抗高温高密度油基钻井液体系静态沉降稳定性建模及优化

发布时间：2024-06-29 01:31

　　抗高温高密度油基钻井液可用于复杂地层钻井,利于井壁稳定,可用于钻大位移井、水平井、超深井等,但在高温状态下面临钻井液沉降问题。钻井液的沉降包括静态沉降和动态沉降,过去主要关注钻井过程中钻井液的动态沉降,但由于钻井液具有剪切稀释性,一般静态条件下沉降稳定性较好的钻井液体系在较高剪切速率下仍具备良好的稳定性,主要研究高温状态下油基钻井液体系的静态沉降稳定性。为使体系达到较好的静态沉降稳定性,以往对各类核心处理剂,乳化剂、有机土、重晶石和油水比的加量和配比只做出试探性调整,实验存在一定盲目性,不能确定实验周期。针对上述问题,分析室内和现场密度2.5 g·cm^-3柴油基钻井液流变参数与静态沉降密度差的相关性,建立数学函数模型;将模型反馈的流变参数值与实验结合起来,利用模型优化基础实验,调整处理剂加量至相应流变参数值,使体系静态沉降密度差最小;最终得到一组抗温190℃,密度2.5 g·cm^-3沉降稳定性好的油基钻井液体系。研究过程具有目的性,体系静态沉降稳定性建模方法和实验模型结合的方法为优化钻井液体系性能提供了一种新思路。

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图1静态沉降密度差测试设备

参照《石油天然气工业钻井液现场测试第2部分油基钻井液》(GB/T16783.2—2012)测试室内配制钻井液的流变参数。钻井液老化条件为:190℃热滚16h;静置条件为:190℃静置24h。测试静态沉降密度差的相关实验设备如图1所示。测试主要流程是:把钻井液装入陈化....

图2破乳电压曲线

油基钻井液的核心处理剂是乳化剂,乳化性能的好坏,直接决定钻井液体系在高温条件下的稳定性[9-10]。以1#浆为基础浆,分析该乳化剂在不同加量下破乳电压的大小,做相关拟合曲线,如图2所示,并分析在该条件下体系的流变性,如表4所示。可以看出随着乳化剂加量的增加,钻井液体系的破乳电压升....

图3有机土加量静态沉降密度差/因子曲线

分析结果显示,随着有机土加量的增加,钻井液体系的静态沉降密度差和静态沉降因子SF明显降低,但随着有机土加量进一步增加,体系流变性变差,且沉降密度差有降低幅度不大。表明有机土加量增加,对体系的沉降稳定性影响程度降低,主要影响体系的流变性。为使钻井液体系仍具备良好的流变性,结合实验结....

图4重晶石配比静态沉降密度差/SF曲线

在抗高温高密度油包水钻井液中,重晶石所占比重极高。微粉重晶石与标准重晶石混合使用,可以显著增加钻井液体系的稳定性[13-14]。采用粒径小于5μm的微粉重晶石和标准API重晶石进行配比来改善钻井液的流变性及沉降稳定性。配方调整为:1#浆+1.5%主乳+1.5%辅乳+1%有机土,....

本文编号：3996957