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石油是一种可以产生能量的重要能源,在社会生活的各个方面都可以看到石油衍生品的运用。目前国内对石油资源的开发已经越来越难满足人们生产生活的需要。我国现有的石油资源中,有10%~20%埋藏于地层深处的盐膏层下难以开采。如何在地层深处的盐膏层中顺利钻进已成为中国石油领域的科学家十分关注的前沿性课题。
河南省中原油田经过近30年地开采后原油产量逐年下降,面临“矿竭城衰”的严峻考验。因此,对中原油田比较丰富的岩盐碱资源的勘探开发也被提上了议事日程。为了安全顺利地完成勘探普查工作,取出完整的岩芯样品,避免使用普通钻井液所带来的一系列问题,研发一种质量过硬,品质优良钻井液就成为紧迫而且关键的问题。为了保证取芯工作的顺利进行,所使用的钻井液应该具有一系列重要特点,具体表现在:性能应该比较稳定;对易水化地层具有较强的抑制能力;具有较好的流变性能;滤失量应该维持在合理的范围内;在高温下能长时间保持性能的稳定。如果使用的钻井液质量无法保证,就会带来一系列严重问题,主要表现在:岩盐层溶解、井径扩大,形成大肚子井眼;水敏性地层发生膨胀、分散、剥落,造成井壁坍塌;岩盐层被钻井液溶解后,杂质离子会引起钻井液性能变坏;盐岩的塑性蠕动会造成井径缩小,导致卡钻和套管的非正常受损。
本研究以膨润土为基础建立饱和盐水钻井液体系。通过对比目前工业上大量生产的钻井液助剂在饱和盐水中的使用效果及改变各种助剂在钻井液中的含量,调整钻井液性能。试验结果表明,降滤失剂SMP-2与PAMS600复合使用可以达到较好的降滤失效果,但无法兼顾滤失量与漏斗粘度值的平衡。加入辅助降滤失剂CMS后钻井液能够保持浆体的稳定,且钻井液的滤失量与漏斗粘度能保持在合理的范围内。但是形成的泥饼表面不够光滑,质地不够坚韧。通过加入润滑剂对泥饼的润滑性能进行改善,研究发现润滑剂RH-2的加入对钻井液其他流变性能的影响并不大,并且有一定降低钻井液粘度的作用。针对泥饼不够坚韧的情况,加入护壁剂进行调节。研究发现护壁剂FT-1的加入能使泥饼变得坚韧,但会提高钻井液的漏斗粘度。选取三种降粘剂XY-27、磺化褐煤、FCLS分别测试其对钻井液的降粘效果,结果表明使用磺化褐煤作为降粘剂的钻井液综合性能较为优异。使用重晶石对钻井液进行加重。调整重晶石的含量,测试不同密度下钻井液的流变性能。随着钻井液密度的上升,钻井液的粘度也在不断提高。因此对降粘剂的含量进行调整,保证钻井液在加重后也具有合理的流变性能。对钻井液的流变性能、抑制性、高温稳定性进行测试,试验结果表明,所配制钻井液的具有优良的流变性、抑制性、抗岩屑污染能力和高温稳定性。濮阳地区岩盐层取芯现场的实践证明,所建立的体系性能稳定,抗污染能力强,能在较高温度下长时间稳定工作,完全满足工程现场的需要。
论文研究了钠基累托石运用于高温饱和盐水钻井液体系的可能性。研究表明,通过调整配方中个别助剂的含量,就能使所建立的累托石钻井液体系流变性能维持在合理的范围内,能够对水敏和易水化岩层起到很好的抑制作用。而且使用了钠基累托石的饱和盐水钻井液体系在高温下的滤失量明显小于使用钠基膨润土的饱和盐水钻井液体系。温度越高,这种优越性体现的越明显。这说明,将钠基累托石运用于饱和盐水钻井液中能够起到抗高温的目的,具有很大的发展潜力。