第七章油基钻井液

1、第七章第七章 油基钻井液油基钻井液钻井液工艺原理 讲义前言前言一、油基钻井液：一、油基钻井液：以油为连续相的钻井液。成本高污染环境钻速低有利于井壁稳定抗污染能力强润滑性好对油气层损害小抗高温优点优点缺点缺点二、油基钻井液特点二、油基钻井液特点三、油基钻井液发展三、油基钻井液发展第一节第一节 油基钻井液组成与性能油基钻井液组成与性能n一、油基钻井液组成油基钻井液组成n1、油相、油相n（1）柴油n 闪点和燃点分别在82和93以上，确保安全 ；n 苯胺点在60 以上，控制芳烃含量，减少对橡胶部件的腐蚀；n 苯胺点：苯胺点：等体积的油与苯胺（芳烃）相互溶解时的最低温度n 苯胺点 芳烃含量n 粘度适宜，

2、以有利于流变性控制n （ 2）低毒矿物油2 2、水相、水相n淡水、盐水、海水。3 3、乳化剂、乳化剂作用：作用：维持油包水（W/O）或水包油（O/W） 乳 状液的稳定性作用作用机理机理降低界面张力在油/水界面上形成具有一定强度的吸附膜增加外相粘度 (1) 以空间构型为依据选择乳化剂以空间构型为依据选择乳化剂n乳化剂的空间构型：乳化剂的空间构型：主要指乳化剂分子极性基团截面积直径n d极 和非极性集团截面积直径d非极的大小。n乳状液类型判断：乳状液类型判断： d极d非极易形成O/W型n d极d非极易形成W/O型nHLB：亲油亲水平衡值；HLB值越大，亲水性越强，n 越有利于形成O/W型乳状液。n

3、HLB值的选择：值的选择：HLB=4-6，适于作W/O型乳化剂n HLB=8-18，适于作O/W型乳化剂 (2) 以以HLB为依据选择乳化剂为依据选择乳化剂4、润湿剂、润湿剂n作用：作用：把原来亲水的固体表面转变为亲油，有利于亲水n 性固体在油相中悬浮。作用原理（润湿反转）：作用原理（润湿反转）：润湿剂为具有两亲结构的表面活性剂，分子中亲水的一端与固体表面有很强的亲合力，吸附在固体的表面，并将亲油端指向油相时，原来亲水的固体表面转变为亲油。5、亲油胶体、亲油胶体n定义：定义：分散在W/O乳化钻井液油相中的固体处理剂 （有n 机土、氧化沥青、亲油褐煤粉等）。作用：作用：增粘与降滤失。有机土：有机

4、土：亲水的膨润土 + 季胺盐类阳离子表面活性剂 亲油粘土。氧化沥青：氧化沥青：石油沥青经加热吹气氧化处理后与一定比例的 石灰混合而成的产品。n（1）提供Ca2+有利于二元金属皂的生成和W/O乳状液的稳定。n（2）维持钻井液PH=8.5-10，防止钻具腐蚀。n（3）防止酸性气体（H2S和CO2）污染钻井液Ca(OH)2 + H2S CaS + 2H2OCa(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2On6、石灰、石灰 重晶石粉在水基和油基钻井液中，都是最重要的加重材料。对于油基钻井液，加重前应注童调整好各项性能，油水比不宜过大，井适当地多加入一些润湿剂和乳化剂，使重晶石加人后，能及时地将其颗粒从

5、亲水转变为亲油，从而能够较好地分散和悬浮在钻井液中。7、加重材料、加重材料 对于密度小于l.68gcm3的油基钻井液，也可用碳酸钙作为加重材料。虽然其密度只有2.7gcm3 ，比重晶石低得多，但它的优点是比重晶石更容易被油所润湿，而且具有酸溶性，可兼作保护抽气层的暂堵剂。二、油基钻井液性能油基钻井液性能n1、固相含量、固相含量 n在满足钻井液流变性和滤失造壁性前提下，固相含量尽量少。2、流变性、流变性影响W/O乳化钻井液的粘度与切力的因素：亲油胶体、油水比、温度与压力。增粘机理：增粘机理：亲油胶体与水滴之间相互作用，形成空间网架结构。 W/O乳化钻井液动切力0取决于：W/O体系中亲油胶 体和水

6、滴的数量，以及两者的相互作用力大小。(1)亲油胶体与油水比亲油胶体与油水比(2)温度和压力对流变性影响温度和压力对流变性影响 在实际钻井过程中，井内钻井液所承受的温度和压力同时随井深增加而升高。一方面温度升高使油包水乳化钻井液表现粘度降低，另一方面压力升高使其表观粘度增大。大量实验研究表明，常温下压力对表观粘度的影响确实很大，但随着温度升高，压力的影响逐淅减小。当钻至深部地层时，虽然井下高温引起的表观粘度降低会从压力因素中得到部分补偿，但总的效果是，温度的影响明显超过了压力的影响3、滤失量、滤失量W/O乳化钻井液：API滤失量0，HTHP滤失量10ml。低胶质W/O乳化钻井液：API滤失量10ml ，HTHP滤失量as ,，则渗透压0，渗透压的存在使渗滤压差P增大。若若am=as ,，则渗透压=0，渗透作用对渗滤压差P无影响。若若amas ,，则渗透压0，渗透