油基钻井液基本应用和维的护陈晓东

油基泥浆的优点•强抑制性•温度性•润滑性•抗污染能力强•油层保护•机械钻速快油基泥浆的缺点价格昂贵井漏难处理抗水侵能力差对固井和电测影响大环保问题（排放不便）不适合钻含气探井油包水乳化钻井液的组成Z・基油（矿物油）X•乳化水（5%—50%）••乳化剂（高级脂肪酸、烷基磺酸钙、烷基苯磺酸钙、•斯盘一80等〕z

•润湿剂（季胺盐类、卵磷石、石油磺酸盐）2

•亲油胶体（有机般土、沥青、亲油褐煤等）••加重材料油包水乳化钻井液的组成•-水相：淡水、盐水或饱和盐水，其中以后者Z为最好。二采用盐水配制油包水乳化泥浆有如下优点：•①有利于乳化，以提尚乳状液的稳定性；二②有利于抑制页岩的水化膨胀，以利井璧稳定;二③提高油包水乳化泥浆抗污染能力；二④增加密度，饱和盐水的密度可比淡水增加20%二左右。油包水乳化钻井液的组成乳化剂作用机理：大多数乳化剂厲沪阴离子型衷面活性剂，具有两亲结构：烃链亲汕，而离+型®团（一COO-）是亲水的。W此当存在于汕、水混合物中时，其分子会在油水界iftift动浓集，将其亲水端伸入水中，亲汕端伸入汕中，从而导致界面张力显箸降低，冇利于乳状液的形成。润湿剂作用机理：人多数天然矿物是亲水的。润湿剂也足具存两亲结构的表面活性剂，分子的一端趋向于溶于油相，而另一端与固体表面冇很强的亲合力。当这®分子聚集在汕和固相的界面并将亲汕端指向油相时，原來的亲水的同体;专变为亲油，这一过程常被称作润湿反转。油包水乳化钻井液的组成$复配乳化剂，主要是由主、辅两部分乳化flj组成，主乳化剂主要着重成型，是成膜关键；辅乳化剂一方而在成膜方而起加夢膜的作用，另一方面可使主乳化剂更加i定，增强外相粘度。油包水乳化钻井液的组成♦亲油胶体或油中可分散胶体：氧化沥青、W机膨润土、亲油褐煤及皂类它们可作&增稠剂以及降滤失剂。•沥青是靠增加固相浓度而增稠，其增稠效果较差;z钠皂是靠形成胶束而增稠，其增稠效果比沥青强;•有机粘土靠形成网状结构而增稠，其增稠效果最•好。:这三类物质增稠顺序为：有机膨润土〉钠皂〉沥青。油包水乳化钻井液的组成其它添加剂：包括加重剂和碱度调节剂等。乳化泥浆中加入少量碱度调节剂，可以助于抗高温，TT利于悬浮重晶石和降低失量；泥浆需要加重时，必须使用加重0油基泥浆的配制双罐混合配制法1#罐：基汕、上、主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂（加屯前只加50%）。充分搅拌。2#罐：配制盐水（一般为25%的CaCL2盐水）。将2#罐的CaCL2加入1#罐，需缓慢加水，搅拌冇力以便尽快形成乳化液。在继续搅拌下加入适量的石灰、降滤失剂、增胶剂等。检测性能。如性能合乎要求，加®至要求的比重后，加入另外50%的润湿剂。单罐配制法（不建议使用，略）油基泥浆的关键性能•电稳定性(ES)•润湿性•流变性•碱度控制(Pom)•HTHP滤失量•固相控制Wkj:油包水泥浆性能的要求及调控乳机制及es取决于液相的化学组成，尤f夢是有颗粒存在的情况下。火多数泥浆成&对破乳电压均产生影响。般来讲，增加油、乳化剂的含量，ES值i蹭加。然而，增加水、加重剂、以及增加氯化钙在水相中的含量，ES值下降。乳状液稳定性••汕基泥浆的核心问题是在使用过程中，必须确保乳状液的稳定:性。W-影响电稳定性（ES》的因素：•L电解质浓度:水的舁电性随屯解质浓度的增加而增加，从而有•降低电稳定性的暂时效应。:2.水的含量:当分散水扣增加时，水珠之间的平均距离减少，使參水珠聚结，更易形成电路而降低电稳定性。•3.水润湿固体:实际上相当于大水珠。:4+乳状液:乳化剂的浓度和水珠的尺寸支配着乳状液的稳定性。»因此，高度的剪切使水相分散成更细更均匀的水珠对F配制新浆尤为重要。~5.温度：由于温度对汕基泥浆的影响很大，因此，电稳定性的测龜W必须是在恒温下（I20F）进行以观察其变化趋势和确定其•数值范I韦］。润湿性«•大多数天然矿物、设备和工具等都是亲水性的，因此•必须加入润湿剂将其反转为亲油性。:•润湿剂相比于乳化剂，曰常消耗更大，需及吋补充。Z•在加入大量的重晶石的前后，需补充适量的润湿剂。Z•固相油润湿不足不等于水润湿，它会造成固相分散致*使PV、Gel增大，YP减小，。固相分散后，不易被清X除，造成堆积，进而影响钻井液的其它性能。:•大多数润湿剂都有稀释功能，因此大量处理前需做小»型试验。*注：油基钻井液冏相水润湿判断试验见钻井液技术手册1-33«碱度控制（Pom）:•汕菇泥浆的碱度其实是指体系中右灰的剩余蜻，它对汕基泥浆X起着决定性的作用：德1.提供的有利于二元金属皂的生成，保证乳化剂可发挥其效♦

紐。w2.维持合适的碱度，保持乳化液的稳定性和泥浆的高温稳定性。Z3.防止电解质（CaCL2）发生电离现象。*4,保持分散水相的PH值在碱性范闹内，使乳化剂和处理剂在碱性范围内获得最佳效能。5.有效地抵抗和消除酸性气体CO2和H2S钻井液的污染，并利于防止钻具腐蚀。•过量的石灰是有S的，因为石灰有促进水润湿作川的趋势，过商的碱度会引起流变性数值的增加。一般控制Pom在1.5-2.5ml（传统型），对于S温状态F，可适当控制卨些，但以Pom木S过5.0为宜。活度（aw）••活度柠制的s义在于通过调节汕基钻井液水相中的盐浓度，使Z

其产斗:的渗透压大于或等于页岩吸附吒，从而防止钻井液屮的•水向岩层运移。水的活度相等是油基钻井液和地层不发生水运•移的必耍条件。（涔透&足指为PHIh水从低盐度洛液通过半透腴柊向商盐度溶液而•所需的压力，）••活度值的机算：•CaCL2溶液：aw=l-5.892X10-nC1-789ZNaCL溶液127X注：c为溶液的重量百万分之一浓度（ppm）___••油基钻井液水相中CaCX2浓度达到40%时，大约可产生•161IOpsi的渗透压，在22%—31%时，渗透压为5000—lOOOHpsi.•而NaCL饱和溶液只产生5800psi的渗透压。因此多数油基钻井w

液选用CaCL2作为活度控制剂，滤失量•滤失景低并_H.滤失液是汕而不是水是汕基钻井液在性能方面的一个重要特点。其作用机理是：1.钻井液十亲汕胶体物质具有极好的造堦性，它们在井壻上的吸附和沉积可形成几乎是非渗透性的滤饼。2.分散在油中的乳化水滴有利于堵孔，起-定降滤失作用。3.水相的卨含盐M(CaCL2和NaCL)nJ•有效地防比油娃钻井液中的水分向井壁岩石运移。••如果滤液屮汕水并存，衣明油基钻井液的乳化稳定性受到破坏。需及时用乳化剂和润湿剂处理。•当发现滤失坫过卨iW滤液不含水时，表明体系屮分散相含量偏低，应适当补充降滤失剂(有机褐煤、氧化沥青等〕。对于OBM，增加压力会使滤液粘度增大，滤失量趋于降低。固相控制•**油基泥浆对hM相含靖的嬰求4水S钻井液一样，无用的固相应尽n了能•地淸除。因大多数阆扣最初具有亲水性，进入油S泥浆屮与汕扣接触•变成油润湿，这既影响钻井液的稳定性，义増加泥浆的粘度、切力和•密度。:•油坫泥浆的强抑制性侦大部分固相难亍分敗，也侦机械沽除较为容易。X固控设备主要是振动筛和离心机：•1.振动筛，由十钻w分散稈.度低，振动筛清除钻w的效果要好十水坫泥浆，选择的筛布也更细、•2.离心机，楚唯，能洁除泥浆屮积累起來的微小固相的设备，但山r受•其本身处理泉和泥浆比承岛等w永的限制，1:作效率是脊限的，•3.由于油埔泥浆较力和粘M较岛，不it侦用除砂器和除泥器，而使•用清洁器也必须考虑其对加宽枓的影响。Z4.由于油基泥浆ff放+便和受泥浆池容hi的限制，不宜迸行大M的稀释。卜此，名次屯fel使用的泥浆滿注意泥浆老化的M题：町考虑采用沉淀T固相、新浆3换等方法。油水比与流变性0/WVsRheology□75/25■80/20□90/10□100/0Ua(Mpa.S)r(Pa)Up(Mpa.S)温度与压力对油基钻井液的影响:•与水相比，油更容易被压缩，油基钻井液的热膨胀性•和可压缩性均高于水基钻井液。因此，在气井中使用•油基泥浆需更加关注井控问题。:•常温下压力对油基钻井液的表观粘度影响很大，但随•温度升高压力的影响逐渐减小，因为压力升高使油基2泥浆的粘度增大，但温度升高又会使其粘度降低。••在井下高温高压条件下，影响油基钻井液流变性的主X要因素是温度，而不是压力。••对于油基钻井液，增加压力会使滤液粘度增大，滤失:量趋于减小。因此，HTHP滤失测试比常温常压滤失«测试更能真实地反映油基钻井液在井下的滤失情况。日常维护•保待钻井液中冇足ft的乳化剂和润湿剂以保证乳化液的稳定性和固相的油润湿性。_•用石灰维持介适的碱度范闹，随并温的增加而适尚地提岛碱度。，采用细水长流的方式向泥浆补充汕和水以防止钻井液的“脱水”现象，这对于高温高密度泥浆尤为重要。-根据钻井液密度的变化调幣油水比，保持良好的流变性。•用CaCL2控制钻井液水相的活度Aw（性能参数为WPS〕，一般CaCL2浓度维持在25%左右。•根据实际需要作出相应的处理。•切忌在加CaCL2的同时加重晶石。存在的问题•水污染问题1.尽对能地降低自然污染，避免出现人为的污染。水污染严重时需及时处理。2.用油清洗筛布•水泥浆污染问题X虽然使用隔离液，但受排放不便的限制，水泥浆污«染不可避免地存在，只能尽可能低地减少污染。Z•环保问题:1.钻屑含油量（OOC）<15%•2.保护海洋，人人有责！MI主要油基泥浆材料简介•VERSAMUL传统®体系的主乳化剂，必须保i正冇3ppb过显的石灰來使钙亡溶解。冈此，处理时需加入等單:的石灰，推荐处现:喊为O.O5-2.Oppbs•VERSACOAT是传统型体系的主润湿剂，又足“宽失水型”体系的主乳化剂。处理；K配合使用石灰，推荐处理