油基钻井液对于保护储层和防止井壁坍塌具有良好的效果,但目前常用的油基钻井液体系组成乳化剂加量过高,三种乳化剂总的加量高达8%,使得钻井液的成本较高,同时配制工艺变得复杂、操作不便。如用一种多功能乳化剂代替体系中的三种乳化剂而不改变其性能,且其用量大大减少,就会大大改善目前油基钻井液的配制工艺,降低油基钻井液的成本。
长江大学研究开发了一种新型高效乳化剂Hiemul,可替代常用油基钻井液体系中的主乳化剂、辅乳化剂及润湿剂,单一的Hiemul高效乳化剂即可配制稳定可靠的油基乳化钻井液。其主要特点为加量小成本低、性能稳定、配制简易。在配制油水比为7:3油基乳化钻井液时,乳化剂Hiemul加量2%即可使体系高温老化前后的流变性能、高温高压滤失性能稳定,抗侵污能力强;高温180℃条件下,乳化剂Hiemul加量4%即可使破乳电压高达700伏特以上。该产品是人工合成具有各类表面活性基团的低分子聚合物集合体,在零下15℃的地区,都能正常的运输和使用。目前用该产品配制的油基钻井液经过印尼国家石油公司技术部的严格检测,各项技术指标达到国内外领先水平,已在印尼油田应用。
中温及高温油基钻井液性能评价
基本配方为:280mL5#茂名白油+主乳Hiemul+2.5%CaO+2.5%有机土+120mL(26%CaCl2水溶液)+2%降滤失剂PF-HIFLO+重晶石;密度ρ=1.2g/cm3;热滚老化温度分别为80℃,150℃;在45℃测试性能;
表1 油基钻井液中温流变性(80℃)
|
Hiemul加量 |
状态 |
AV
(mPa.s) |
PV
(mPa.s) |
YP
(Pa) |
Ф6/Ф3 |
G10″/G10′
(Pa) |
ES
(V) |
HTHP失水(mL) |
|
2% |
滚后 |
36.5 |
32 |
4.5 |
2.5/2 |
6/16 |
446 |
5.3 |
|
3% |
滚后 |
35.5 |
29 |
6.5 |
3/2 |
7/16 |
568 |
4.8 |
|
4% |
滚后 |
40.5 |
34 |
6.5 |
5/4 |
8/17 |
596 |
4.2 |
表2 油基钻井液高温流变性(150℃)
|
Hiemul加量 |
状态 |
AV
(mPa.s) |
PV
(mPa.s) |
YP
(Pa) |
Ф6/Ф3 |
ES
(V) |
HTHP失
水(mL) |
|
2% |
滚后 |
44 |
37 |
7 |
4/3 |
494 |
|
|
3% |
滚后 |
51.5 |
38 |
13.5 |
12/10 |
654 |
5.0 |
|
4% |
滚后 |
57 |
42 |
15 |
14/13 |
745 |
4.0 |
|
5% |
滚后 |
72 |
47 |
25 |
22/20 |
841 |
3.0 |