第七章油基鉆井液

1、第七章第七章 油基鉆井液油基鉆井液鉆井液工藝原理 講義前言前言一、油基鉆井液：一、油基鉆井液：以油為連續(xù)相的鉆井液。成本高污染環(huán)境鉆速低有利于井壁穩(wěn)定抗污染能力強(qiáng)潤(rùn)滑性好對(duì)油氣層損害小抗高溫優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)二、油基鉆井液特點(diǎn)二、油基鉆井液特點(diǎn)三、油基鉆井液發(fā)展三、油基鉆井液發(fā)展第一節(jié)第一節(jié) 油基鉆井液組成與性能油基鉆井液組成與性能n一、油基鉆井液組成油基鉆井液組成n1、油相、油相n（1）柴油n 閃點(diǎn)和燃點(diǎn)分別在82和93以上，確保安全 ；n 苯胺點(diǎn)在60 以上，控制芳烴含量，減少對(duì)橡膠部件的腐蝕；n 苯胺點(diǎn)：苯胺點(diǎn)：等體積的油與苯胺（芳烴）相互溶解時(shí)的最低溫度n 苯胺點(diǎn) 芳烴含量n 粘度適宜，

2、以有利于流變性控制n （ 2）低毒礦物油2 2、水相、水相n淡水、鹽水、海水。3 3、乳化劑、乳化劑作用：作用：維持油包水（W/O）或水包油（O/W） 乳 狀液的穩(wěn)定性作用作用機(jī)理機(jī)理降低界面張力在油/水界面上形成具有一定強(qiáng)度的吸附膜增加外相粘度 (1) 以空間構(gòu)型為依據(jù)選擇乳化劑以空間構(gòu)型為依據(jù)選擇乳化劑n乳化劑的空間構(gòu)型：乳化劑的空間構(gòu)型：主要指乳化劑分子極性基團(tuán)截面積直徑n d極 和非極性集團(tuán)截面積直徑d非極的大小。n乳狀液類型判斷：乳狀液類型判斷： d極d非極易形成O/W型n d極d非極易形成W/O型nHLB：親油親水平衡值；HLB值越大，親水性越強(qiáng)，n 越有利于形成O/W型乳狀液。n

3、HLB值的選擇：值的選擇：HLB=4-6，適于作W/O型乳化劑n HLB=8-18，適于作O/W型乳化劑 (2) 以以HLB為依據(jù)選擇乳化劑為依據(jù)選擇乳化劑4、潤(rùn)濕劑、潤(rùn)濕劑n作用：作用：把原來親水的固體表面轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油，有利于親水n 性固體在油相中懸浮。作用原理（潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)）：作用原理（潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)）：潤(rùn)濕劑為具有兩親結(jié)構(gòu)的表面活性劑，分子中親水的一端與固體表面有很強(qiáng)的親合力，吸附在固體的表面，并將親油端指向油相時(shí)，原來親水的固體表面轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油。5、親油膠體、親油膠體n定義：定義：分散在W/O乳化鉆井液油相中的固體處理劑 （有n 機(jī)土、氧化瀝青、親油褐煤粉等）。作用：作用：增粘與降濾失。有機(jī)土：有機(jī)

4、土：親水的膨潤(rùn)土 + 季胺鹽類陽(yáng)離子表面活性劑 親油粘土。氧化瀝青：氧化瀝青：石油瀝青經(jīng)加熱吹氣氧化處理后與一定比例的 石灰混合而成的產(chǎn)品。n（1）提供Ca2+有利于二元金屬皂的生成和W/O乳狀液的穩(wěn)定。n（2）維持鉆井液PH=8.5-10，防止鉆具腐蝕。n（3）防止酸性氣體（H2S和CO2）污染鉆井液Ca(OH)2 + H2S CaS + 2H2OCa(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2On6、石灰、石灰 重晶石粉在水基和油基鉆井液中，都是最重要的加重材料。對(duì)于油基鉆井液，加重前應(yīng)注童調(diào)整好各項(xiàng)性能，油水比不宜過大，井適當(dāng)?shù)囟嗉尤胍恍?rùn)濕劑和乳化劑，使重晶石加人后，能及時(shí)地將其顆粒從

5、親水轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油，從而能夠較好地分散和懸浮在鉆井液中。7、加重材料、加重材料 對(duì)于密度小于l.68gcm3的油基鉆井液，也可用碳酸鈣作為加重材料。雖然其密度只有2.7gcm3 ，比重晶石低得多，但它的優(yōu)點(diǎn)是比重晶石更容易被油所潤(rùn)濕，而且具有酸溶性，可兼作保護(hù)抽氣層的暫堵劑。二、油基鉆井液性能油基鉆井液性能n1、固相含量、固相含量 n在滿足鉆井液流變性和濾失造壁性前提下，固相含量盡量少。2、流變性、流變性影響W/O乳化鉆井液的粘度與切力的因素：親油膠體、油水比、溫度與壓力。增粘機(jī)理：增粘機(jī)理：親油膠體與水滴之間相互作用，形成空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。 W/O乳化鉆井液動(dòng)切力0取決于：W/O體系中親油膠 體和水

6、滴的數(shù)量，以及兩者的相互作用力大小。(1)親油膠體與油水比親油膠體與油水比(2)溫度和壓力對(duì)流變性影響溫度和壓力對(duì)流變性影響 在實(shí)際鉆井過程中，井內(nèi)鉆井液所承受的溫度和壓力同時(shí)隨井深增加而升高。一方面溫度升高使油包水乳化鉆井液表現(xiàn)粘度降低，另一方面壓力升高使其表觀粘度增大。大量實(shí)驗(yàn)研究表明，常溫下壓力對(duì)表觀粘度的影響確實(shí)很大，但隨著溫度升高，壓力的影響逐淅減小。當(dāng)鉆至深部地層時(shí)，雖然井下高溫引起的表觀粘度降低會(huì)從壓力因素中得到部分補(bǔ)償，但總的效果是，溫度的影響明顯超過了壓力的影響3、濾失量、濾失量W/O乳化鉆井液：API濾失量0，HTHP濾失量10ml。低膠質(zhì)W/O乳化鉆井液：API濾失量10ml ，HTHP濾失量as ,，則滲透壓0，滲透壓的存在使?jié)B濾壓差P增大。若若am=as ,，則滲透壓=0，滲透作用對(duì)滲濾壓差P無(wú)影響。若若amas ,，則滲透壓0，滲透