聚合物钻井液消泡剂室内实验研究 (1)

1、聚合物钻井液消泡剂室内实验研究任晓娟程堆强(西安石油学院石油工程系摘要“钻井灌的密度恢复率为评价指标,对适用干聚旨物钻井液体系的多种消泡剂进行了评价,并讨论了消泡利对钻井液流变性能的影响,咀及温度和钻井液添加剂对消泡剂消泡赦果的影响。结果表明,纯物质消泡剂都难以满足经济适用的要求,复配出的合硅油类消泡荆消泡效果好.对钻壬瘦性能基丰无影响,其中CR1、CR2南CR3采用的是油基辅刮.它。n加量为0.4%时,钻井藏的密度恢复率可达到98。FT一1番加剂对含硅油类消泡剂的消泡性能有一定影响。关键词:聚合物钻井液消泡剂钻井液性能前言一些钻升液处理剂具有发泡性质,当它们存在于水基体系中时,在气体和机械的

2、搅动下会使钻井液产生大量的气泡,导致钻井液密度下降,润滑件能变差,冷却钻头的效率降低,流变性变差,严重影响泥浆泵的效率,给钻井液的循环带米一定的困难,并可能造成井下复杂情况。因此在钻井过程中处理好钻井液的起泡问题,是正常钻进的保证。在现有的消泡法中,化学消泡法与其它消泡法相比较.具有用量少、成本低、使用方便、效果明显的特点,所以化学消泡法在生产中得到了广泛的应用。近几年来消泡剂的发展较快,种类增多,用量增加。从资料获悉一1。,国外钻井液消泡剂的品种较多.有金属皂、脂肪酸、脂肪酸酯、酰胺、醇、磷酸酯以及珍珠岩、橡胶、皮革粉、炭黑等固体惰性材料、部分工业下脚料、硅油、矿物油类和碳氟化合物等。国内所

3、用的钻井液消泡剂种类相对较少,主要有硬酯酸铝及其复合物、聚醚、正辛醇、脂肪酸和脂肪酸酯等。影响钻井液消泡的因素极为复杂.如钻井液体系、温度、添加剂的物化特性等都对消泡剂消泡效果有一定影响。所以针对不同的钻井液体系和钻井液处理剂,在众多的消泡剂中选择一种用量少、成本低,效果好的消泡剂极为重要。针对适用于聚合物钻井液体系的十余种消泡剂进行了室内评价实验,并.22.钻井裹与完井裹2000年弟17卷苹2期李学军石步乾(河南石油勘探局研究r消泡剂对钻井液性能的影响和添加剂对含硅油类消泡剂的消泡效果的影响。实验方法实验按照钻井液用消泡剂评价程序(sY/T 5560-92进行。评价的体系为聚合物钻井液体系。

4、聚合物钻井液的配方为6%膨润土浆+(0.1%0.3%FA367+2%超细碳酸钙+0.01%XY一27起泡剂为十二烷基苯磺酸钠,加量为o.01%。钻井液密度恢复率的计算公式为r/-d:/d,1oo%式中,口为密度恢复率;d,为起泡前钻井液原浆的密度,g/cm3;d:为消泡后钻井液的密度,g/cm3。结果及分析1.纯物质消泡剂实验研究的纯物质消泡剂有甲基硅油、聚醚、柴油、水玻璃、异辛醇、斯盘一80、钠皂、钙皂、硬酯酸铝等,结果见表1。表l表明,硬脂酸铝、聚醚、钠皂和水玻璃的加量增至1%时,钻井液密度恢复率为88%一89%,消泡效果差;异辛醇、斯盘一80和钙皂消泡效果有所提高,钻井液密度恢复率为92

5、% 94%,且加量增到一定值后,钻井液密度恢复率基本保持不变,钙皂对钻井液粘度影响大,加量为0.6%时钻井液粘度增加近20%。从表l中的数据可以看出,甲基硅油和柴油的消泡性能最好,钻井液的密度恢复最为显著,加量为0.2%时,密度恢复率可达到88.8%.加量为1.0%时,密度恢复率分别为97.7%和99.1%。丰要原因是硅油和柴油不溶于水,易于在表而铺张,并且它们具有较低的表面张力,因此具有较好的消泡效果。但在所有的消泡剂中,甲基硅油的价格最高,而柴油一般不能用于评价井。所以要选万方数据万方数据择一耱经济遮用静鹈遗裁,裁豁矮对消逛劐透露复配。表1缝鞭质消法囊聿蛇密蹙搬蠹搴对魄(%加量!:!。曼.

6、斯盘钠皂聚醚钙皂柴油硅袖艘铝玻璃辛酵一80。涟;表示密度恢复率小于88%;鲞白表示米测2.复配消泡剂通过分析纯物质消泡剂的消泡作用机理,复配出5释经济整消泡荆。5释复配消港嗣的潸淹主黼均为甲基硅油,消泡辅剂分别为水基辅剂和油基辅刘,复配消溅测LF 02鞠XPJs采用的怒瘩基辕剌,CR一1、CR一2和CR 3采用的是泊基辅剂,其消泡效果见表2。襄2耋鬻漓沲音萼的链并藏密藤恢复率辩弛(蹦洼;表示密度恢复率小于88%;空白表示束测放表2霹看塞,LF一02蠢XPJ 5熬薰为l og器重,钻井液密魔恢复率为93%一94%;而CR-I、CR一2和CR3加量为0.4%时,钻井渡密度恢复率即可达98%左右。实

7、验结果褒骧,复配的滴基辅荆消泡荆消泡效果明显好于水赫辅剂消泡剂,因此进一步研究T CR一1、CR一2藉CR一3存在时对应聚食糖链弗渡抟性能。3.含般油类油基消泡剂对钻井液性能的影响(1渚淑裁最佳潮量下旗磐渡圭貔实验结果见表3。表3表明,加入消泡剂后钻井液的密度恢复十分显著,在最佳加艇下除钵持滚的甥力略有辨赢外,钻井液的其它流变参数、失求造壁性及电性(用钻井液中等距测得的电阻表示无显著变化。表3中链耱滚配方秘下。l4原浆2“原浆+起泡剂34羰浆+莛沲测+o,5%CR一14“原浆+起泡荆+0.4%CR一23。联浆+起漶测+o.4%CR3表3消泡剂最佳加量时钻井液流变幢雠殛电性(2沮度对消泡效果的影

8、嚷实验时将加骞消泡镧静钻井液舞温至7s e,然詹再降潞至50e,搅拌、静置后测定流变参数。实骏结果见袭4。表4表明,链共滚密度较加滋蘸进一步恢复,瀑度变他辩消泡剂的性能撤有明显的影响。(3添加剂对消泡效果的影响为测定添加剂辩涟灌莲钴筹渡性撬缒影响,程翻A惹海刘秘瀵滢剂后的钻井液中加入钻井液瀑加剂,搅拌5min,再放赣5min髓,测定钻井液的密度、电性和流变健能。实验新臻的消泡潮是CR2,加量为0.5%;添加剂摄降滤失剂FT一1、JT900和NaHPAN,加量为l%。结果冕凌5。鼓表5可强餐穗,降滤失裁JT900、档井斑与完井赢2000年弟t7卷弟2J螬23;卧k0警乱0礼&轧;i 吼玉“缸0u

9、8L瓠B8i !;,轨睡L薯&薯王i i Au &乳氟i 008凡&88S8S口,9994r9万方数据万方数据Na。HPAN基本上没蠢改变稿浇翔懿滔泡效栗,链井液密度的恢复程度与加舔加剂前完套相同,而FTl则使消海裁失效,这可能楚由于硅油易吸附柱磺纯溺青的袭面丽使薅失效,选说明磺纯沥青存在时有可能大幅度降低宙硅油类消泡剂的消泡效果。表4不嚣瀑瘴下链并装藏交往匏裒j障滤搬剂对加有消泡剂钻井液流变性能的影响(4荧光分折根据酒圈琨场使用的要求,用荧光显微镜对甲基硅油、聚醚、柴油、钠皂、钙皂、硬脂酸镪、含硅爨类瀵逛剡遴孛亍了荧溅分析。分辑结暴裘明.除钠皂、钙皂、硬脂酸铝和柴油有灰白荧光外,麒它均无荧光

10、。结论1.对于聚合物锗捧液体系,含硅油类消泡剂鼹消泡教果比较好的一类消泡剂,适用于消除由活性裁gl耀熬逸溶。2.含硅油类消泡剂对钻井液性能基本没有影响,傻FT一1添加剂对禽硅油类消泡剂的满泡性能鸯一定影嫡。3.硅油虽然价格较高,但通过与辅助消泡剂艇24姑井擞与完井馥2000牛第17卷第2期琵,霹翟夫毽寝建藏步滔逢主蓑的瑶量,获孬降低了此类消泡剂的成本。参考文筑1蟛年穗译.钻井液消泡剂.油ffi化学译丛,i987;(4: 13一182丁方维泽,苏联钻井液中常用的消泡剂和发泡剂.嗣井地质勘探技术,l988;(1:1l_123暇雉天然气研究瓶205缎.CT5一s链并泥浆潴逛裁鳇氍究石油与天然气化一c

11、.198918(0:l一104徐成效译.国外常用钻井液及其添加荆1989;12(4:68728濑廷敬.GQ一101固体消泡剂的试验和应用1993;16(4i2527钻采工艺钻采上艺67E拜毓,撬泡蘩秘爱合应薅辫究。西潼练裁与证王.】994;25:15-一强7王群.钻井液起泡与消泡.钻果工艺,1991;14(1:9 lS8张兴礼,周协良.钻井液用消泡荆检测方法探索钻井液与完井液,1992;9(6:2931作者祷舟任疵螭.高敷王箍拜,1984年串韭于西南石油学院油田化学专业.目前从事低渗透储层侏护技术厦低渗遵沾簋渗流拯理犯学碲究。地址:姨西西安嚣浊学院石洼工程系;邮政鳊辑710065电话(0282

12、37381转2675。A8STRAeTThe experimental study OR deloeme墙for polymer drilling fluidRen Xiao扣ab and Cheng Duiqiang,Xian Petroleum lnst.Li Xuejan and Shi Buqian,Henan Petroleum Exploration Bureau。This paper evaluates the properties of available de-foamers for polymer mud using the density recovery ratio a

13、s an index,and its impacts on drilling fluid the-ological behavior,as well as the influences of temperature and mud additives on the efficiency of defoamers are also investigated.Results show that the compound defoamers containing silicon oil perform best t while minimal impacts On drilling fluid property were found.Key words:polymer mud;antifoaming agent;mud composition(收稿tt期199908m01;HGF=002A10;辅辑汪挂