微粉重晶石高密度鉆井液性能研究

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com第31卷第1期鉆井液與完井液Vo1．3lN0．12014年1月DRILLINGFLUID＆COMPLET10NFLUIDJan．2014doi：10．39690．issn．1001-5620．2014．01．004微粉重晶石高密度鉆井液性能研究邱正松，韓成，黃維安，莊峰，高禹(中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院，山東青島)邱正松等．微粉重晶石高密度鉆井液性能研究【J]．鉆井液與完井液，2014，31(1)：12—15．摘要國(guó)外現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，微粉重晶石加重技術(shù)能很好地解決超深井復(fù)雜井鉆井現(xiàn)場(chǎng)遇

2、到的很多難題，但目前中國(guó)關(guān)于微粉重晶石加重技術(shù)的研究應(yīng)用報(bào)道較少?？疾炝宋⒎壑鼐?、普通重晶石、鐵礦粉加重的高密度鉆井液流變性、沉降穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性，研究了微粉重晶石高密度鉆井液的儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)，進(jìn)一步利用3種加重材料的粒度分布、表面電性、微觀形貌基本性質(zhì)探討了微粉重晶石改善高密度鉆井液性能的作用機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，微粉重晶石加重高密度鉆井液黏度效應(yīng)低，沉降穩(wěn)定性與潤(rùn)滑性明顯優(yōu)于普通重晶石和鐵礦粉高密度鉆井液；通過優(yōu)選架橋粒子與降濾失劑可以在一定程度上減輕儲(chǔ)層傷害程度，滿足各種復(fù)雜井對(duì)高密度鉆井液的需要。關(guān)鍵詞微粉重晶石；高密度

3、鉆井液；復(fù)雜井中圖分類號(hào)：TE254．3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001．5620(2014)01-001204以傳統(tǒng)加重材料加重的高密度鉆井液體系流變性酸鈉水溶液中，超聲分散5min，用berttersizer2000與沉降穩(wěn)定性矛盾突出[1-21，且高固相含量導(dǎo)致鉆井型激光粒度儀測(cè)量粒度分布。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，液摩阻較大，固相顆粒容易堵塞地層巖石孔喉，造成微粉重晶石、普通重晶石、鐵礦粉的平均粒徑D分儲(chǔ)層傷害。國(guó)外從20世紀(jì)70年代中期就開始了對(duì)重別為2．423、18．24、43．12岬，同時(shí)測(cè)得微粉重晶石、晶石進(jìn)行超微

4、改性處理研究，以解決高密度鉆井液黏普通重晶石、鐵礦粉的比表面積為1．298、0．480、0．125度效應(yīng)與沉降穩(wěn)定性二者之間的平衡問題，且在現(xiàn)場(chǎng)IIl2／g?？梢娢⒎壑鼐鄬?duì)于普通重晶石和鐵礦粉粒應(yīng)用中，相對(duì)于傳統(tǒng)加重材料加重的高密度鉆井液表徑小，粒度分布稍窄，比表面積大。現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)[3-4]，目前中國(guó)對(duì)于微粉重晶石加重1．2表面電性技術(shù)的研究應(yīng)用的報(bào)道較少。研究對(duì)比了超微重晶石、普通重晶石、鐵礦粉加重的高密度鉆井液的流變性、在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的微粉重晶石、普通重晶石、鐵礦粉與水懸浮溶液中，通過滴加H：SO或NaOH沉降

5、穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性以及微粉重晶石高密度鉆井液的儲(chǔ)層保護(hù)性能，且對(duì)相應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行了探討，為正確稀溶液調(diào)節(jié)pH值，水浴振蕩器中恒溫振蕩24h后取應(yīng)用微粉重晶石高密度鉆井液提供依據(jù)與指導(dǎo)。部分懸浮液，隨即用zetasize3000電位儀測(cè)量懸浮液中加重劑顆粒zeta電位，測(cè)量結(jié)果如圖2所示?？?基本性質(zhì)以看出，堿性條件下，微粉重晶石zeta電位的絕對(duì)值明顯大于普通重晶石、鐵礦粉的zeta電位，說明l-1粒度分布微粉重晶石顆粒親水性及分散性強(qiáng)于普通重晶石和鐵將少量微粉重晶石(GEMMEBLANCChemical礦粉。Company，密度

6、為4．30g／cm)、普通重晶石(勝利油1．3顆粒形狀田鉆井院，密度為4．28g／cm)、鐵礦粉(安縣華西礦粉有限公司，密度為5．10g／cm)置于0．5％六偏磷微粉重晶石、普通重晶石、鐵礦粉掃描電鏡如圖基金項(xiàng)目：國(guó)家自然基金(51374233)；全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目(201310425011o第一作者簡(jiǎn)介：邱正松，2001年獲中國(guó)石油大學(xué)(華東)博士學(xué)位，現(xiàn)在主要從事井壁穩(wěn)定理論及應(yīng)用、鉆井液處理劑研發(fā)、油氣層保護(hù)等教學(xué)科研工作。地址：山東省青島市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)長(zhǎng)江西路66號(hào)中國(guó)石油大學(xué)(華東)工科樓B521(韓成收)；

7、郵政編碼266580；E-mail：qiuzs63@sina．Gom。學(xué)兔兔www.xuetutu.com學(xué)兔兔www.xuetutu.com14鉆井液與完井液2014年1月晶石加重的鉆井液密度差為0．01～0．02g／em，明顯又能光滑井壁，從而降低了鉆井液摩阻，且由掃描電小于普通重晶石、鐵礦粉加重的高密度鉆井液的上下鏡圖片可知，微粉重晶石顆粒形狀較為規(guī)則，粒徑小，密度差。近似為球形，在摩擦過程中也部分表現(xiàn)為滾動(dòng)摩擦，可進(jìn)一步提高鉆井液的潤(rùn)滑性能，因此潤(rùn)滑性能優(yōu)于表1不同加重材料加重后的鉆井液沉降穩(wěn)定性能普通重晶石高密度鉆

8、井液體系，鐵礦粉為多面體形狀，加重材料Apl(g／cm3)且棱角尖銳，阻礙滑動(dòng)，因而鐵礦粉高密度鉆井液的潤(rùn)滑性能較差[5]。2．4儲(chǔ)層保護(hù)性能鉆井液固相和濾液侵入儲(chǔ)層是造成儲(chǔ)層損害的主要原因【6】，由超微重晶石粒度分布可知，微粉重晶石分析原因：①由于微粉重晶石顆粒表面經(jīng)過改性，顆粒粒徑小，