适用于油基钻井液的微乳酸冲洗液研究

• 作 者: 钟明镜
• 出 处: 西南石油大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 油基钻井液 微乳酸 冲洗液 胶结强度 固井质量

随着油气勘探开发的深入,油基钻井液的应用日益增多。但油基钻井液钻完井后,井壁附着的油膜、油性淤泥及油泥饼,会对后续固井质量带来不利影响。因此,有必要研究针对性强的冲洗体系,对油基泥浆钻井后井壁油膜及泥饼进行有效冲洗,为后续固井创造条件。微乳液具有超低的油水界面张力,超强的增溶能力以及稳定的热力学性能,在洗油方面具有明显的优势。酸液可以与泥饼中的无机固相材料反应,达到酸蚀、松动泥饼的目的。本文利用微乳液和酸液的性能优势,提出微乳酸冲洗液研究。本文利用拟三元相图、正交优化等试验手段系统探究了表面活性剂、油的种类、配比对微乳液相行为的影响,筛选出两种具有较大微乳区域的微乳液配方,并对形成的微乳液进行粒径、结构、耐温性及耐盐性分析;在微乳液配方基础上,考察了酸对微乳液相行为的影响,确定出适合配制微乳酸冲洗液的酸液类型,并以冲洗效率为目标,通过正交实验对体系中各组分配比进行优选,最终获得具有较大冲洗效率的微乳酸冲洗液配方:正丁醇:正辛醇=2:1,CTAC:NP-10=2:3,HF:CH3COOH=1:4,助表面活性剂:主表面活性剂=1:1.5,表面活性剂:柴油=1:3。对配方制备的微乳酸冲洗液进行性能及结构的分析。结果表明:配方形成的微乳酸为O/W型,粒径范围在20～30 nm之间,在6000 rpm高速离心下仍然保持稳定不分层;耐温可达80℃,耐盐(CaCl2)可达60 g/L;在20～100℃,表观粘度在25～40 mPa·s,流变性能良好。对微乳酸冲洗液进行冲洗效果模拟评价。通过六速旋转粘度计模拟井筒,以及动态冲洗模拟装置模拟泥饼的形成、冲洗以及水泥环胶结过程,测得微乳酸冲洗油基钻井液的冲洗效率为98.58%,水泥环第一界面胶结强度为2.05 MPa,较冲洗前提高8.9倍;第二界面胶结强度为0.77 MPa,较冲洗前提高6.4倍。评价结果表明本文研究出的微乳酸冲洗液可在一定程度上提高油基钻井液的冲洗效率,增强水泥环胶结强度,提高固井质量。本文提出了一种新的油基钻井液冲洗液研究思路,并通过实验研究,获得了有效配方,为固井前置冲洗液提供了一种新的可能。