江漢石油學(xué)院學(xué)報2004年12月 第26卷 第4期●112●Journal of Jianghan Petroleum Institute. Dec. 2004 Vol.26 No.4聚a-烯烴合成基深水鉆井液體系性能研究許明標(biāo)(長江大學(xué)石油工程學(xué)院， 湖北荊州434023)張娜， (西南石油學(xué)院石油工程學(xué)院，四川成都610500)王昌軍(長江大學(xué)化學(xué) 與環(huán)境工程學(xué)院，湖北荊州434023)許艷(華東理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院， 上海200000[摘要]通過合成基基液的性能比較，結(jié)合海洋深水鉆井的特點。對具有較好低溫穩(wěn)定性、能有效抑制氣體水合物、穩(wěn)定地層的聚a-烯烴合成基鉆井液進(jìn)行了研究，并對形成穩(wěn)定聚a-烯烴合成基鉆井液的乳化劑進(jìn)行了合成、篩選和評價。提出了與該體系相配套的乳化劑、降濾失劑等系列處理劑.并通過對合成基鉆井液處理劑的研究，在實驗室建立了適合海洋深水鉆井的聚a-烯烴合成基鉆井液體系。[關(guān)鍵詞]海洋深水:鉆井液;合成基;聚c=烯烴[中圖分類號] TE254. 3[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 1000-9752 (2004) 04 -0112-02為了有效緩解海洋深水鉆井面臨的問題[1~3)，開發(fā)了聚a烯烴合成基深水鉆井液體系。下面是對這種鉆井液體系性能的研究。1性能試驗 及結(jié)果分析1.1油水比對體系性能的影響聚a-烯烴合成基鉆井液與普通油基鉆井液-樣， 油水比例變化對體系的流變性影響較大。室內(nèi)評價結(jié)果如表1。表1油水比例變化對鉆井液性能的影響油水Ht狀態(tài)AV/mPa. sPV/mPa.sYP/PaFLs0/mlES/V80 20熱滾前33.526. 07.52.5≥400熱滾后84. 066.018. 00.185; 1528.023.05.01.639.033. 06.090↑1022.518.04.53.5≥400 .31. 02.5_0.6注，后續(xù)試驗在未作特殊說明的情況下其基本配方為:油水比85: 15+3. 0%有機(jī)土+3.0%主乳化劑+3.0%鋪乳化劑+2.0%潤濕劑+3.0%降濾失劑+ 3.0%儲備賊，水為30%的氯化鈣溶液。熱滾溫度100C,熱滾時間16h;測試溫度室溫30C. AV為表觀粘度:PV為塑性粘度;YP為切力;FL30為30分鐘的濾失量;ES為電穩(wěn)定性。從表1可以看出，油相比例增加，鉆井液的表觀粘度AV、塑性粘度PV和切力YP都有所減小。因此，增加水相比例可提高鉆井液粘度。說明油水比的調(diào)整可以改變體系的流變性能。1.2低溫流變性表2溫度變化對鉆井液性能影響海洋深水的低溫環(huán)境，要求鉆井液體系具有較溫度CAPiP好的粘溫性能和在低溫下具有較好的流變性能。體/mPa. s/Pa__-5916328系流變性評價結(jié)果如表2。51275由表2可見，當(dāng)溫度降低時，鉆井液的AV和117.5PV都上升,YP值也迅速上升。但是,在低于15C155550后,流變性的變化相對較為平緩;在通常的泥水分界38297[收稿日期] 2004-09 - 22.[作者簡們]許明標(biāo)(1962-),男，1983 年大學(xué)畢業(yè)。高級工程師，現(xiàn)主要從事油田勘探開發(fā)的入井流體研究工作。第26卷第4期.許明標(biāo)等:聚a -烯烴合成基深水鉆井液體系性能研究●113.面5C的溫度下,PV小于55mPa.s,滿足低溫深水鉆井液的要求。1.3濾失性表3鉆井液的濾失性能濾失量是鉆井液的一項重要指標(biāo)。在采用不同.API FLsoHTHP冰失量乳化劑狀態(tài)ES/V的乳化劑配漿的情況下，對聚a-烯烴合成基鉆井/ml液的低壓濾失量(API)FLo和高溫高壓(HTHP)ZN16熱滾前3.71.5熱滾后1.2≥400.濾失量及電穩(wěn)定性ES進(jìn)行測試，結(jié)果如表3。ZN17熱滾前≥400由表3可以看出，不同的乳化劑體系對聚a烯ZN19熱滾 前1.9.0烴合成基鉆井液濾液具有一定影響，并且溫度上熱液后0.9升，合成基體系的濾失性能得到改善。1.4加重性 .表4鉆井液的加重性能密度ALYFES HTHP德失量由于海洋深水的復(fù)雜地質(zhì)情況，為了抑制可能/g. cm/mPa.g /mPa.s /P發(fā)生的高壓淺層流，保證作業(yè)施工安全，需要對聚0. 86297 ≥4002.5a-烯烴合成基鉆井液進(jìn)行適度的加重(表4)。0. 963325由表4可以看出，經(jīng)過重晶石加重處理后，體383.2445≥400.4.0系流變性以及電穩(wěn)定性都不同程度的產(chǎn)生變化，體.系密度增加，高溫高壓濾失增加。表5鉆井液抗海水侵污性能1.5 抗海水侵污性海水加量AV海洋深水鉆井中鉆井液可能會受到具有一定礦/mPa.s /mPa.s /PES/V FL/m!化度的淺層鹽水和海水的侵污，使得鉆井液的性能2273222.2發(fā)生變化。聚a-烯烴合成基鉆井液與常規(guī)的油基242.04626202. 0鉆井液一樣，具有較好的抗侵污能力。由于水相侵人到聚a-烯烴合成基鉆井液之中，改變了體系的油水比例，使體系性能發(fā)生變化，結(jié)果見表5。隨著海水加量的增加，體系各項性能發(fā)生變化，粘切增加，濾失下降;當(dāng)海水加量為10%時，泥漿的性能仍能維持穩(wěn)定。說明聚a烯烴合成基鉆井液體系具有很好的抗海水侵污的能力。1.6生物毒性合成基鉆井液的生物毒性及降解性對深水鉆井作業(yè)的環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生較大影響?，F(xiàn)場合成基鉆井液的毒性及降解性取決于可靠的海底取樣及分析。室內(nèi)采用發(fā)光細(xì)菌法分別測定了鉆井液處理劑、體系及熱滾回收鉆屑的生物毒性，結(jié)果ECoo都大于10°mg/L。表明聚a-烯烴合成基鉆井液體系實際無毒，滿足深水鉆井作業(yè)的環(huán)境保護(hù)要求。.2結(jié)語合成基鉆井液(SBM)密度低，能夠有效穩(wěn)定泥頁巖層、抑制氣體水合物，在深水鉆井中比水基鉆井液(WBM)更為有效，因而在深水鉆井作業(yè)中得到較為廣泛的應(yīng)用(4~6]。可見聚a-烯烴合成基深水鉆井液體系具有良好的應(yīng)用前景。[參考文獻(xiàn)][1] Zamora M，Broussard P N, Stephens M P. The top 10 mud- related concerns in deepwater dillipg operations [J] . SPE59019, 2000.[2] Dino. Less temperature dependent drlling fluids for use in deep water and directional dilling and processes for providing less tempera-ture dependent rheological properies to such driling fluids [P] . us; 6, 187，719，13 February 2000.[3]許明標(biāo)，邢耀輝.酯基鉆井液性能研究[J]. 油田化學(xué)，2001, 18 (4): 108~110.[4] Kim B, Joannah E, John H, et al. New low viscosity ester is suitable for dillig fluids in deepwater applications [J] . SPE 66553,2001.[5] Messler D, Kippie D, Webb T. lmproved techniques of deepwater SBM displacements A case history [J] . SPE 73711, 2002.[6] Marins A L, Petrobras, Araga o, et al. Optimizing synthetic oil based fluids for milling operations in deepwater wells [J] . SPE74352，2002.[編輯] 蕭雨