不同密度条件下的抗高温白油基钻井液性能研究

刘 刚，罗健生，田荣剑，李怀科，张兴来，张 伟(中海油服股份有限公司油田化学研究院，河北 三河 065201)

不同密度条件下的抗高温白油基钻井液性能研究

刘 刚，罗健生，田荣剑，李怀科，张兴来，张 伟(中海油服股份有限公司油田化学研究院，河北 三河 065201)

为了成功的钻探高温超压复杂地层和满足环境保护的要求，研究使用低毒性、抗高温高密度的白油基钻井液体系是非常必要的。对不同老化温度、不同密度的白油基钻井液性能进行了研究，考查了白油基钻井液在不同密度条件下的抗温稳定性、电稳定性、流变性及高温高压滤失量等性能参数。研究表明，该白油基钻井液体系的流变性好且可调、电稳定性好、抗温能力强。

白油基钻井液；抗温稳定性；电稳定性；流变性；高温高压滤失量

白油基钻井液以白油(以低毒性的脂肪烃或脂环烃为主要成分的精制油)，代替柴油作为油包水钻井液的连续相，可以大大减轻钻屑排放时对环境特别是对海洋生物的危害，从而很好地保护了海洋生态环境[1]。为此，笔者对不同密度条件下的抗高温白油基钻井液性能进行了研究。

1 试验部分

1.1试验药品及仪器

1)试验药品 5#白油；主乳化剂；辅乳化剂；润湿剂；沥青类降滤失剂；氯化钙(分析纯)；有机土等。

2)试验仪器 OFI900粘度仪(带加热套)；HTHP(高温高压)滤失量测试仪；FANN电稳定性测试仪；密度计等。

1.2白油基钻井液的基本配方

该钻井液的基本配方如下：360ml 5#白油+0.8%～1.8%主乳化剂(ZR)+0.4%～1.8%辅助乳化剂(FR)+0.8%～1.5%润湿剂(RS)+40ml 25% CaCl2水溶液+1.8%～2.8%有机土+3.5%氧化钙+5.5%～6.0%降滤失剂 (FR)+重晶石粉。

1.3白油基钻井液配制方法

在5#白油中依次加入主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂，用高速搅拌器高速搅拌3～5min，然后加入储备碱后高速搅拌1min，再缓慢加入CaCl2水溶液并高速搅拌15min，将有机土、降滤失剂等加入并高速搅拌，最后加入重晶石加重到所需密度，高速搅拌10min[2-3]。

2 性能评价

室内选定油水比9∶1、重晶石加重的白油基钻井液作为评价目标，对不同老化温度(180℃、190℃、200℃)、不同密度(1.6、1.8、2.0、2.2g/cm3)的白油基钻井液进行了流变性及电稳定性等性能的评价。

2.1180℃、不同密度条件下的白油基钻井液性能评价

在180℃、不同密度条件下对白油基钻井液进行性能测试，结果如表1所示。从表1可以看出，4种不同密度的白油基钻井液体系经过180℃高温老化后仍具有流变性和电稳定性，尤其是密度为2.2g/cm3、乳化剂加量为1.2%的体系具有较好的流变性和电稳定性能。此外，4种不同密度的白油基钻井液体系的流变性是可调的，HTHP滤失量都维持在10ml以下。

表1 180℃、不同密度条件下的白油基钻井液性能评价表

2.2190℃、不同密度条件下的白油基钻井液性能评价

在190℃、不同密度条件下对白油基钻井液进行性能测试，结果如表2 所示。从表2可以看出， 4种不同密度的白油基钻井液体系经过190℃高温老化后，其中密度为2.2g/cm3的体系虽然较180℃热滚时有增稠的情况，但是其电稳定性和HTHP滤失量变化不大，因此可以通过调节有机土的加量来调节流变性能。此外，其他3种密度体系的流变性能也有调节的空间。

表2 190℃、不同密度条件下的白油基钻井液性能评价表

2.3200℃、不同密度条件下的白油基钻井液性能评价

在200℃、不同密度条件下对白油基钻井液进行性能测试，结果如表3 所示。从表3可以看出，4种不同密度的白油基钻井液体系经过200℃高温老化后，其中密度为2.2g/cm3的体系性能较190℃老化时变化很小，说明该体系抗温性能好，其HTHP滤失量随温度影响不大，且流变性能可以通过改变有机土等处理剂的加量来进行调节。

表3 200℃、不同密度条件下的白油基钻井液性能评价

3 结 语

在不同密度和老化温度条件下对白油基钻井液进行性能测试，研究表明，白油基钻井液(尤其是密度为2.2g/cm3的体系)具有良好的抗温性能，其电稳定性能及高温高压滤失量受温度影响不大，并且钻井液体系的流变性能是可调的，这样便于根据实际情况进行调节，从而满足现场的作业要求。

[1]鄢捷年.钻井液工艺学[M].北京：石油大学出版社，2001.

[2]梁大川，黄进军.抗高温高密度低毒油包水钻井液乳化剂优选和研制[J].西南石油学院学报，2000，8(3)：74-76.

[3]耿铁,张岩,吴彬,等.新型合成基钻井液体系的研制与应用[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报)，2009，31(4)：299-300.

[编辑] 李启栋

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.02.022

TE254

A

1673-1409(2012)02-N070-03

2011-11-12

刘刚(1983-)，男，2005年大学毕业，硕士，工程师，现主要从事钻完井液方面的研究工作。