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学兔兔 www .xuet ut · 114 · 石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2011年8月 第33卷 第8期 Journal of Oil and Gas Technology (J.JPI) Aug.2011 Vol.33 No.8 基于深水钻井的新型矿物油基钻井液性能研究 岳 前 升 (长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州434023) 刘 书 杰 ， 何 保 生 ， 周 建 良 ， 李 玉 光 (中海石油研究中心，北京100027) 胡 友 林 (长江大学石油工程学院，湖北荆州434023) [摘要] 油包水型钻井液体系在深水钻井中应用比较广泛，钻井液的低温流动性和抑制气体水合物生成是 深水钻井液中比较受关注的问题。研制出一种新型矿物油钻井液，通过测定其在不同组成时的粘温特性， 研究了基础油、乳化剂种类、有机土加量、油水比以及钻井液固相含量等对油包水钻井液低温流动性影 响，探讨了低粘矿物油钻井液对气体水合物生成的抑制性。试验结果表明，基础油的低温粘度是影响油 包水钻井液低温流动性的关键因素，其次是乳化剂种类、有机土加量和油水比，而惰性固相加重材料对 油包水钻井液低温增稠作用影响较小。在此基础上，优选出低粘矿物油钻井液配方：70%低粘矿物油+ 30%盐水+2%有机土+3%乳化剂+0.5%润湿剂+3%降滤失剂+2%石灰，该钻井液具有较好的低温流 动性，性能稳定，能有效抑制气体水合物生成，可以应用于深水钻井作业。 [关键词]深水钻井；油包水钻井液；矿物油钻井液；流变特性；粘温特性；气体水合物 [中图分类号] TE254.3 [文献标识码]A [文章编号]1000-9752(2011)08-0114-05 水深超过500m 的钻井称为深水钻井，超过1500m 的称为超深水钻井[1.2]。深水已经成为我国海上 及海外油气勘探和开发的重点区域之一 ，如我国第 一 口水深超千米的深水井 — — 荔湾3- 1- 1井(水深 1480m) 已经于2006年成功开钻[3];作为作业者，中国海油已经在西非赤道几内亚和我国南海东部深 水区进行钻井勘探作业。深水钻井在中国虽然刚起步，但已经成为钻采技术领域研究的热点和难点，这 其中就包括深水钻井液技术。深水钻井对钻井液提出的技术挑战较常规井无疑是巨大的，主要体现在低 温流动性、气体水合物抑制、当量循环密度控制及井眼稳定和清洁等方面，2],也正是基于其技术复杂 性，所以目前深水钻井液技术主要由 Mi SWACO 和 Baker Hughes 等大型油田技术服务公司垄断。由 于深水钻井费用高昂，所用钻井液应尽可能减少井下复杂情况，从全球所用深水钻井液体系来看，虽然 也有水基钻井液成功应用的报道[4~],但深水钻井液仍以矿物油基或合成基等油包水型钻井液体系为 主[8~17]。 合成基钻井液相对矿物油基钻井液不仅环境可接受性而且低温流动性也更好，但在环境敏感海域， 如北海和墨西哥湾，无论是合成基钻井液还是矿物油基钻井液以及钻屑基本上均做到“零排放”,如何 将矿物油基钻井液的成本优势和低温流动性等性能统一起来是矿物油基钻井液应对深水钻井的主要挑 战。笔者研制出一种低粘矿物油钻井液，该钻井液较合成基钻井液具有明显成本优势，同时又具有较好 的低温流变性和抑制气体水合物生成等性能，在深水钻井中具有广阔的应用前景。 1 试 验 1.1 试验材料与仪器 试验涉及到4种基础油：低毒5#白油，低粘矿物油，气制油 (GTL), 线性α烯烃 (LAO), 其 中 后2种均为进口产品；其他处理剂如有机土、降滤失剂、乳化剂和石灰等均为国产工业产品。 [收稿日期]2011-06-22 [基金项目] 国家科技重大专项(2008ZX05056-s002-s03;2008ZX05030-s005-s07)。 [作者简介]岳前升(1973一),男，1996年大学毕业，博士，副教授，现主要从事油田化学方面研究工作。 学兔兔 www. xuet ut 第33卷第8期 岳前升等：基于深水钻井的新型矿物油基钻井液性能研究 ·115 · 试验仪器：六速旋转粘度计(青岛海通达专用仪器厂);高低温交变试验箱，温度范围-40～120℃ (无锡惠尔环境试验设备厂);破乳电压仪(范氏公司); DSC 微差扫描量热仪(法国 SETARAM IN- STRUMENT 公司)。 1.2 试验方法 1.2.1 油包水钻井液配制和性能测试 油包水钻井液配制及常规性能测试参照GB/T16782-1997 要求进行[18]。试验中若无特别说明，钻 井液老化条件为100℃/1