 。
且泡 沫稳 定性 较 强 ， 均大 于 ５ ｄ 。Ｆ ８ ７ ３的 发 泡 能 力
微泡钻井液技术简介
“一核一层三膜”结构，区别于普通单层结构 具有胶体性质，流动性好
具有“聚能”作用，稳定性好，耐压缩能力强
表面活性剂双层 表面活性剂内层
微 泡 结 构
黏性水层
微泡形成清晰的“三层一膜结构”
微泡
普通泡沫
一、概述
微泡形成：
第一步：形成单层泡沫结构（即普通泡沫结构）
表面活性剂降低气-液界面张力、混合空气形成
于拉普拉斯压力的作用，逐渐与漏
层达到压力平衡。 当钻遇小孔隙时，微泡可以改
微泡桥堵大孔隙
变形状进入孔隙，并防止钻井液进
入。
微泡封堵小孔隙
汇报内容
一、概述 二、室内微泡钻井液性能 三、现场应用情况 四、认识
二、室内微泡钻井液性能
研发了微泡钻井液专用发泡剂VES-1，该剂属于阴离子型 黏弹性表面活性剂，发泡性能较好，泡沫稳定性、抗压缩能力 优于常用表面活性剂，有利于形成高剪切稀释性微泡钻井液。
76.5 72
PV /mPa· s
35 35
YP /Pa
41.5 37
微泡钻井液密度： 0.85~0.95g/cm3可调
高速剪切后流动性良好 钻井液密度0.85g/cm3
二、室内微泡钻井液性能
有利于防漏和储层保护
0.98 0.96
与硬胶泡沫相比抗压缩性更强，利于保持
密度/(g/cm3)
0.94 0.92 0.90 0.88
单层泡沫结构
第二步：形成空间立体网状稠化水层
聚合物类稳泡剂在单层泡沫表面束缚自由水形成稠
化水层，保证液膜粘度，延长排液时间，提高微泡稳定性
稠化水层
第三步：形成表面活性剂双层结构
临界胶束浓度低的表面活性剂在稠化水层表面通过
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权利要求：一种微泡沫发泡剂及其钻井液体系配方，其特征在于：ａ、微泡沫发泡剂
ＭＦ的合成工艺：非离子表面活性剂加温、恒温（１） ：将非离子表面活性剂ＮＰ６－ＮＰ １０或ＯＰ１０－ＯＰ５０， 在高温高压反应釜中加温至１２０℃～１５０℃， 稳定０． ２～ １．０ ｈ；加入阴离子表面活性剂在催化剂作用下得到棕褐色粘稠状液体（２） ； 在１０～１５ｍｉｎ内加入计量好的阴离子表面活性剂磺酸盐（摩尔比１∶１．１５） ，在 催化剂作用下反应２～３ｈ，得到棕褐色粘稠粘状液体（２） ；冷却、中和（３） ：冷却在６ ０～１００℃后用３０％ＮａＯＨ中和至ＰＨ＝７．０～７．５即可；ｂ、钻井液体系配制 工艺：先配制５％基浆，老化２４小时（４） ；加入ＸＣ、８０Ａ５１、ＳＰＮＨ后充分搅 拌（５） ；用加料漏斗及泥浆枪等添加微泡沫发泡剂ＭＦ和稳定剂ＳＦ后搅拌均匀（６） ； ｃ、 钻井液体系配方： ５％基浆＋０． ３％ＭＦ＋０． ０３％ＳＦ＋２％ＳＭＰ－Ⅱ＋０． ０ ５％８０Ａ５１＋０．２％ＸＣ＋１％ＳＰＮＨ。
Байду номын сангаас
关键词：低压;高温;井液;抗钙;抗盐;密度;泥浆泵;泡剂;泡沫;配方;平衡;上水;微泡;
细小;效率;液体;油层;再通
优先权：
申请号：200410021014 发明公开号：1556170 公告号： 授权日： 国家/省市：中国辽宁 代理机构：盘锦辽河专利代理有限责任公
司(21106)
申请日：2004年1月5日 公开日：2004年12月22日 公告日： 授权公告日： 范畴分类号：21P 代理人：孙景友
代理机构地址：辽宁省盘锦市兴隆台石油大街97号218室(124010) 申请人：辽河石油勘探局 联系地址：辽宁省盘锦市兴隆台区 邮编：124010 发明人：张振华;孙延德 IPC：C09K 7/06 ECLA： UCLA： 发明名称：一种微泡沫发泡剂及其钻井液体系配方 摘要：一种低压钻井或欠平衡钻井过程用的一种微泡沫发泡剂及其钻井液体系配方。本
发明解决现有技术问题所采用的主要技术是通过微泡沫发泡剂ＭＦ的合成工艺得到性能良 好的微泡沫发泡剂，再通过钻井液体系配制工艺及其配方配制的具有泡沫细小、抗高温（＞ １２０℃）能力强，抗盐和抗钙性能良好的微泡沫钻井液，它还具有密度低、保护油层效果 好，不影响泥浆泵上水效率的优点解决了现有技术中存在因泡沫粒径大，含气量高，泥浆泵 上水效率差，钻井成本高的问题。它可广泛应用在低压钻井或欠平衡钻井作业中。