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详解! 高温水基钻井液

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详解! 高温水基钻井液

发布日期:2020-10-30 00:00 来源:http://www.thnj.cc 点击:

钻井液又叫泥浆,它是油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称,是石油勘探开发的血液,是钻井过程中必不可少的。


 

泥浆是油气勘探开发不可或缺的核心工程技术

  1. 直接影响钻井安全与效率,是保证钻井成功的关键;

  2. 是钻井工程重要支柱;

  3. 是钻井工程的“血液”。

  4. 先进的钻井液技术,是解决井塌、阻卡卡钻、井漏、油气层损害等技术难题的关键。

而世界上最主要的钻井液类型便是水基钻井液。


 

水基钻井液主要分类总结如下

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随着世界能源需求的增加和资源的减少,向深地层勘探油气已成 必然。油气井的加深,地层温度、压力都随着升高,钻井液就面临着 高温、高压的难点,要求钻井液在超高温度和超高密度下具有良好的 稳定性和流变性。而现有钻井液一般采用两性复合离子钻井液和正电胶钻井液,现有钻井液抗高温能力差,密度较低, 一般在2.0g/cm3 左右,随着钻遇地层条件日趋复杂,钻井深度的增加,现有钻井液已 不能很好地满足深层油气勘探开发过程中钻井作业对钻井液的密度、 温度、流变性、润滑性、抑制性、失水造壁性等的要求。



 

高温水基钻井液必须具备如下特殊性能


  1. 提高钻井液的粘度并能有效携带岩屑,净化井眼;

  2. 提高钻井液的粘度、切力,使得钻井液能有效提高携带岩屑的能力;

  3. 能包裹岩屑,抑制泥页岩的水化分散,水化膨胀,提高钻井液的抑制能力;

  4. 适度降低钻井液的分散度和粘度,使得钻井液具有合适的流 变性能;

  5. 抗高温降滤失剂在高温下提高钻井液 的降滤失能力,尤其是在180-220C高温条件下仍具有良好的降滤失 能力,降低钻井液在高温下的滤失量;

  6. 防卡润滑剂作用是在高温下, 提高钻井液的润滑能力,防止卡钻;

  7. 乳化剂其作用是与清水、油形成油包水、提高油的分散度,提高钻井液用润 滑剂的润滑能力,降低钻井液的摩擦阻力,增强钻井液封堵能力;

  8. 加重剂作用是提高钻井液的密度;

  9. 抗高温稳定剂其作用是提高钻井液的各组份的抗高温能力。

只有具备了这些特殊“本领”的泥浆,才能抵抗井底高温,保证钻井顺利实施。

21 世纪初,国内外抗高温钻井液技术发展较快,研究了大量抗高温性能优良的钻井液处理剂,形成了一 系列抗高温钻井液体系。


 

国外


已经研制出PEPE、COP-1、SIV 等特色抗高温处理剂,应用最深井SG-3 (12262m),最高温度井KTB科探井(265℃);所形成体系最高抗温能力为233 ℃。


 

国内


通过高温保护剂提高抗温能力。淡水钻井液抗温240℃,国际领先;高密度盐水钻井液体系抗温180℃。

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其中我国的高温深井及高温地热井所采用的钻井液体系主要有以下几种类型


1 、高温地热钻井 - 分散性抗高温钻井液体系

该体系主要特点是抵抗高温。体系基本配方为: 5% 膨润土 + 3% 地热 93。该体系在高温高压条件下性能稳定,顺利完成西藏地热井 ZK4002 井施工,井底温度达到 329.8℃。

2、聚磺钻井液体系。

目前国内石油系统施工的高温深井多采用聚磺 钻井液体系。聚磺泥浆的基本组成为: 膨润土 + 高 分子聚合物 + 磺化酚醛树脂( 或同类产品) + 褐煤 类产品 + 纤维素( 或淀粉等) 。聚磺钻井液体系也 在深孔钻探得到发展。

3、抗高温高密度钻井液的技术

目前高密度泥浆体系密度达到较高水平( 施工最高 密度达 2.5 g /cm3 ) ,最高温度超过 200℃。


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