抗高溫高密度油基鉆井液可用于復雜地層鉆井,利于井壁穩(wěn)定,可用于鉆大位移井、水平井、超深井等,但在高溫狀態(tài)下面臨鉆井液沉降問題。鉆井液的沉降包括靜態(tài)沉降和動態(tài)沉降,過去主要關注鉆井過程中鉆井液的動態(tài)沉降,但由于鉆井液具有剪切稀釋性,一般靜態(tài)條件下沉降穩(wěn)定性較好的鉆井液體系在較高剪切速率下仍具備良好的穩(wěn)定性,主要研究高溫狀態(tài)下油基鉆井液體系的靜態(tài)沉降穩(wěn)定性。為使體系達到較好的靜態(tài)沉降穩(wěn)定性,以往對各類核心處理劑,乳化劑、有機土、重晶石和油水比的加量和配比只做出試探性調整,實驗存在一定盲目性,不能確定實驗周期。針對上述問題,分析室內和現場密度2.5 g·cm^-3柴油基鉆井液流變參數與靜態(tài)沉降密度差的相關性,建立數學函數模型;將模型反饋的流變參數值與實驗結合起來,利用模型優(yōu)化基礎實驗,調整處理劑加量至相應流變參數值,使體系靜態(tài)沉降密度差最小;最終得到一組抗溫190℃,密度2.5 g·cm^-3沉降穩(wěn)定性好的油基鉆井液體系。研究過程具有目的性,體系靜態(tài)沉降穩(wěn)定性建模方法和實驗模型結合的方法為優(yōu)化鉆井液體系性能提供了一種新思路。

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【部分圖文】：

圖1靜態(tài)沉降密度差測試設備

參照《石油天然氣工業(yè)鉆井液現場測試第2部分油基鉆井液》(GB/T16783.2—2012)測試室內配制鉆井液的流變參數。鉆井液老化條件為:190℃熱滾16h;靜置條件為:190℃靜置24h。測試靜態(tài)沉降密度差的相關實驗設備如圖1所示。測試主要流程是:把鉆井液裝入陳化....

圖2破乳電壓曲線

油基鉆井液的核心處理劑是乳化劑,乳化性能的好壞,直接決定鉆井液體系在高溫條件下的穩(wěn)定性[9-10]。以1#漿為基礎漿,分析該乳化劑在不同加量下破乳電壓的大小,做相關擬合曲線,如圖2所示,并分析在該條件下體系的流變性,如表4所示�？梢钥闯鲭S著乳化劑加量的增加,鉆井液體系的破乳電壓升....

圖3有機土加量靜態(tài)沉降密度差/因子曲線

分析結果顯示,隨著有機土加量的增加,鉆井液體系的靜態(tài)沉降密度差和靜態(tài)沉降因子SF明顯降低,但隨著有機土加量進一步增加,體系流變性變差,且沉降密度差有降低幅度不大。表明有機土加量增加,對體系的沉降穩(wěn)定性影響程度降低,主要影響體系的流變性。為使鉆井液體系仍具備良好的流變性,結合實驗結....

圖4重晶石配比靜態(tài)沉降密度差/SF曲線

在抗高溫高密度油包水鉆井液中,重晶石所占比重極高。微粉重晶石與標準重晶石混合使用,可以顯著增加鉆井液體系的穩(wěn)定性[13-14]。采用粒徑小于5μm的微粉重晶石和標準API重晶石進行配比來改善鉆井液的流變性及沉降穩(wěn)定性。配方調整為:1#漿+1.5%主乳+1.5%輔乳+1%有機土,....

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