微泡鉆井液密度特性研究

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com第31卷第4期鋁井液與完井液V0l_31NO．42014年7月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDJuly2014doi：10．3969／j．issn．1001—5620．2014．04．003微泡鉆井液密度特性研究謝建宇，周亞賢，劉光成，盧國林，耿曉慧(中原石油勘探局鉆井工程技術(shù)研究院，河南濮陽)謝建宇等．微泡鉆井液密度特性研究[J]．鉆井液與完井液，2014，31(4)：8-10，14．摘要微泡鉆井液是近年來開發(fā)的一種適用于低壓易漏地層的新型鉆井液。筆者利用CL．Ⅱ型流體PvT測試儀，測定了壓力、溫度對不同密度微

2、泡鉆井液密度的影響，其密度隨溫度升高而降低，隨壓力升高而增加，并且壓力達3MPa以上時，鉆井液密度上升趨勢趨于平緩。通過對實驗數(shù)據(jù)的回-5和公式推導(dǎo)，建立了微泡鉆井液井底密度預(yù)測模型，通過數(shù)學(xué)插值方法可以得到配制密度在0．598～O．951g／cm之間的微泡鉆井液井底密度預(yù)測值。關(guān)鍵詞微泡鉆井液；低壓易漏；PVT測試儀；密度預(yù)測中圖分類號：TE254．3文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1001—5620(2014)04．0008．03開展微泡鉆井液在高溫高壓下的密度變化規(guī)律研讀數(shù)h。，則釜體體積V缸+ASh。，加壓后密封活究對于現(xiàn)場安全鉆井非常重要。目前，中國對該方面塞向下移動，記

3、下此時傳感器的高度h，就能得到相的研究內(nèi)容多集中在溫度、壓力對鉆井液密度的影響，應(yīng)條件下微泡鉆井液的密度，即：很少涉及鉆井液密度與井深的關(guān)系。利用PVT流體Plo(缸+ASh0)／(Vg+AShI)(1)測試儀考察了溫度、壓力對微泡鉆井液密度的影響，式中，P。為鉆井液初始密度；V缸為密封缸體體積；并通過實驗數(shù)據(jù)建立了井深與微泡鉆井液密度的關(guān)系△為測試釜橫截面積；P．為加壓后鉆井液密度。模型，為微泡鉆井液現(xiàn)場施工提供了技術(shù)支撐[1-81。2微泡鉆井液密度測定與分析1實驗儀器2．1配制方法基漿配制：在1L水中加入3g碳酸鈉和50g膨?qū)嶒灢捎肅L一Ⅱ型流體PVT測試儀(見圖1)測

4、潤土，高速攪拌2h，室溫下放置養(yǎng)護24h，即得5％定微泡鉆井液密度。淡水基漿。微泡鉆井液配制：在攪拌條件下，將0．5％XC、0．5％LV-CMC、0．1％聚胺和0．3％FSA一2加入400mL基漿中，待攪拌均勻后將O．8％發(fā)泡劑Foam．1加人溶液中，然后用高速攪拌器攪拌不同的時間，接著低速攪拌20min，待微泡鉆井液密度均勻后，得到密度在0．598～0．95lg／cm之間的微泡鉆井液。2．2溫度、壓力對微泡鉆井液密度的影響將密度分別為0．95l、0．910、0．868、0．791、0．711、圖1PVT測試儀原理示意圖O．662和0．598g／cm的微泡鉆井液加入CL—l

5、I型流體其工作原理為質(zhì)量守恒定律，在已知鉆井液密度PVT測試儀中，考察溫度、壓力對鉆井液密度的影響，條件下，將鉆井液加入測試釜，記下此時位移傳感器實驗以密度分別為0．910、0．791和0．662g／cm微泡基金項目：中原石油勘探局重大科技攻關(guān)項目“徽泡鉆井液技術(shù)研究”(2012321)部分研究成果。第一作者簡介：謝建宇，高級工程師，現(xiàn)在從事油田化學(xué)品研制及開發(fā)工作。地址：河南省濮陽市中原路462號中原石油勘探局鉆井工程技術(shù)研究院；郵政編碼457001；電話(0393)4899548；E—mail：zyytxjy@sina．com。學(xué)兔兔www.xuetutu.com第31

6、卷第4期謝建宇等：微泡鉆井液密度特性研究9鉆井液為例進行說明，見圖2。從圖2可知，不同密表1密度為0．791g／cm微泡鉆井液的密度一／E,,JJ~驗公式度微泡鉆井液密度變化趨勢相似，隨著壓力的升高密度逐漸增加，這主要是由于微泡內(nèi)含有的空氣具有可壓縮性，隨著施加壓力的增加，微泡內(nèi)空氣體積逐漸減小，單位體積內(nèi)鉆井液質(zhì)量增大，造成鉆井液密度逐漸升高；壓力在3MPa以下時，鉆井液密度上升較快，而隨著壓力進一步升高，鉆井液密度上升的趨勢趨于平緩；此外，隨著溫度升高，微泡鉆井液可壓縮性逐漸降低，這主要是由于微泡中的空氣隨著溫度的升高體積膨脹，部分抵消壓力對微泡內(nèi)空氣的影響，從而導(dǎo)致微

7、泡鉆井液可壓縮性能降低。O．96O．950．94O．93O．92o．910．9O回歸公式相關(guān)O5lO1520／a系數(shù)a)密度為0．910g／cm3a=一5．658x10～T+9．399x10一丁’_1．347x10一0．99610～36=一6．011x10～T2_2571x1071+5．856×10一。o．87．0．9966o．86o．85c=0．7911．0000o．84o．83a=-9．983×10T2+1．776×10一Z9．819×10一0．9689o．823～2Ob=2．606x10～T2_4o．8l．4