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·12·新隆石油科技信虑第21卷第1期2000年3J]

A.D.Patel等

合成基钻井液对固井作业的影响

翘译：唐代绪田京燕(山东东营胜利油田钻井工艺研究院)

校对：赵金海(山东东营胜利油田钻井工艺研究院)

摘要

对合成基泥浆的化学组分、物理特性、化学特性进行了探讨，将合成基泥浆与常规泥浆进行了比较，并进行了各种有关合成基泥浆的性能实验，实验表明单独的合成基泥浆对水泥/套管的固结强度影响很小。

主题词固井固井质量表面活性剂强度(合成基钻井液)

0引言

油井固井作业成功的最重要因素是从套管和井壁间成功地驱替出钻井液，并确定环空界面，以便与水泥很好地固结。用水基泥浆固井前，如果水基泥浆含有与油基泥浆和合成基泥浆匹配的表面活性剂，油基泥浆和合成基泥浆就能被成功地驱替出来。

1合成基泥浆

在过去的10a里，化学家们遵照环保法规利用各种合成基有机溶液配置了合成基泥浆，它是环境可以接受的水基泥浆的替代物。油基泥浆以油作为连续相，水基相通常是被强油湿的表面活性剂所乳化的氯化钙(CaCl?)溶液，这些CaCl?或其它的盐通常用于控制地层交界面的渗透压。合成基泥浆能象油基泥浆一样包被敏感的岩屑以防止其分散，却不会象柴油和矿物油泥浆那样出现环保问题。合成基泥浆和常规的油基泥浆通常乳化性较高，油湿性较强。

尽管油湿对钻井作业有利，但对完井和修井作业却不利。合成基泥浆的强油湿性能使套管和地层保持油湿，这降低了水泥的胶结强度，所以，为了成功地用合成基泥浆进行固井作业，必须做到：

(1)在注水泥前，应用隔离液驱替出泥浆；

(2)油湿地层应该洗到水湿为止；

(3)套管和地层问水泥胶结好。

1.1化学成分

现场施工人员使用了不同的合成基泥浆体

系，利用其化学名称进行了分类，下面列出了一些现场常用的合成基泥浆和其它正处于实验阶段的合成基流体(SBF)。

1)线性α烯烃催化均聚而成的聚α烯烃(PAO);

2)由脂肪酸和乙醇缩合的酯基钻井液；

3)乙烯分子均聚而成的线性α烯烃(LAO)和内烃(10);

4)线性α烯烃和内烯烃氢化而成的线性石蜡基流体(LP);

5)碳酸酯化或其衍生物酯化产生的二烃基碳酸流体；

6)缩合乙醇或乙醇和乙二醇形成的醚和乙二醇醚基流体。

1.2物理特性

合成基流体的物理特性依赖于其化学组成、结构和分子量。因为对于给定的化学组成和结构，其分子量越高，液体粘度越高。液体的化学组成、结构和分子量对其极性和水溶性来说影响很大，而SBF的乳化类型和稳定性又是由其极性决定的。

1.3化学特性

合成基流体的化学反应和热稳定性会在高温和高pH值条件下改变，脂肪酸酯化基液体在石灰存在的条件下93.33℃就会分解。

脂肪酸中的钙盐(钙皂)对含脂肪酸酯的合成基流体的流变性具有负面影响。当二烃基碳酸盐被水解时，不产生钙皂，所以它的副产品不会对二烃基碳酸盐钻井液的流变性产生有害影响。

聚α烯烃(PAO)、线性α烯烃(LAO)、

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内烃(I0)和线性石蜡基流体(LP)在高温和强pH值环境下不水解，所以比较稳定。

2钻井液性能

合成基和常规油基泥浆与钻井液的性能非常类似。象油基泥浆一样，大多数合成基泥浆含有乳化剂、润湿剂、增粘剂和降滤失剂。然而，由于不同的合成基泥浆其化学和物理特性也不同，可能需要对表面活性剂进行改性或需要全新的表面活性剂以便产生稳定的逆乳化钻井液。合成基泥浆的稳定性取决于合成基流体的化学特性和合成基泥浆体系的乳化剂。

3实验

室内实验比较了合成基泥浆和油基泥浆的性能，测定了由各种合成基流体配制的泥浆性能及稳定性，在65.56℃~121,11℃时对实验浆进行了老化，并在48.89℃时测定了实验浆的流变性。

3.1酯基泥浆的稳定性

酯基泥浆对油藏的碱度非常敏感，尤其在高温下存在石灰时会发生水解。由4种不同的脂肪酸酯分别制备了4种密度为1.5g/cm3的酯基泥浆。当油藏成碱性时，泥浆中含有(9.98～11.40)×10-3g/cm3的石灰。因为酒精含量显示了酯基钻井液的水解度，研究人员在老化处理后使用气相色谱—质谱仪分析确定了酒精的百分含量。

3.2表面活性剂

如果驱替液中含有正确的表面活性剂，水基隔离液能从井眼中驱替出合成基泥浆。这些水基隔离液对外部含油的合成基泥浆