温度和密度对高密度钻井液流变性的影响

高密度钻井液流变性的影响因素有很多种，其中温度和密度变化的影响最为常见。通过实验进行研究，分析了密度不变温度变化和温度不变密度变化条件下三类高密度钻井液的流变性。实验研究结果表明：低高密度和高密度钻井液的粘度受温度和钻井液密度控制明显，其变化所引起的规律性极强；中高密度钻井液在不同温度条件下的粘度变化不定，钻井液流变性影响因素复杂。     

温度和膨润土含量对水基钻井液流变性的影响

针对高密度钻井液在制备过程中,温度和膨润土含量对钻井液流变性影响较大的情况,采用正交试验方法研究了不同温度、不同膨润土加量条件下水基钻井液流变性的变化。试验证实,膨润土含量为2％～6％,温度为80℃和100℃时减稠明显;温度为80～140℃,膨润土含量为2％和3％时减稠明显。结果表明,膨润土含量变化明显影响水基钻井液的高温高压流变性,而温度主要影响活性固体颗粒含量变化,从而影响水基钻井液流变性。     

温度和密度对高密度钻井液流变性的影响

高密度钻井液流变性的影响因素有很多种,其中温度和密度变化的影响最为常见。通过实验进行研究,分析了密度不变温度变化和温度不变密度变化条件下三类高密度钻井液的流变性。实验研究结果表明:低高密度和高密度钻井液的粘度受温度和钻井液密度控制明显,其变化所引起的规律性极强;中高密度钻井液在不同温度条件下的粘度变化不定,钻井液流变性影响因素复杂。     

一种水基抗温钻井液的高温流变性研究

钻井液的高温流变性对于深井、超深井快速、安全地钻进具有重要影响,而高温老化冷却后测定的钻井液流变性能并不能代表高温条件下的流变性能。因此采用Fann50SL型高温高压流变仪对抗高温水基钻井液体系的高温流变性进行了研究,求得其流变参数,最高实验温度达到了220℃。综合考察了温度、密度、聚合醇、聚合物和盐等因素对钻井液体系流变性的影响。结果表明,塑性黏度与温度间遵从二次函数关系,温度升高,塑性黏度呈指数规律下降,且体系的密度越大,受温度的影响越大;在低温段(~150℃)加入聚合醇和聚合物会对体系流变性产生明显影响,高温段(150~220℃)影响较小;盐对高密度钻井液体系流变性的影响明显大于低密度钻井液体系。该研究可为现场施工中钻井液体系流变性的调控提供指导。     

高温高压对两性离子聚合物钻井液体系流变性的影响

用高温高压流变仪,通过改变FA-367、SPNH、FT-1、KOH等几种常用处理剂的加量,分析了高温高压对两性离子聚合物钻井液流变性的影响规律。高温高压对两性离子聚合物钻井液流变性的作用机理包括:极限温度出现之前,随温度的升高,传统降粘机理与络合机理同时并存,钻井液粘度降低;极限温度出现之后,高温分散作用增强,钻井液稠化;电荷平衡改变作用;物理作用。     

小阳离子聚合物钻井液高温高压流变性研究

用CHAN-7400型高温高压流变仪对大庆钻水平井用小阳离子钻井液的高温高压流变性进行了实验研究,对描述该钻井液高温高压流变性的流变模式进行了优选。实验结果表明,赫-巴模式是描述该钻井液高温高压流变性的最佳模式;钻井液在所有剪切速率下的剪切应力,随温度升高呈下降趋势,随压力增大呈微弱的增大趋势;赫-巴模式流变参数即高剪切速率下粘度η_H和屈服应力τ_y,以及AV、PV和YP随温度升高而下降,随压力增大而增大,但受压力的影响较小。     

深井钻井液高温高压流变性研究

本文对高温高压流变性进行了研究，内容包括温度，压力对外事井液流变参数的影响规律，具有温度，压力的钻井液流变参数的计算；钻井液流变参数受温度，压力影响后对外事井过程中岩屑携带，循环压耗值等工程问题的影响情况等。     

水基钻井液低温流变特性研究

深水钻井是中国石油近期和未来发展的必然趋势。温度对钻井液流变性能影响显著,深水低温给钻井液流变性调控带来了巨大挑战。分析了国外深水低温对钻井液流变性影响规律研究现状,利用自行研制的深水低温钻井液基本性能测试模拟实验装置和FANNIX77流变仪,研究了温度和压力对不同水基钻井液体系黏度和动切力的影响。结果表明,温度对不同钻井液体系的黏度影响规律基本相同,即随温度降低黏度增大,从高温到室温钻井液黏度增加比较缓慢,而从室温开始随温度降低黏度迅速升高;温度对含固相钻井液和无固相钻井液体系动切力的影响规律不同,无固相钻井液体系的动切力随温度降低而降低,而含固相钻井液动切力则随温度降低而增加;压力对水基钻井液体系黏度、动切力影响不大。研究结果为我国深水钻井实践提供了室内研究基础。     

抗高温水基钻井液作用机理及性能研究

为了了解抗高温水基钻井液的作用机理以及性能，从高温对水基钻井液的影响以及水基钻井液的高温作用机理出发，开展抗高温水基钻井液作用机理分析，从流变性和高温高压流变性出发，对抗高温水基钻井液的性能进行研究。研究表明：高温是影响钻井液性能的重要因素，随着老化温度的逐渐提升，钻井液的动切力将会呈现先降低后升高的趋势；在高温高压条件下，抗高温水基钻井液仍然具有很好的流变性，其性能受高温高压环境的影响相对较小。     

深井水基钻井液流变性调控机理研究

分析了深井水基钻井液流变性的影响因素,得出了温度、钻井液中固相含量是影响钻井液流变性的两个重要因素,提出了深井水基钻井液流变性的调控思路与方法。按照该技术思路,通过增强钻井液体系的抑制性,降低钻井液中固相颗粒的分散度,大幅度降低钻井液中的膨润土含量和总固相含量等几种方法结合实现对钻井液流变性的调控。最后提出了聚合物钻井液、水包油乳化钻井液、聚醚多元醇钻井液的流变性调控措施。     

深水合成基钻井液恒流变特性研究

合成基钻井液以其特有的环保性能及机械钻速高、井壁稳定性好等特点,已成为国际上海上油气钻探的常用钻井液体系。深水钻井时由于温度变化明显,对钻井液流变性提出了很高的要求。研究了合成基基液、有机土、降滤失剂、油水比对HMS合成基钻井液流变性的影响规律,并与传统合成基钻井液的流变性进行了对比。结果表明,由运动黏度低的线性α-烯烃（LA0）和特种油配制的钻井液在低温时的流动性明显好于酯基合成基钻井液;有机土和油水比对合成基钻井液流变性影响明显,而降滤失剂影响较小。与传统合成基钻井液相比,HMS合成基钻井液的流变性受温度的影响很小,4℃与65℃情况下的动切力的比值小于1．15,表现出了良好的恒流变特性,较适合于海洋深水钻井。     

抗高温水基钻井液超高温高压流变性研究

为了解超高温高压条件下钻井液的流变规律,采用M7500型超高温高压流变仪测定了胜科1井四开井段抗高温钻井液的超高温高压流变性并进行了分析研究.试验结果表明,抗高温钻井液的表观黏度、塑性黏度和动切力随温度的升高而降低,随压力的增加而增大;温度对流变性的影响远比压力的影响大,但随着温度的升高,压力的影响逐渐增大.流变曲线拟合结果表明.赫切尔一巴尔克莱模式能够比较准确地描述超高温高压条件下抗高温钻井液的流变性.在大量现场钻井液流变性试验的基础上,运用回归分析方法建立了能够准确预测井下超高温高压条件下钻井液表观黏度的数学模型.该研究为超高温钻井液技术在胜科1井的成功应用提供了理论指导.     

高密度钻井液在缅甸合作区块中的应用

针对中海油－缅甸合作区M区块地层孔隙压力和坍塌应力高等复杂情况，开展了高密度钻井液技术研究。分析了高密度钻井液技术难点:膨润土含量、抑制性、加重材料和沉降稳定性，优选出高密度钻井液配方，对其在不同密度下的常规性能、不同膨润土含量对钻井液流变性的影响、抑制性进行了室内实验。结果表明，所优选的高密度钻井液具有较好的流变性、沉降稳定性和抑制性。该高密度钻井液在RM19－3－1井的成功应用表明，该技术可在缅甸合作区M区块进一步推广应用。     

考虑分段流变模式的深井井筒压力精确预测模型

超深井、特深井井筒温度和压力分布范围宽,钻井液流变性受超高温超高压影响显著,基于常规流变模式的井筒压力预测误差较大,文章通过开展温度为20～220℃、压力为0.1～200 MPa的水基钻井液和油基钻井液流变性测试实验,提出了不同温度和压力范围内的钻井液分段流变模式优选方法,建立了考虑多因素综合影响的钻井井筒压力精确预测模型。研究结果表明,随着温度和压力的变化,钻井液流变曲线的变化规律不一致,单一流变模式无法完全表征钻井液的流变特性;赫巴流变模式对100℃以下的水基钻井液和140℃以下的油基钻井液的流变性适用性更好,其他温度范围内罗斯流变模式的适用性更好;分段流变模式对井底压力的影响较为明显。将模型的计算结果与实测数据进行对比,发现井底压力预测误差在0.3 MPa以内,立管压力预测误差小于0.6 MPa;相对于油基钻井液,水基钻井液中的井筒压力预测误差更小。研究结果能够为超深井、特深井井筒压力精确预测奠定理论基础。     

疏水缔合聚合物在高密度钻井液中的应用研究

钻井液流变性一直是高温深井水基钻井液的主要技术问题之一.研究出了疏水缔合聚合物,用它代替普通高分子量聚合物加入粘土含量低的钻井液中,可以提高钻井液的高温悬浮性.疏水缔合聚合物在钻井液中能和膨润土共同作用形成自身的空间网架结构,在低温、高温及高温老化后能有效地提高钻井液悬浮性;与普通高分子量聚合物相比,疏水缔合聚合物具有明显的抗温抗盐和抗剪切功能.室内试验评价了疏水缔合聚合物含量对低土量钻井液悬浮性的影响及其对不同膨润土含量钻井液流变性的影响、疏水缔合聚合物与其他处理剂的配伍性及疏水缔合聚合物加重钻井液的热稳定性和悬浮性.结果表明,将有双重悬浮功能的疏水缔合水溶性聚合物引入高温深井水基重钻井液(温度为150 ℃、密度为1.5 g/cm3)中,使钻井液在粘土含量为3%,粘度较低的情况下能具有良好的悬浮性;利用疏水缔合聚合物解决目前深井钻井液存在的流变性问题是可行的.     

线性α烯烃合成基钻井液流变性调控方法

针对常用油基钻井液在高温下流变性能不稳定的问题,研究了线性α烯烃钻井液体系流变性的影响因素和调控方法,同时探索使用流型改进剂减弱温度对流变性的影响,提高α烯烃钻井液在高温下的粘度.实验结果表明,线性α烯烃合成基钻井液的流变性调控可以通过调整油水比和有机土加量实现:为获得适当的流变性能,有机土的加量要适当,钻井液未加重时有机土的加量以3%～4%为宜,密度在1.5 g/cm3左右时有机土的加量以1%～3%为宜,密度在2.04 g/cm3左右时有机土的加量以0.5%～1%为宜;随着含水量的增加,钻井液塑性粘度和动切力呈线性增加.乳化剂能维持钻井液的流变性,但乳化剂过量会降低钻井液体系的塑性粘度.流型改进剂OCPA和T612的加入对常温下钻井液的流变性影响较小,但在高温下能提高粘度;1.5%OCPA和0.5%T612复配后效果更好.     

胜科1井高温水基钻井液流变性调控技术

胜科1井井底温度235℃,并且存在盐岩、泥页岩及盐膏泥混层,钻井液流变性调控困难。分析了固相含量、地层组构和高温等因素对高温水基钻井液流变性的影响及其作用机理,总结得出了高温水基钻井液流变性调控技术手段：1）适当增大聚丙烯酰胺的加量;2）应用抗温抗盐降滤失剂;3）应用高温流型调节剂;4）尽量降低固相含量;5）定期清理循环罐底部的沉积砂和稠浆等。胜科1井现场应用结果表明,提出的高温水基钻井液流变性调控技术措施,较好地解决了高温、高固相和盐膏泥混层对钻井液流变性的影响问题,从钻井液方面保证了胜科1井的安全、快速钻进。     

适于深水钻井的恒流变合成基钻井液

深水钻井条件下,温度变化大,对钻井液在低温环境下的流变性提出较高要求。室内合成一种缔合聚合物处理剂,该处理剂可以作为一种流型调节剂,调节钻井液低温流变性,使其在低温条件下有稳定的动切力、凝胶强度和φ_6读数。通过乳化剂和有机土加量的优选、不同油水比以及不同密度下低温流变性的对比研究,形成一种恒流变合成基钻井液。研究结果表明,与传统的合成基钻井液相比,恒流变合成基钻井液在较大的温度变化范围内具有稳定的流变性,低温下钻井液不会出现胶凝现象,保证了深水钻井的安全。     

采用海泡石纳米颗粒控制膨润土基钻井液性能

提出在膨润土基钻井液中添加海泡石纳米颗粒来控制其性能,并通过实验研究了不同温度压力条件下海泡石纳米颗粒对膨润土基钻井液流变性、滤失性等性能的影响。测量了添加海泡石纳米颗粒前后膨润土基钻井液在不同温度压力条件下的塑性黏度、动切力和滤失量,并在储集层温度压力条件下对添加海泡石纳米颗粒前后的膨润土基钻井液进行了岩心驱替实验,对比了钻井液的滤失量及对地层的伤害程度。结果表明:添加海泡石纳米颗粒可以提高清水和盐水膨润土基钻井液的塑性黏度和动切力;海泡石纳米颗粒可以在较大的温度和压力范围内特别是高温高压条件下保持钻井液流变性的稳定;储集层温度压力条件下,海泡石纳米颗粒降低了钻井液的滤失量,抑制了砂岩岩心渗透率降低。海泡石纳米颗粒是一种理想的膨润土基钻井液添加剂。     

水基钻井液高温流变特性研究

在深井钻井中,钻井液流变性受温度的影响大。通过研究温度时钻井液流变性的影响,对深井安全钻井具有重要意义。使用RS6000型高温高压流变仪对抗高温水基钻井液的流变性能进行了测定,分别运用宾汉、幂律、卡森、H-B和罗-斯模式对实验数据进行回归分析处理,为优选描述钻井液高温流变特性的流变模式提供依据。回归分析表明：在高温高压条件下,罗-斯模式相关性最好,宾汉模式次之,幂律模式最差。同时,研究了温度对表观黏度的影响,建立了预测井下高温条件下钻井液表观黏度的数学模型,为深井安全钻井提供参考。