钻井液体系总汇分类
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塔里木常用钻井液体系简介塔里木常用的钻井液体系主要以水基钻井液体系为主,油基钻井液只在少数几口井使用,一是为开发而进行的油基钻井液取心做业,二是用来解决极为严重的井下复杂情况,总的归纳起来大致有以下几种:不分散聚合物体系,分散型聚合物体系(即塔里木聚合物磺化体系),钾基(抑制性)钻井液体系,饱和盐水钻井液体系,正电胶钻井液体系,油基钻井液体系,”三低”正电胶钻井液体系。
1. 不分散聚合物钻井液体系不分散聚合物钻井液体系指的是经过具有絮凝及包被作用的有机高分子聚合物处理的水基钻井液。
塔里木使用的不分散聚合物钻井液体系大致有三种;既多元聚合物体系,复合离子型聚合物体系,阳离子聚合物体系。
塔里木不分散聚合物钻井液体系特点:(1)具有很强的抑制性。
通过使用足量的高分子聚合物作为絮凝包被剂,实现强包被钻削,在钻削表面形成一层光滑的保护膜,抑制钻削分散,使所钻出来的钻削基本保持原状而不分散,以利于地面固控清除,从而实现低密度,低固相,提高钻速。
(2)具有较强的悬砂,携砂功能。
通过控制适当的板土含量,使聚合物钻井液形成较强的网架结构,确保其悬砂,携砂功能,满足井眼净化需求。
(3)通过使用磺化沥青,超细碳酸钙等降低泥饼渗透率,能够获得良好得泥饼质量。
(4)该体系以其良好的剪切稀释特性使得钻头水眼小,环空粘度大,有利于喷射钻井,能使钻头水马力充分发挥,钻速提高。
(5)低密度。
低固相有利于实现近平衡钻井,(6)抑制性强,且粘土微粒含量较低,滤液对地层所含粘土矿物有抑制膨胀作用,故可减轻对油气层的损害。
2.配方(1).多元聚合物体系(2).复合离子型聚合物体系材料名称加量材料名称加量扳土4% 扳土4%KPAM PMNK 80A51任意两种0.6-1% FA-3670.4-0.6%HPAN 0.15% XY-270.15% MAN101 0..1% JT-8880.2-0.3SAS 5.0% SAS5.0QS-2 2.0% QS-22.0%RH-3D 0.4-0.6% RH-40.3-0.5%RH-4 0.3-0.5% RH-3D0.4-0.6 %(3)阳离子聚合物体系材料名称加量扳土4%SP-2 0.3-0.4%CSW-1 0.1%JT-888 0.2-0.3%SAS 5.0%QS-2 2.0%RH-3 0.4-0.6%RH-4 0.3-0.5%3.技术关键(1)加大包被剂用量(171/2“井眼平均约3.5千克/米,121/4”井眼3.0千克/米),采用2种以上包被挤复配以达互补增效作用,突出强包被,抑制钻削分散,防止钻削粘聚,包被剂以胶液形式细水长流补充到井浆中。
油气井钻井液体系分析及研究随着油气资源的不断开发,钻井液的研究也越来越重要。
油气井钻井液体系是由多种化学物质组成的,可以根据其组成分为水基、油基和气基钻井液体系。
本文将从钻井液的物理化学特性、分类、应用和研究进展等方面进行探讨。
一、钻井液物理化学特性1.密度:钻井液的密度需要适当地调整,以保证井底压力正常,控制钻杆运动和油管回流,防止井口喷出。
2.黏度:黏度也是决定钻井液性能的一个重要指标。
黏度低的钻井液能够降低井筒阻力并提高洗井质量。
3.PH值:PH值通常在8-10之间,这是为了避免钻井液对地层的腐蚀和侵蚀。
4.泡沫度:泡沫度是油气钻井液的重要指标之一。
合适的泡沫度可保持井壁的稳定性,防止井壁崩塌,同时也有助于控制井底压力。
二、钻井液的分类1.水基钻井液:水基钻井液是目前使用最为广泛的钻井液,其主要成分为水、泥、聚合物材料以及一些添加剂。
水基钻井液相对来说价格比较实惠,但缺点是不适合一些高硫、高岩性、高温高压、高盐度的井。
2.油基钻井液:油基钻井液投资和使用成本相对较高,但优点是能够满足复杂地质情况下的钻井作业需求。
油基钻井液具有较强的化学稳定性和热稳定性,同时也具有低毒性,不会对环境造成污染。
3.气基钻井液:气基钻井液具有低黏度、高效率、对环境污染小等特点,但是价格较高,使用范围也较为有限。
三、钻井液的应用1.减阻除杂:钻井液通过旋转钻铤和注入钻井液来清除井底杂质,降低井壁阻力。
2.支壁孔、保持井壁稳定:在井口附近形成适当的孔道来保持井壁的稳定性。
3.导吸捞渣:在钻井时每过一定时间就要进行清理井底杂质,导吸捞渣就是用钻井液将杂质吸入到井底,然后抽出到地面。
四、钻井液研究进展近年来,国内外学者在钻井液领域开展了很多研究,其中不乏一些有意义的成果和突破。
例如,防漏减阻水基钻井液研制成为目前水基钻井液领域的热点问题之一,该钻井液能够同时满足沉积岩和结晶岩的掏污需求。
此外,在油基钻井液领域,一些合成油基钻井液已被广泛应用,该类钻井液能够承受高温高压环境的作业需求。
必看!钻井液三大体系和配方一. 不分散聚合物体系不分散聚合物钻井液体系指的是经过具有絮凝及包被作用的有机高分子集合物处理的水基钻井液。
常用的不分散集合物钻井液类型大体有三种及多元素聚合物体系、复合粒子性聚合物体系、阳离子聚合物体系。
1.不分散聚合物体系特点(1)具有很强的抑制性。
通过使用足量额高分子聚合物作为絮凝包被剂,实现强包被“被包”钻屑,在钻屑表面形成一层光滑的保护膜,抑制钻屑分散,使钻出的钻屑基本保持原状而不分散,以立于地面机械清除,从而实现低密度、低固相,提高钻速。
(2)具有较强的悬砂、携砂功能。
通过控制适当的般土,使聚合物钻井液形成较强的网架结构,确保其悬砂、携砂功能,满足井眼净化需求。
(3)通过使用磺化沥青、超细碳酸钙等降低泥饼渗透率,能偶获得良好的泥饼质量。
(4)该体系以其良好的稀释特性是的钻头水眼粘度小,环空粘度打,有利于喷射钻井、优化钻井钻头水马力的充分发挥,从而提高机械钻速。
(5)低密度、低固相、有利于实现近平衡压力钻井(6)抑制性强,且粘土微粒含量较低,滤液对底层所含粘土矿物有抑制膨胀作用,故可减轻对油气层的损害。
2.配方3.技术关键1.加大包被剂用量(17-1/2” 井眼平均约3.5千克/米,12-1/4”井眼约3.0千克/米),并采用2种以上包被剂复配以达互补增效功能,突然强包被,抑制钻屑钻分散,防止钻屑粘聚包被剂以胶液形式钻进时细水长流式补充到井浆中。
2.控制适当的般土含量以获得良好的流变性集携砂、悬砂功能(MBT最佳范围为30~45克/升)。
般土含量的控制以淡水预化般土浆形式需要时直接均匀补充道井浆中。
3.使用磺化沥青(2%)和超细碳酸钙(2%)改善和提供聚合物钻井液的泥饼质量。
4.使用足量的润滑剂RH-3(0.5%~0.8%)及防泥包剂RH-4(0.3%~0.5%),降低磨阻,防止钻头泥包。
5.使用适量的HPAN、双聚铵盐等中小分子聚合物与高分子聚合物匹配(大/小分子聚合物的最佳比例2.5~3:1),降低滤失,有利于形成优质泥饼。
第二章钻井液体系目前,国内常用的钻井液体系分为水基、油基和含气钻井液三大系列。
水基钻井液因使用方便、配制简单、价格低廉、对环境污染较小而应用广泛;油基钻井液由于其良好的抗泥页岩水化膨胀缩径性能而主要应用于泥页岩水化缩径严重的区块和对油气层保护要求较高的井;含气钻井液主要用于钻易漏的低压底层。
上世纪90年代又成功发展出合成基钻井液、超低渗透钻井液和不渗透钻井液并在大量井现场应用中取得良好的效果。
合成基钻井液对环境污染更小,并具有部分油基钻井液的特性,能很好的保持井壁稳定;超低渗透钻井液和不渗透钻井液在防止地层损害和提高油气井产量上有较突出的效果而得到较广泛的应用;各种钻井液体系是人们在钻井液技术发展过程中不断实践创造和完善的,不要死记硬背,生搬硬套,而应该对其熟练掌握、灵活应用,并在解决所遇到的各种钻井液问题中不断总结,积累并不断的加以完善。
一、膨润土浆(坂土浆)1、膨润土浆是常用的水基钻井液的基础结构,用于代替清水开钻,形成泥饼以加固上部地层井壁防止冲坏基础和防止井漏;也用于储备钻井液,在钻井过程中各种事故复杂处理后钻井液量不足时用于做配制钻井液的基浆。
2、常规膨润土浆配方:(1)钠膨润土:水+ 0.1-0.2%烧碱+ 0.2-0.3 纯碱+ 6-10% 钠膨润土(2)钙膨润土:水+ 0.3-0.5%烧碱+ 8-12% 钙膨润土+ 纯碱(钙膨润土的6%)配置好水化24小时以后可加入0.1-0.3%的CMC-LV护胶降失水。
土是膨润土浆的基础结构,烧碱用于除去水中镁离子和调节膨润土浆PH值并促进膨润土水化,纯碱用于除去水中钙离子和促进膨润土水化;实际应用中,烧碱和纯碱的加量可根据配浆水中的钙镁离子含量来适当增减调节。
3、配置步骤(1)清淘干净一个配浆罐,用清水清洗干净后装入配浆水(配浆水要求总矿化度小于1000mg/L)。
(2)软化配浆水:检测配浆水中钙镁离子含量,根据钙镁离子含量加入纯碱、烧碱除去配浆水中钙镁离子,软化水质,以提高膨润土的造浆率,使配制出的膨润土浆有较理想的粘度。
水基钻井液2.1钻井液体系分类按照美国石油学会(API)和国际钻井承包商协会(IADC)的分类方法,钻井液可分为以下10种体系:2.1.1不分散体系该体系包括开钻泥浆、自然原浆和其它通常用于浅井或上部井段钻井的轻度处理的体系,不需要添加稀释剂和分散钻井固相和粘土颗粒的分散剂。
2.1.2分散体系在较深井段,需要泥浆密度较高或井眼条件可能比较复杂时,泥浆通常需要分散,典型的分散剂有木质素磺酸盐、褐煤或单宁。
它们是有效的反絮凝剂和降滤失剂。
经常使用一些含钾化学品可提高页岩稳定性。
添加专门的化学品可调节或保持特定的泥浆性能。
2.1.3钙处理泥浆体系在淡水钻井泥浆中加入像钙、镁这样的二价阳离子,能抑制地层粘土和页岩膨胀。
高浓度可溶性钙盐用来控制坍塌性页岩和括径,防止地层损害。
熟石灰(氢氧化钙)、石膏(硫酸钙)和氯化钙是钙处理体系的主要组分。
石膏体系通常pH值为9.5~10.5,过量浓度石膏钙含量为0.6~1.2g/l;典型的石灰体系有两种,对于低浓度石灰体系,pH值为11~12,石灰过量浓度为0.3~0.6g/l;对于高浓度石灰体系,石灰过量浓度为1.5~4.5g/l。
特殊的泥浆性能靠添加专门的产品来控制。
钙处理泥浆能抗盐和硬石膏污染,但在高温条件下易发生胶凝和固化。
2.1.4聚合物泥浆体系长链高分子量聚合物在泥浆中用于包被钻井固相以防止其分散,或覆盖页岩以提高其抑制性或提高粘度和降低滤失量。
对此可使用不同类型的聚合物,包括丙烯酰胺类,纤维素和天然植物胶类产品。
还经常使用像氯化钾和氯化钠这样的抑制性盐来增强页岩的稳定性。
这些体系通常膨润土含量很少,对钙、镁这样的二价阳离子比较敏感。
大部分聚合物的使用温度限制在140oC以下,但在某些条件下,也可用于井底温度较高的井中。
2.1.5低固相泥浆体系该体系的固相体积含量和类型受到控制,总的固相体积含量不能超过6~10%。
粘土固相体积含量不超过3%并要求钻井固相和膨润土的比例小于2:1。
钻井液的组成和分类钻井液的组成钻井液是由分散介质(连续相)、分散相和化学处理剂组成的分散体。
例如,以水为连续相的水基钻井液是由水(淡水或盐水)膨润土、各种处理剂、加重材料以及钻屑所组成的多相分散体系。
以油为连续相的油包水钻井液是由油(柴油或矿物油)、水滴(淡水或盐水)、乳化剂、润湿剂、亲油固体等处理剂所形成的乳状液分散体系。
分散体系的分类分散体系是指一种或多种物质分散在另一种物质中所形成的体系。
被分散的物质称为分散相(不连续相)另一种物质称为分散介质连续相)。
热力学上把体系中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分称为相。
相与相之间有明显的相界面。
例如,膨润土颗粒分散在水中,膨润土颗粒为分散相,水为分散介质,黏土颗粒和水之间有明显的分界面;水滴分散在油中,水是分散相,油是分散介质,水滴和油之间有明显的分界面。
分散体系按分散相颗粒的大小分为以下几类:1.分子分散体系。
分子分散体系是指溶质以小分子、原子或离子状态分散在溶剂中形成的体系,没有界面,是均匀的单相,其粒子直径在Inrn以下。
通常把这种体系称为真溶液。
2.胶体分散体系。
胶体分散体系是指分散相颗粒的直径小于IOOnm的分散体系。
其目测是均匀的,但实际是相不均匀体系(也有将分散相颗粒的直径为I-IOOOnm的颗粒归入胶体范畴),如AgI溶胶等。
3.粗分散体系。
粗分散体系是指当分散相颗粒的直径大于100nm时,目测是混浊不均匀体系,放置后会沉淀或分层,如浑浊的河水等。
钻井液中的分散相颗粒一般介于胶体分散体系与粗分散体系之间,其稳定性规律可以通过研究胶体体系稳定性规律来获得。
钻井液的分类钻井液按密度可分为非加重钻井液和加重钻井液;按其与黏土水化作用可分为非抑制性钻井液和抑制性钻井液力安其固相含量来分)各固相含量较低的称为低固相钻井液,基本不含固相的称为无固相钻井液;根据分散(流体)介质不同,分为水基钻井液、油基钻井液、气体型钻井流体和合成基钻井液4种类型。
钻井液分类:
水基钻井液:6 类。
不分散:开钻泥浆、自然造浆泥浆、轻度处理的泥浆。
不加分散剂。
分散:较深深度和较高密度井段,加有各种分散剂,比如木质素磺酸盐、褐煤或者丹宁类等分散剂。
钙处理:石灰、石膏和氯化钙钻井液。
主要通过钙例子控制页岩垮塌和井眼扩大。
聚合物:加有长链聚合物,起到包被钻屑、增加粘度和降低失水的作用。
低固相:固相类型和含量严格控制。
总固相不超过6%~10%,粘土相3%左右或者更低。
盐水:饱和盐水、海水、盐水。
加有CMC、淀粉和其它处理剂。
油基钻井液:需要钻井液稳定和抑制性的时候。
比如:高温、深井、粘卡、井壁垮塌。
反相乳化钻井液、全油基钻井液。
合成基钻井液:主要是具有油基钻井液的优点但对环境损害小。
基液主要有酯、醚类、聚α烯烃、异构化α烯烃
泡沫(泡沫钻井)、空气(干空气钻井)、雾(雾化钻井)和气体(充气钻井)钻井液
我国常用于钻深井和超深井的三磺钻井液的典型配方及性能如表6-3所示。
在这种钻井液中,三种磺化类产品用作主处理剂,其中磺化栲胶(SMT)是抗高温降粘剂,磺化褐煤(SMC)与磺化酚醛树脂(SMP-1)配合使用,具有很强的降滤失作用;添加适量的红矾钾和Span-80,都是为了增强体系的抗温能力。
表6-3 分散型三磺钻井液的推荐配方及性能。
钻井液的种类(1)稳定泡沫钻井液技术稳定泡沫钻井液是一种低密度钻井液体系,是在钻井液中加入表面活性剂,降低气、液、固三相表面张力,使空气均匀、稳定地存在于体系中,从而降低钻井液密度。
其特点是能够产生低于水的表观密度,在低压地层中产生微泡膨胀桥堵孔隙,保护油气层,提高勘探开发的综合效益。
通过对稳定泡沫钻井液系统研究,开发出适合大港油田低压油气藏特点的稳定泡沫钻井液体系。
我公司进行了稳定泡沫钻井液技术研究,形成了研究成果。
在现场应用中实现钻井液密度可调、泡沫稳定时间较长、抗污染能力强等优点。
在官新10-16井进行了现场试验,现场钻井液密度达到0.7g/cm3,收到了预期的效果。
2003年我公司在长庆油田气探井的服务中成功应用该钻井液技术,解决了低压气藏储层保护的难题。
(2)无固相欠平衡钻井液技术无固相欠平衡钻井液主要是为了解决低压、低渗油气藏而研究的钻井液体系,控制合理的钻井液密度实现欠平衡条件,减少钻井液滤液对储层的损害是该技术的核心,它适用于灰岩地层、稳定的砂泥岩地层。
1999年完成了第一口井深为5191.96m板深7井,所用的钻井液体系为具有防H2S损害、CO2腐蚀及防水锁损害的无土相钻井液,体系的特点主要表现在:体系采用无土相有利于保护油气层;体系的抑制性较强;体系具有防腐能力;体系便于维护;有利于清洗井眼,由于采用欠平衡有利于提高机械钻速;成本低。
到2002年使用该钻井液体系,相继完成了板深8、板深4、千18-18、西G2等16口井的现场应用,使用最高密度为1.42g/cm3,最低密度为0.84g/cm3。
该体系在现场应用中取得了明显的效果,尤其在保护油气层方面成果显著,该体系在大港油田首次欠平衡探井施工作业中一举成功,在所实施井中平均恢复值达到88%,实施井均获得良好的油气显示,为发现和保护油气层展现了光明的前景,尤其板深7井最为突出,经过5~11mm油嘴多次测试,平均产气量为1×105m3/d,其中轻质油31.75 m3/d,完钻后测试表皮系数为-1.35,投产后井口压力和油气产量相对稳定。
(3)广谱型屏蔽暂堵保护油层技术广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术是基于非均质砂岩油藏储层的孔隙结构特点和流体流动机理,提出了依据对渗透率贡献率的大小来区别对待不同的孔喉,尤其适用于渗透性严重不均质的砂岩油藏。
该项技术在冀东油田柳赞的现场应用成功后,2003年开始在大港油田港东、段六拨、枣81X1等区块上进行了7口井的先导性试验,试验井产油量与邻井相比提高了57.64%,该项保护油气层技术得到甲方的一致认可。
2004年陆续在扣50断块、羊1断块、官107×1断块等十三个断块的18口开发井进行了推广应用,取得了良好的效果,产量比邻井提高了37.18%。
通过该项技术的推广,较好地解决非均质砂岩油气层保护问题,目前该项技术还在继续推广。
(4)有机盐钻井液技术有机盐钻井液是国际公认的高效、低毒钻井液体系,国外已经广泛应用,取得了非常好的效果,该体系特点:性能稳定,抗污染能力强,有利于发现和保护油气层、抑制防塌能力强、有利于提高机械钻速、有利于提高固井质量,解决了井壁稳定和保护油气层之间的矛盾。
2000年至2001年对有机盐钻井液体系进行了研究,完成了7口井的现场试验,取得了较好的成果。
2002年我们进一步完善了研究成果,在庄海4×1等18口井进行了推广应用,取得良好的现场应用效果,缩短了钻井周期,降低了钻井密度,提高了机械钻速,减少了事故复杂的发生率,推广井平均井径扩大率6.75%,平均渗透率恢复值达到91.58%,固井质量合格率达到100%。
截止2004年累计完成了28口井的现场应用,其中包括3口水平井。
其最大优越性是油气层保护效果好,一般在目的层井段使用,同时对于环保要求高的地区适用于该体系。
(5)环保型正电聚醇钻井液技术聚醇类钻井液体系由于其环保特性广泛应用于海上作业,除环保特性外在保护油气层、防塌、润滑等方面都具有独特优势。
与普通聚醇相比,正电聚醇增加了电性的作用,在井壁和粘土颗粒上的吸附力增强,使其作用效果得到提高,在钻井液中发挥防塌及保护油气层的同时,也起到稳定井壁和润滑防卡作用。
该体系于2003年初开始进行现场试验,累计完成了庄海2×1、张海4等12口井的现场应用,表现出以下几个方面的优越性:抑制性强,防塌效果好,可实现低密度钻井,有利于及时发现油气层;井眼净化效果好,该钻井液可根据情况及时调整流变性能,能满足不同井型的井眼净化要求;环保特性好,能够满足海洋环保要求,目前该体系广泛应用于海上勘探开发。
(6)水平井保护油层技术我公司从1990年初开始研究水平井钻井液技术,于1990-1998年期间共完成了长、中、短半径水平井施工21口。
随着大港油田公司和冀东油田公司水平井开发技术研究项目的推进,从2003年到2004年我们又对水平井油层保护技术开展了更为细致的研究。
在冀东油田完成了高104-5、江苏洪泽等主要区块的水平井油层保护方案研究,采用了理想充填保护油层技术和广谱暂堵保护油气层技术,进行了52口井的现场服务,收到了预期的效果。
在大港油田对所用钻井液体系进行了优选,进行了6口水平井油层保护方案研究,针对不同的完井方式采用了不同油层保护技术研究,对于筛管完井,采用了无固相超低渗透保护油层技术,对于套管射孔完井,采用了广谱屏蔽暂堵保护油层技术,通过6口井的现场试验,取得良好的效果,达到了预期的目的,唐H2和扣H1两口井均获高产油流,唐H2井日产66.3吨、扣H1日产99吨。
(7)大位移定向井钻井液技术大位移定向井具有造斜率高、井斜较大、井底水平位移大、稳斜井段较长等特点。
因此,在大位移定向井施工中对钻井液的井眼净化、井壁稳定、润滑防卡与油层保护提出了更高的要求。
多年来,我们的大位移定向井钻井液技术经历了研究、发展、完善三个阶段,已形成了一整套比较完整的钻井液工艺技术。
完成位移大于1500m的定向井20余口,其中最大井斜角为74.000,井底最大水平位移为3118.04m。
经过不懈的探索和总结,已解决大位移定向井的井眼净化、井壁稳定和润滑防卡等技术难点,形成一整套适应不同地区、不同井别的大位移定向井钻井液工艺技术,在现场应用中取得良好的经济效益和社会效益。
(8)环保型合成基钻井液技术合成基钻井液是一种新型环保型钻井液体系,它是以人工合成的有机物为连续相、盐水为分散相,加上乳化剂、降滤失剂、流型改进剂等组成的钻井液。
九十年代获得API认可,是国际公认的尖端钻井液技术,可以解决环境特别敏感地区水基钻井液不能满足安全施工的特殊复杂地层钻井问题。
该体系有利于环境保护、提高钻井机械钻速,减少事故复杂,保护油气层。
我公司研制出三套合成基钻井液,体系乳化稳定性好,破乳电压达400V以上,具有优良的流变性、润滑性,页岩回收率达98.6%,油层渗透率恢复值达97%,并且抗污染能力强、热稳定性好,密度0.9-1.7g/cm3。
环保性能优良,基液芳烃含量<1%,柴油芳烃含量达30-60%,添加剂毒性低,可生物降解。
(9)有机正电胶钻井液有机正电胶钻井液体系是对油层损害最轻的钻井液体系之一,主要由其具有高密度的正电荷、特殊的钻井液结构、独特的流变性、适宜的滤液矿化度、理想复配暂堵剂等特性所决定的。
相对于普通无机正电胶,有机正电胶则具有更强的正电性,能被水润湿,且具有油溶性,并易于与其它处理剂配伍。
其高密度的正电荷和金属离子聚合物的正电荷使其与水分子的亲和力增强,抑制了粘土的水化分散膨胀,从而使粘土惰性增强;该体系在近井壁处形成一滞流带,可以减少流体对井眼的冲蚀,有利于井壁稳定。
该体系在冀东油田G104-5区块水平井和大港油田3口水平井中得到了成功应用,满足了水平井现场施工,减少了油层的损害,收到了预期的效果。
(10)硅基防塌钻井液技术硅基钻井液体系是一种新型的钻井液体系,是我油田90年代的重点科研成果,主要由稳定剂(GWJ),稀释剂(GXJ)硅腐钾(G-KHm)等处理剂组成,由于该体系的抗温能力强、润滑防塌效果好而广泛应用于深井超深井、大斜度定向井、大位移定向井、水平井等高难度井的施工中,表现出其它钻井液体系不可比拟的优越性,对油层保护效果好。
它是目前我油田高难度井施工的首选泥浆体系,如在长芦地区高密度井大面积推广,成功地应用于板深35井、歧南2井、板深7井,该泥浆体系的工艺技术居于国内领先水平。
(11)阳离子聚合物钻井液体系阳离子聚合物钻井液是一种新型的水基钻井液,它是以高分子量阳离子聚丙烯酰胺(大阳离子)作为包被絮凝剂,以小分子量有机阳离子化合物(小阳离子)作为泥岩抑制剂,并配合降滤失剂、降粘剂、润滑剂等处理剂而形成的。
大阳离子的选择性包被絮凝作用和小阳离子的泥岩抑制作用相结合,使得阳离子钻井液具有很强的抑制防塌能力。
该体系在玉门油田得到广泛的应用,应用表明:该体系具有良好的流变性,抗高温、抗钙侵能力强,钻井液性能稳定,携砂能力强;具有很强的抑制防塌能力。
阳离子钻井液膨润土含量低、固相含量低,与单封、细目碳酸钙配伍好,油气层保护效果好。
释文:由含有众多正离子的有机聚合物钻井液。
常使用的阳离子聚合物主要是有机聚季铵盐类,如聚胺甲基丙烯酰胺(代号CPAM)、阳离子淀粉等。
它既具有高价阳离子的强聚结效应;又具有高聚物对膨胀性粘土表面的吸附成膜作用,是较理想的抑制剂。
其稳定粘土的能力远远超过无机盐类(如钙盐、钾盐等),也远远超过广为应用的有机聚合物(如聚丙烯酸盐类)。
这种阳离子聚合物在淡水、硬水、盐水中均可使用;并适用于水敏性地层(高岭土、蒙脱土),用量小(仅千分之几),效能高,配制简单,成本低等优点。
随着阳离子钻井液体系的发展,呵以预期在钻井液技术方面将有一个较大的突破,对钻井工程也会有较深远的影响。
阳离子聚合物钻井液的特点(1) 固相含量低,且亚微米粒子所占比例也低。
这是聚合物钻井液的基本特征,是聚合物处理剂选择性絮凝和抑制岩屑分散的结果,对提高钻井速度是极为有利的。
对不使用加重材料的钻井液,密度和固相含量大约成正比的。
研究表明,纯蒙脱土钻井液中亚微米粒子含量为13%左右,用分散剂木质素磺酸盐处理后,亚微米粒子含量上升为约80%,而用聚合物处理后的体系亚微米粒子的含量降为约6%。
大量室内实验和钻井实践均证明,固相含量和固相颗粒的分散度是影响钻井速度的重要因素。
(2) 具有良好的流变性,主要表现为较强的剪切稀释性和适宜的流型。
聚合物钻井液体系中形成的结构由颗粒之间的相互作用、聚合物分子与颗粒之间的桥联作用以及聚合物分子之间的相互作用所构成。
结构强度以聚合物分子与颗粒之间桥联作用的贡献为主。
在高剪切作用下,桥联作用被破坏,因而粘度和切力降低,所以聚合物钻井液具有较高的剪切稀释作用。