新一代合成基钻井液.docx

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合成基朗讲液

铅液外钻井技术

类

维普资计wwcqyipcom

第十六善.1998年第5期

钻并疫面完并毁

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4-9新一代合成基钻井液

TE254.4

J.E.Friedheim著龙政军译

朱德一校ie

引言

在墨西哥湾和北海地区，采用合成基泥浆(SBM)即假油基泥浆钻井已非常普遍。其它地区，如远东、奥大利亚、墨西哥、欧洲大陆、南美和俄罗斯，也大都在使用或计划使用。由于市场日益发展，估计钻井行业已使用至少是第二代合成基或假油基体系。虽然划分第一代和第二代合成基泥浆的界限是随意而有争议的。然而一般可以从基液成本和运动粘度两方面来划分。虽然第二代合成基泥浆价廉而粘度低，其产品的使用也日益增多，但还是不能完全代替第一代合成基泥浆。因此，应从二者使用的基础材料来区分。第一代合成基泥浆以酯、醚和聚α—烯烃(PAO)为基础材料；第二代合成基泥浆则以线性α—烯烃(LAO)、内烯烃(IO)和线性链烷烃(LP)为基础材料。表1为第一代和第二代合成材料的全部组分。

表1合成基液

第一代

第二代

酯

聚α—烯烃

酸

缩醛

线性烷基苯

线性α一烯烃

内烯烃

线性链烷烃

缩醛基是第一代合成液成本高的主要原

因，目前已不再使用。由于线性烷基苯(LAB)的价格和运动粘度较低而首次列为第二代类型的合成材料。现在使用的线性链烷烃虽然不是合成材料(实际有供使用的合成线性链烷烃),但仍列为第二代产品。合成材料的通用定义为：通过化学合成法生产的材料，称为合成材料。也许术语“假油”更适合线性烷烃类物质，但为简便起见全部都包括在其它合成产品里讨论。

合成基钻井液的发展史

酯是最早用于钻井液的合成材料(1990年3月，挪威),随后使用了醚类(1990年，挪威),以后在挪威和墨西哥湾用了聚α—烯烃(分别是1992年5月和6月)。在其后的3年时间里，相继开发了线性烷基苯、缩醛、线性α—烯烃、线性链烷烃和内烯烃。在这一时期，首次出现了两种不同类型的合成基液PAO和LP复配使用。从此开始引人了其它类型的复配物，如酯和线性α—烯烃的复配使用。

由于受到钻井过程中允许钻屑直接排放人海的根本利益驱动，到目前为止，全世界范围已经有500多口井使用了合成基泥浆(因为在许多地区使用油基泥浆和某些水基泥浆时，禁止钻屑直接排放人海)。对合成基泥浆的使用，90%以上在墨西哥湾和北海地区，这两个

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钻并液和宝井液

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国外钻井技术

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市场对使用合成基泥浆所具效益的认识独具少污水量。在墨西湾实施相同的计划，也同样

慧眼。

在北海，盛行使用反相油基泥浆，要求直接排放钻屑人海的呼声促使环保部门通过加强立法来限制含低毒性油基泥浆的钻屑排放。

节约了成本，产生了类似的生态效益。由于第二代合成基液使用更稀和更便宜的材料，超过了第一代合成基泥浆制定的技术和经济目标，大多保留了满足环境限制的要求。

例如，英国在1993年12月31日以前，每磅直接排放的干屑的允许含油量被限制在45.5克(10%)以内。到1993年12月31日以后，无论是探井还是评价井，排放的每磅干钻屑的含

油量不能超过4.5克(1%)。因此，合成基泥浆成了油基泥浆的直接替代品，并称之为“假油基泥浆”。

在墨西哥海，合成基泥浆替代了大部分水基泥浆，并证明有效地提高了钻井效能。其优点包括钻速提高；通井次数减少；卡钻类的意外事故减少。由此可使钻机工作天数减少，节约了钻时。虽然使用SBM使泥浆成本增加，但因钻时减少使得总成本降低(图1)。

千美元

千美元10000

8000

全井节约贵用

6000

4000

2000

oE

7

-5—6.

WBM成本-—SBM成本=

—3—4二

—2—

1

表2第一代合成基液的典型性能

典型性能

聚α一烯烃

酯

酸

缩醛

密度，g

粘度，CST(140F)

闪点，F倾点，F芳香烃

0.8

5.0~6.0

302

-65

无

0.85

5.0~6.0

3025无

0.63

6.0

320

-40

无

0.84

3.5

275

-75

无

表3第二代合成基液的典型性能

典型性能

钱性烷基苯

线性链烷烃

线性α—烯怪

内烯烃

密度，g

0.86

0.77

0.77-0.79

0.77-0.79

粘度。CST(140F)

4.0

2.5

2.1~