油基钻井液体系介绍.ppt

COPYRIGHT:泥浆塘沽基地2006 泥浆塘沽基地系列培训教材 油基钻井液体系介绍 目 录 油基钻井液基础 PDF-MOMSM钻井液体系 HTHP-MOMSM钻井液体系 PDF-SBMSM钻井液体系 PDF-SBMⅡSM钻井液体系   油基钻井液基础 油基钻井液概念： 以油为连续相的钻井液体系 分类： 1）原油钻井液 2）油包水乳化钻井液（反相乳化钻井液，逆乳化 钻井液，简称油包水钻井液） 3）全油钻井液 特强的抑制性 很高的耐温能力 很强的抗污染能力 极好的储层保护特性 特佳的润滑性能 很好的抗腐蚀性 维护相对简单 成本较高 技术难度较大 环保及地质录井有一定影响 工作环境差 钻速低（被渤海的实践否定） 油基钻井液发展阶段及特点 1）原油钻井液完井液，1920年开始使用；成分及特点：原油，100 ℃以内浅井使用；优点：防塌，保护油气层，密度低，配制成本低；存在问题：无切力或切力很低，不利于加重，滤失量高，粘度变化大，若遭水侵，会损害储层，存在易挥发馏份，闪点低，易着火。 2）改进型原油钻井液完井液，1935年开始使用；成分及特点：原油、水及乳化剂，100 ℃以内使用；优点：性能有所改进，密度可调，成本略有增加；存在问题：同上。 3）油基钻井液，1939年前后开始使用；成分及特点：柴油、沥青、水、乳化剂及加重剂，使用温度200-250℃；优点：极好的深井钻井液，高温下稳定，维护费较低，防塌、防腐、保护油气层，润滑性好；存在问题：成本较高，配制条件严格，劳动条件差，易发生火灾。 油基钻井液发展阶段及特点 4）油包水乳化钻井液，1950年前后开始使用；成分及特点：柴油、水、乳化剂及润湿剂，少量亲油性胶体作降滤失剂；优点：可保持低粘，控制活度防塌，抗酸性气体及抗污染能力强；存在问题：成本较高，钻速低，配制条件严格，劳动条件差。 5）低胶质油包水钻井液，1975年开始使用；成分及特点：柴油、亲油性胶体、水、乳化剂及润湿剂；优点：可明显提高钻速，降低钻井总成本；存在问题：由于放宽滤失量，对一些地层不适应，如松散地层垮塌。 6）低毒油包水钻井液，1980年前后开始使用；成分及特点：矿物油、亲油性胶体、水、乳化剂及润湿剂；优点：具有油基钻井液的各种优点，同时能有效防止环境污染，适合于海洋钻探；存在问题：同以上油基钻井液。 油包水钻井液的组成 以水为分散相（内相），油为连续相（外相），并添加乳化剂、亲油性胶体及其它处理剂和加重材料所形成的稳定的乳状液，常用符号W/O表示。 （1）油相 又称基油或基液，目前普遍使用的基油为白油 要求： 闪点及燃点分别在82℃及93℃以上； 白油苯胺点在60℃以上； 粘度不易过高，便于对流变性进行调控； 淡水、海水或盐水均可作为水相 有效控制水相活度，消除泥、页岩水化膨胀，保证井壁稳定 有的盐类可降低水相的表面张力，对乳状液起稳定作用 增加抗地下水或盐类的污染能力 可提高乳状液密度 乳化剂是乳状液能否稳定的决定性因素，主要 作用有以下几种： 在油水界面形成具有一定强度的吸附膜，阻止液滴碰撞时发生聚并而使乳状液稳定 降低油水界面张力，使得体系稳定 增加外相粘度，增加液滴发生碰撞阻力 关于乳化剂有关问题 定向楔理论 HLB值 定向楔理论 胶体化学中将乳化剂分子的空间构型决定乳状液类型的原理称之为定向楔理论 乳化剂的空间构型主要是指分子极性基团和非极性基团截面积的大小。 d极d非极，易形成O/W， d极d非极，易形成W/O 水滴大小及其分布 分散液滴越小，体系分布均匀，稳定性好 分散相增多，可变形粒子增多 亲水亲油平衡值——HLB 重要性： 大多数天然矿物是亲水的，加重材料和钻屑趋向于与水相聚结，引起高粘与沉降，从而造成体系不稳定 油基钻井液切力一般较低，如果加重材料和钻屑维持其亲水性，则其悬浮性成问题 作用 提供Ca2+有利于二元金属皂的生成，从而可保证所添加的乳化剂充分发挥其效能 维持整个油基钻井液体系的PH值处于碱性以利于防止钻具腐蚀 可有效防止地层中CO2和H2S等酸性气体对钻井液的污染 习惯上将有机土、氧化沥青以及亲油性褐煤等分散在油包水钻井液中的固相处理剂统称为亲油胶体。 主要作用就是增稠和降滤失，其中使用最普遍的是有机土和氧化沥青。 有机土由亲水性的膨润土与季铵盐类阳离子表面活性剂发生相互作用后制成的亲油性粘土 使用的季铵盐具有很强的润湿反转作用，最常用的有1227、1231等 有机土很容易在油相中分散，具有良好的提粘、悬浮作用，对整个油基钻井液体系的稳定也起到稳定作用 另外，有机土的存在可以构建油基钻井液的滤饼，正是滤饼的存在从而阻止了外来固、液相进一步侵入油气层 在油基钻井液体系中起到悬浮、增粘和降滤失作用 增强体系的抗温和稳定作用 最大缺点是对提高机械钻速不利