抗高溫高密度油基鉆井液可用于復雜地層鉆井,利于井壁穩定,可用于鉆大位移井、水平井、超深井等,但在高溫狀態下面臨鉆井液沉降問題。鉆井液的沉降包括靜態沉降和動態沉降,過去主要關注鉆井過程中鉆井液的動態沉降,但由于鉆井液具有剪切稀釋性,一般靜態條件下沉降穩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定性,主要研究高溫狀態下油基鉆井液體系的靜態沉降穩定性。為使體系達到較好的靜態沉降穩定性,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沉降穩定性好的油基鉆井液體系。研究過程具有目的性,體系靜態沉降穩定性建模方法和實驗模型結合的方法為優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靜態沉降密度差測試設備

參照《石油天然氣工業鉆井液現場測試第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。可以看出隨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,鉆井液體系的靜態沉降密度差和靜態沉降因子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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