钻井液与完井液化学第七章.ppt

钻井液与完井液化学 第七章 油基钻井液 油基钻井液 油基钻井液 油基钻井液 油基钻井液的组成与性能 油基钻井液的组成与性能 油基钻井液的组成与性能 油基钻井液的组成与性能 油基钻井液的组成与性能 油基钻井液的组成与性能 油基钻井液的组成与性能 油基钻井液的组成与性能 油基钻井液的组成与性能 油基钻井液的组成与性能 油基钻井液的组成与性能 油基钻井液的组成与性能 油基钻井液的组成与性能 油基钻井液的组成与性能 油基钻井液的组成与性能 油基钻井液的组成与性能 油基钻井液的组成与性能 低毒油包水乳化钻井液 低毒油包水乳化钻井液 低毒油包水乳化钻井液 矿物油钻井液与柴油钻井液性能的对比 矿物油钻井液毒性研究 矿物油钻井液毒性研究 低毒油包水乳化钻井液的现场应用 低毒油包水乳化钻井液的现场应用 低毒油包水乳化钻井液成本问题 低毒油包水乳化钻井液成本问题 油基钻井液是指以油作为连续相的钻井液。早在20世纪20年代，人们就曾使用原油作为钻井液以避免和减少钻井中各种复杂情况的发生。但在实践中发现使用原油有以下缺点：切力小，难以悬浮重晶石，滤失量大，以及原油中的易挥发组分容易引起火灾等。于是后来逐渐发展成为以柴油为连续相的两种油基钻井液——全油基钻井液和油包水乳化钻井液。油基钻井液的发展阶段详见下表。 由于目前全油基钻井液已较少使用，因此通常所说的油基钻井液主要指以柴油或低毒矿物油(白油)作为连续相的油包水乳化钻井液。 1．基油 在油包水乳化钻井浓液中用做连续相的油称为基油。目前普通使用的基油为柴油(我国常使用零号柴油)和各种低毒矿物油。柴油用做基油时应具备以下条件： (1)为确保安全，其闪点和燃点应分别在82℃和93℃以上。 (2)由于柴油中所含的芳烃对钻井设备的橡胶部件有较强的腐蚀作用，因此芳烃含量不宜过高，一股要求柴油的苯胺点在60℃以上。苯胺点是指等体积的油和苯胺相互溶解时的最低温度。苯胺点越高，表明油中烷烃含量越高，芳烃含量越低。 (3)为了有利于对流变性的控制和调整，其粘度不宜过高． 一、油基钻井液的组成及配制方法 2．水相 淡水、盐水或海水均可用做油基钻井液的水相。但通常使用含一定量CaCL2或NaCL的盐水，其主要目的在于控制水相的活度，以防止或减弱泥页岩地层的水化膨胀．保证井壁稳定。 3. 乳化剂 为了形成稳定的油包水乳化钻井液，必须正确地选择和使用乳化剂。一般认为乳化剂的作用机理是：(1)在油／水界面形成具有一定强度的吸附膜；(2)降低油水界面张力；(3)增加外相粘度。以上三方面均可阻止分散相液滴聚集变大，从而使乳状液保持稳定。其中又以吸附膜的强度最为重要，被认为是乳状液能否保持稳定的决定性因素。 在油包水乳化钻井液中，常用的乳化剂有以下类型：(1)高级脂肪酸的二价金属皂，如硬脂酸钙；(2)烷基磺酸钙：(3)烷基苯磺酸钙： (4)斯盘—80(或Span—80)，主要成分为山梨糖醇酐单油酸酯。此外，目前国内用于油包水乳化钻井液的乳化剂还有：环烷酸钙、石油磺酸铁、油酸、环烷酸酰胺和腐植酸酰胺等。 4．润湿剂 大多天然矿物是亲水的。当重品石粉和钻屑等亲水的固体颗粒进入w/o型钻井液时，它们趋向于与水结合并发生聚结，引起高粘度和沉降，从而破坏乳状液的稳定性。 润湿剂的加入使刚进入钻井液的重晶石和钻屑颗粒表面迅速转变为油湿，从而保证它们能较好地悬浮在油相中。 5．亲油胶体 习惯上将有机土、氧化沥青以及亲油的褐煤粉、二氧化锰等分散在油包水乳化钻井液油相中的固体处理剂统称为亲油胶体，其主要作用是用做增粘剂和降滤失剂。其中使用最普通的是有机土，其次是氧化沥青。有了这两种处理剂，可以使油基钻井液的性能可以像水基钻井液那样很方便地随时进行必要的调整。 石灰是油基钻井液中的必要组分，其主要作用有以下方面： (1)提供的Ca2+有利于二元金属皂的生成，从而保证所添加的乳化剂可充发挥其效能。 (2)维持油基钻井液的pH值在8.5~10范围内以利于防止钻具腐蚀。 (3)可有效地防止地层中CO2和H2S等酸性气体对钻井液的污染。 6．石灰 7．加重材料 重晶石粉在水基和油基钻井液中，都是最重要的加重材料。对于密度小于1.68g/cm3的油基钻井液，也可用碳酸钙作为加重材料,它的优点是比重晶石更容易被油所润湿，而且具有酸溶性，可兼作保护油气层的暂堵剂。 8．推荐配方及其性能参数 一种优质的油基钻井液的配方，是在对各种组分进行优化组合的基础上形成的。配方优化设计的基本原则是： (1)要有很强的针对性； (2)应