环保型深水水基钻井液体系的研究.pdf

第 1O卷 第32期 2010年 l1月 科 学 技 术 与 工 程 V01．10 No．32 Nov．2OlO 1671一l8l5(2010)32—7910—06 ScienceTechnologyandEngineering @ 2010 Sci．Tech．Engn~ 环保型深水水基钻井液体系的研究 田荣剑 罗健生 李 自立 耿 铁 李怀科 王 楠 (中海油 田服务股份有限公司油 田化学事业部，燕郊 065210) 摘 要 在深水作业时，低温高压的地质条件和狭窄的安全密度窗口给钻井工程带来 了不小的困难。对于钻井液技术而言， 更是面临着崭新的挑战，如低温高压下钻井液流变性增稠有可能导致增加井底压力控制的难度，钻遇地层气时容易形成水合 物堵塞环空通道；特殊的地层压实条件要求钻井液体系具有更高的水化抑制能力以及大尺寸井眼和隔水管处的携砂问题等 等。同时，海洋深水钻井对钻井液体系环境保护能力的要求更加严格。因此，在主要添加剂研究的基础上构建了一套环保型 深水水基钻井液体系，通过性能评价，达到一定水深钻井作业的能力要求。 关键词 深水 流变性 水合物 生物毒性 中图法分类号 TE927．3； 文献标志码 A 深水勘探和开发工作的大规模开展，已经成为 胶结差，钻遇这些强活性的黏土时就会导致引起泥 石油工业每年上游预算的一个主要部分。目前深 浆流变性能变坏、钻头泥包等问题，这对钻井液的 水勘探的绝大多数活动和深水油气资源主要集中 抑制性提出了更高的要求。 在三个地域，即墨西哥湾、巴西和西非…。不过，就 此外，天然气水合物的抑制也是海上钻井过程 全球而言，深水的开发依然是一个不成熟的前沿领 中主要关注的问题之一；大井眼(隔水管)的清洁问 域，许多的沉积构造仅得到初步的勘探，国内尤其 题也是区别于浅水作业的特殊之处；深水钻机每天 如此。 数十万美元的运行成本也使得作业者不得不考虑 环境保护一直是作业者所关注的重点，在满足 钻井的时效问题等等。 钻井技术的基础上，环保方面的要求也要同时达标 才能获得作业许可。在东墨西哥湾，美国环境保护 1 体系的构建 机构(EPA)要求所有的作业者必须获得单独的岩 屑海上排放许可 。因此，环保型钻井液的研究与 在过去的50多年中，曾使用各种化学剂来抑 制水敏性页岩的水化，最早广泛使用的方法是往 开发正 日益显现出其重要性，尤其对于海洋深水钻 井而言。 钻井液 中加入高浓度 的氯化钾、氯化钠 以及二价 的无机盐。这些盐通过各种不同的作用机理对延 深水钻井作业环境特殊，由于上部的海水形成 缓页岩水化膨胀会起到一定作用。但是，大量使 的覆盖层压力梯度较低 ，安全密度窗 口较浅水作业 用以上无机盐会对环境带来化学和生物的负面影 时变窄，这就要求体系的ECD变化尽可能的小，便 响，这些高盐度钻井液的排放对海洋环境也会造 于井下压力控制，这是深水作业公认 的难题之 ] 成污染。 一 。 同时，深水海底沉积物 由于缺乏上部压实， 在20世纪90年代中期，一类新型的胺基化合 2010年8月 1813收到，8月2431修改 (国家重大专项) 物用作页岩抑制剂，主要用以解决其它产品所存在 (2oo8Zx05O26JDo1 )