钻井液中无机盐对机械钻速影响规律研究.pdf

第 39卷 第 4期 石 油 钻 探 技 术 VoI．： N()．i 2O】1年 7月 PETR()LEUM I)RI1LING TECHNIQUES ． Iu1．，2){1} ．_钻井完井 doi：10．3969／j．issn．i001—0890．2011．04．010 钻井液中无机盐对机械钻速的影响规律研究 高 飞，赵雄虎，周 超 (石油工程教育部重点实验室(中国石油大学 (北京))，北京 102249) 摘 要 ：改善钻井液性能来提高机械钻速 ，是 目前降低钻井成本常用的技术手段之一。通过模拟恒压钻进试 验 ，考察 了钻井液 中无机盐组分与砂岩岩石 的相互作用及对机械钻速的影响，结合岩屑一溶液混合物 的 ℃电位 ，初 步分析 了其作用机理 。结果发现，A1C1。和 AI。(SO )。具有较好的提速效果，A1CI。的浓度为 0．O1mol／L时机械钻 速能提高 33．7 ；通过 电位分析得 出，AI什能够使舍岩屑溶液的 电位 由负值变为 0，再转为正值 ， 电位大于一 1omv时提高机械钻速的效果明显 。分析其主要原因是，电位接近于0时岩石表面具有较高的表面 自由能，有利 于岩石破碎 ，这对提高机械钻速 、降低钻井成本具有一定的意义 。 关键词 ：钻井液 盐 机械钻速 ≮电势 岩石破碎 中图分类号：TE254 ．4 文献标识码 ：A 文章编号：1001—0890(2011)04—0048—05 EffectofDrillingFluid InorganicSaltonRateofPenetration GaoFei，ZhaoXionghu，ZhouChao (MOEKeyLaboratoryofPetroleum Engineering (ChinaUniversityofPetroleum (Beijing))，Bei— jing，102249，China) Abstract：Optimizingtheperformanceofdrillingfluidstoincreasetherateofpenetration(ROP)isoneofthe mosteffectivewaystoreducedrillingcost．Throughconstantpressuredrillingexperiments，thispaperinvestigates theinteractionsbetweeninorganicsaltsindrillingfluidsandsandstones，andtheirinfluencesonROP．Theprelimi— narymechanism wasanalyzedcombinedwith potentialofcutting-solutionmixture．Theresultsshow thatA1Cla andA12(S04)3can effectivelyincreasetheROP．TheROPwasincreasedby33．7 withA1C13concentrationof 0．01mol／L．Theanalysisof potentialshowsthatA1。 canchangethenegative electricalpotentialincuttingsto zeroandthen topositive．W iththe electricalpotentiallargerthan 一 10mV，theROP isincreaseddramatically． With1=electricalpotentialclosetozero，therocksurfacepossessesarelativelyhighsurfacefreeenergywhichhelps rockbreaking．Accordingly，itincreasestheROPandlowersthedrillingcost．