1、內(nèi)容提要內(nèi)容提要 一一二二三三四四五五六六抗高溫鉆井液簡介抗高溫鉆井液類型抗高溫鉆井液理論抗高溫鉆井液處理劑抗高溫鉆井液案例抗高溫鉆井液發(fā)展方向一、抗高溫鉆井液簡介一、抗高溫鉆井液簡介u概念 抗高溫淡水鉆井液體系主要對(duì)付井底溫度在140以上、易吸水膨脹分散的地層，以防塌、防縮、防漏為主要工作。u用途 鉆向超深井、復(fù)雜井等，在鉆井過程中既要做到安全、快速、科學(xué)鉆進(jìn)，又要最大限度地保護(hù)好油氣層。 3深井鉆井中的主要問題深井鉆井中的主要問題環(huán)境保護(hù)問題。鉆井、完井過程中的儲(chǔ)層保護(hù)效果仍不是很好。井漏、井斜等井下復(fù)雜情況仍是制約鉆井速度的瓶頸。深井鉆井周期長、機(jī)械鉆速低、成本高，在高溫、高壓及酸性氣體

2、的影響下，MWD/LWD工具無用武之地，地下情況的反饋也主要靠鉆井液。一、抗高溫鉆井液簡介一、抗高溫鉆井液簡介u問題 一、抗高溫鉆井液簡介一、抗高溫鉆井液簡介 高溫高密度鉆井液的流變性控制問題:在重晶石加重的高密度鉆井液中，高含量的重晶石導(dǎo)致高摩擦壓降，高密度帶來高固相，而高溫降低鉆井液的黏土容限，導(dǎo)致重晶石的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的沉降，危及井的安全。高固相含量引起鉆井液黏度、切力過高變稠，同時(shí)產(chǎn)生加重劑沉降問題。深井施工中經(jīng)常因鉆井液流動(dòng)困難、循環(huán)阻力大、激動(dòng)壓力高而發(fā)生井漏、鉆井液失穩(wěn)、固化、高溫膠凝等復(fù)雜情況。采用稀釋劑減稠進(jìn)一步惡化加重劑沉降，采用結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑提高切力以懸浮加重劑會(huì)導(dǎo)致流變性變差。

3、經(jīng)常陷入“加重-增稠-降黏-加重劑沉降-密度下降-再次加重”的惡性循環(huán)，高密度鉆井液流變性與沉降穩(wěn)定性控制已成為深井鉆井的關(guān)鍵技術(shù)。5 反映在鉆井液上有如下問題:一、抗高溫鉆井液簡介一、抗高溫鉆井液簡介6需要提高機(jī)械鉆速的抗高溫鉆井液體系，需要降低鉆井液的固相含量，提高鉆井液及泥餅的潤滑性;需要環(huán)境保護(hù)性能好的高性能鉆井液。鉆井液中處理劑種類多、用量大，維護(hù)困難，處理劑的抗高溫性能、耐鹽性、抗污染能力都需要提高二、抗高溫鉆井液類型二、抗高溫鉆井液類型7 抗高溫淡水鉆井液體系主要對(duì)付井底溫度在抗高溫淡水鉆井液體系主要對(duì)付井底溫度在140140以上、易吸水膨脹分以上、易吸水膨脹分散的地層，以防塌、

4、防縮、防漏為主要工作。其技術(shù)要點(diǎn)要求鉆井液強(qiáng)散的地層，以防塌、防縮、防漏為主要工作。其技術(shù)要點(diǎn)要求鉆井液強(qiáng)抑制、有效封堵與造壁、優(yōu)良流變性，大都采用抑制、有效封堵與造壁、優(yōu)良流變性，大都采用聚磺水基鉆井液體系聚磺水基鉆井液體系，如如KPAM-KPAM-聚磺體系、兩性聚磺體系、陽離子聚磺體系、聚磺非滲透鉆井液聚磺體系、兩性聚磺體系、陽離子聚磺體系、聚磺非滲透鉆井液等。等。 油基鉆井液是一種以油為外向（分散介質(zhì)）、水為內(nèi)向（分散質(zhì)）的乳油基鉆井液是一種以油為外向（分散介質(zhì)）、水為內(nèi)向（分散質(zhì)）的乳狀液。常用狀液。常用瀝青、有機(jī)酸、堿、添加劑及柴油混配而成瀝青、有機(jī)酸、堿、添加劑及柴油混配而成，并采

5、用調(diào)節(jié)其酸、，并采用調(diào)節(jié)其酸、堿皂及柴油濃度的方法，維護(hù)所需黏度及膠凝性能。其含水量不超過堿皂及柴油濃度的方法，維護(hù)所需黏度及膠凝性能。其含水量不超過5%5%（有的已擴(kuò)大到（有的已擴(kuò)大到10%10%以內(nèi)）以內(nèi)）油包水型鉆井液是一種以油為外向（分散介質(zhì)）、水為內(nèi)向（分散質(zhì)）油包水型鉆井液是一種以油為外向（分散介質(zhì)）、水為內(nèi)向（分散質(zhì)）的乳狀液。常用脂肪酸和胺的衍生物、高分子量皂類等乳化劑及水含量的乳狀液。常用脂肪酸和胺的衍生物、高分子量皂類等乳化劑及水含量來控制流變性及電穩(wěn)定性。其含水量可高達(dá)來控制流變性及電穩(wěn)定性。其含水量可高達(dá)50%50%以上。以上。合成基鉆井液是以人工合成的有機(jī)物為連續(xù)相、

6、鹽水為分散相，再配合乳合成基鉆井液是以人工合成的有機(jī)物為連續(xù)相、鹽水為分散相，再配合乳化劑、降濾失劑、流型改進(jìn)劑等，與油基鉆井液不同的是將柴油或礦物油化劑、降濾失劑、流型改進(jìn)劑等，與油基鉆井液不同的是將柴油或礦物油換成可以生物降解又無毒的改性植物油類。目前已開發(fā)并在現(xiàn)場應(yīng)用見到換成可以生物降解又無毒的改性植物油類。目前已開發(fā)并在現(xiàn)場應(yīng)用見到效果的有酯基鉆井液、醚基鉆井液和聚效果的有酯基鉆井液、醚基鉆井液和聚-烯烴基鉆井液三大類，近期又研烯烴基鉆井液三大類，近期又研發(fā)出第二代合成基鉆井液，主要成分是發(fā)出第二代合成基鉆井液，主要成分是LAOLAO s s（直鏈（直鏈-烯烴）、烯烴）、LPLP s

7、s（直（直鏈鏈-石蠟）、石蠟）、LPLP s s（內(nèi)（內(nèi)-烯烴）、氣制油等。烯烴）、氣制油等。水基合成基油包水基油基三、抗高溫鉆井液理論三、抗高溫鉆井液理論u高溫對(duì)黏土的作用1)黏土的高溫分散作用2)黏土的高溫聚結(jié)作用 3)鉆井液中黏土顆粒的 高溫鈍化8通過實(shí)驗(yàn)得知，鉆井液中黏土的高溫分散本質(zhì)上是水化分散，而高溫只是激化了這種作用而已。高溫分散作用使鉆井液中黏土粒子濃度增加，因此，對(duì)鉆井液的流變性有很大的影響，而且這種影響是不可逆的和不可恢復(fù)的。黏土粒子高溫聚結(jié)對(duì)鉆井液性能的影響很明顯，主要是因?yàn)楦邷鼐劢Y(jié)使鉆井液中的顆粒數(shù)目減少，粒徑增大，從而增大了濾餅的滲透率，使濾餅質(zhì)量降低，增加鉆井液濾失

8、量。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，黏土懸浮體經(jīng)高溫作用后，黏土粒子表面活性降低，這就是黏土粒子表面高溫鈍化。高溫鈍化后鉆井液的分散度、黏度增加的同時(shí)，動(dòng)切力和靜切力卻增加不多，有時(shí)甚至下降，這個(gè)現(xiàn)象在懸浮體中黏土含量較低時(shí)普遍存在。三、抗高溫鉆井液理論三、抗高溫鉆井液理論u 高溫對(duì)處理劑的作用(1)降解。高溫降解是有機(jī)高分子化合物因高溫而產(chǎn)生分子鏈斷裂的現(xiàn)象。對(duì)于鉆井液處理劑，高溫降解包括高分子主鏈斷裂，親水基團(tuán)與主鏈聯(lián)結(jié)鏈的斷裂2個(gè)方面，前者使處理劑分子量降低，部分或全部失去高分子性質(zhì)，從而導(dǎo)致處理劑部分或全部失效，后者降低處理劑親水性或吸附能力，從而使處理劑抗鹽抗鈣能力和效能降低，以致喪失其作用。(2)交聯(lián)。

9、一般的有機(jī)高分子處理劑(特別是天然高分子)都能發(fā)生高溫交聯(lián)，高溫交聯(lián)可能產(chǎn)生2個(gè)結(jié)果。一是高分子交聯(lián)過度，形成三維的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，成為體型高聚物，則處理劑失去水溶性，整個(gè)體系成為凍膠，處理劑完全失效;二是處理劑交聯(lián)適當(dāng)，增大分子量，抵消了降解的破壞作用，從而保持以至增大處理劑的效能。另外，2種處理劑適當(dāng)交聯(lián)可使其親水能力和吸附能力互為補(bǔ)充，其結(jié)果相當(dāng)于處理劑進(jìn)一步改性增效。9三、抗高溫鉆井液理論三、抗高溫鉆井液理論u高溫對(duì)性能的影響 10(1)粘度隨著溫度的升高而降低。通?？箿啬芰^強(qiáng)、粘土含量較低的分散鉆井液體系表現(xiàn)出這種趨勢。這種鉆井液體系流變性的構(gòu)成中，非結(jié)構(gòu)粘度所占的比重大于結(jié)構(gòu)粘度。

10、 (2)粘度隨著溫度升高而增大。通常為聚結(jié)性強(qiáng)、粘土含量高的鉆井液，結(jié)構(gòu)粘度很強(qiáng)（包括“卡片房子”結(jié)構(gòu)和“聚合物粘土粒子”的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)），大大超過了塑性粘度對(duì)鉆井液粘度的貢獻(xiàn)。(3)粘度隨溫度的升高先降低再增大。各類水基鉆井液在較寬的溫度范圍內(nèi)（常溫高溫）普遍表現(xiàn)為這種趨勢。研究表明，這種因溫度而變化的性質(zhì)有可能是可逆的。因此，它能較好地反應(yīng)鉆井液從井口井底井口循環(huán)過程中性能的實(shí)際變化情況。 升溫使鉆井液的造壁性能變壞，即泥餅變厚，滲透性變大，濾失量增高。高溫對(duì)鉆井液的流變性的影響比較復(fù)雜。大概可分為以下三種情況。 四、抗高溫鉆井液處理劑四、抗高溫鉆井液處理劑1103 040201降粘劑抗鹽

11、土表活劑降濾失劑降濾失劑 抗高溫處理劑的作用，首先，是有效的控制高溫對(duì)粘土的各種作用并把他們的影響減小到最低限度，以保證泥漿的熱穩(wěn)定性，使泥漿中的粘土在任何溫度條件下都處于處理劑的保護(hù)下，保證泥漿具有適應(yīng)井下任一井段工程及地質(zhì)要求的良好性能。其次，是有意識(shí)的利用高溫對(duì)處理劑的交聯(lián)反應(yīng)來提高泥漿的熱穩(wěn)定性。因此合理的選擇處理劑及其復(fù)配，認(rèn)清其使用條件以充分發(fā)揮它的效能，是建立和使用深井泥漿體系的關(guān)鍵。四、抗高溫鉆井液處理劑四、抗高溫鉆井液處理劑u降濾失劑 12CMC的抗溫能的抗溫能力并不高，但力并不高，但是是CMC的抗鹽的抗鹽能力很強(qiáng)，在能力很強(qiáng)，在使用鹽水、飽使用鹽水、飽和鹽水泥漿時(shí)和鹽水泥漿

12、時(shí)仍是廣泛使用仍是廣泛使用的處理劑。的處理劑。水解聚丙烯腈水解聚丙烯腈及其衍生物。及其衍生物。其抗鈣、抗鹽其抗鈣、抗鹽能力較差，目能力較差，目前正在研究改前正在研究改性以制成抗鹽、性以制成抗鹽、抗鈣、抗高溫抗鈣、抗高溫的衍生物。的衍生物。SMP1/SMP2。屬于特種樹脂屬于特種樹脂的抗高溫處理的抗高溫處理劑。試驗(yàn)中抗劑。試驗(yàn)中抗溫能力曾達(dá)到溫能力曾達(dá)到250。SMC簡稱磺化簡稱磺化褐煤，又褐煤，又稱為磺甲稱為磺甲基腐殖酸?；乘帷Ｋ?、抗高溫鉆井液處理劑四、抗高溫鉆井液處理劑u 降粘劑 13鉻-磺甲基單寧（SMT）。黑褐色晶性粉末，易溶于水?？光}能力可達(dá)1000ppm以上?？果}能力不超過1%。

13、高溫條件下稀釋效果顯著下降，但在飽和鹽水中仍有一定的稀釋能力。鐵鉻鹽。130左右開始降解，使用Na2Cr2O7或K2Cr2O7可將抗溫能力提高到180?？捎糜诘?、鹽水、飽和鹽水，與鉻腐殖酸或SMC配合使用效果大為提高。鉻-磺甲基褐煤。既是抗高溫稀釋劑又是降失水劑，抗鈣能力比NaC強(qiáng)，抗鹽不超過3%。鹽、鈣侵污都將降低它的使用溫度和對(duì)泥漿中土相含量的要求。與鐵鉻鹽配合使用，可大大提高抗鹽抗鈣能力。四、抗高溫鉆井液處理劑四、抗高溫鉆井液處理劑u 表活劑 非離子型表面活性劑（如SP80、OP10）能降低泥漿的高溫失水量；烷基芳基磺酸鹽等可以降低泥餅?zāi)Σ料禂?shù)，防止粘卡；在鹽水泥漿中使用AS可以穩(wěn)定泥

14、漿的PH值以及使泥漿混油良好等。1415鉆井液設(shè)鉆井液設(shè)計(jì)計(jì)設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系16根據(jù)深部裸眼井段地層的壓力系數(shù)、破裂壓力、構(gòu)造應(yīng)力和工程地質(zhì)的要求來確定泥漿密度。 根據(jù)深部地層的巖性、組構(gòu)、礦物組分和理化性能以及所鉆井的井身結(jié)構(gòu)、當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求、已鉆井過程所遇到的各種井下復(fù)雜情況和井的類別來選擇泥漿類型。根據(jù)完井方式、深部儲(chǔ)層的礦物組分、各種礦物含量分布情況，孔隙度、滲透率、孔隙結(jié)構(gòu)、孔喉直徑、儲(chǔ)層水敏、酸敏、速敏的系列流體試驗(yàn)結(jié)果和已鉆井儲(chǔ)層損害情況等資料來確定鉆開儲(chǔ)層的泥漿類型與配

15、方。根據(jù)完鉆井深、地溫梯度、泥漿類型、工程要求來選擇處理劑。并按照鉆井用水礦化度及已鉆井泥漿使用情況，通過室內(nèi)試驗(yàn)確定泥漿配方及分層段各類泥漿轉(zhuǎn)化方法。根據(jù)井身結(jié)構(gòu)、鉆井參數(shù)(泵量、泵壓)、鉆頭類型、地溫梯度、地層特點(diǎn)、泥漿密度等來確定泥漿性能。根據(jù)地層特點(diǎn)、泵量、泥漿性能與成本來選用固控設(shè)備。進(jìn)行泥漿設(shè)計(jì)時(shí)還必須考慮環(huán)保的要求。u 設(shè)計(jì)依據(jù)五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系u 設(shè)計(jì)內(nèi)容分井段的泥漿類型、配方、性能(除一般常規(guī)性能外)應(yīng)增加膨潤土含量、高溫高壓下的濾失量、泥餅、流變性能、潤滑性能以及靜止老化后性能變化幅度、抗溫、鹽膏的能力。泥漿轉(zhuǎn)化、處理與維護(hù)方法。泥漿處理劑消耗量與成本

16、。井下復(fù)雜情況提示與處理方法。處理劑及泥漿量的儲(chǔ)備。固控設(shè)備選擇及使用、維護(hù)要點(diǎn)。環(huán)保要求及措施。17五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系u 設(shè)計(jì)要求18符合所鉆地區(qū)環(huán)保要求。成本合理、可行。熱穩(wěn)定性好。在井底最高溫度下至少經(jīng)歷24h后性能保持良好，起下鉆長時(shí)間靜止后性能變化幅度不大。如用于可溶性鹽類地層鉆進(jìn)，所選用的泥漿必須具備耐膏鹽的特性。對(duì)所鉆儲(chǔ)層損害程度低，室內(nèi)試驗(yàn)滲透率恢復(fù)值大于60，中途或完井測試結(jié)果表皮系數(shù)或堵塞程度低。能有效防止所鉆地層的噴、漏、卡、塌減少井下復(fù)雜情況與事故。 配方利于鉆井機(jī)械鉆速的提高。分層段所選用的泥漿相互轉(zhuǎn)化方便。五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體

17、系u配方的選擇 為了使深井泥漿在高溫高壓下能滿足深井鉆井的需要。在確定泥漿配方時(shí)必須考慮下述問題： 1.處理劑降解溫度及組配成泥漿后的抗溫能力 各種處理劑復(fù)配后?？梢栽鲂АＲ虼私M成配方時(shí)，不僅考慮單個(gè)處理劑的抗溫能力，還必須對(duì)各種處理劑進(jìn)行優(yōu)選優(yōu)配，以求獲得此種泥漿的最高抗溫能力與最佳的性能。 2.處理劑抗鹽膏能力必須與泥漿含鹽量、鈣離子含量相匹配 例如單寧堿液不抗鹽不能用于鹽水泥漿；水解聚丙烯睛不抗氯化鈣，不能用于高含鈣泥漿；但多種處理劑相匹配，卻提高泥漿的抗鹽、鈣能力。 19五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系 3.根據(jù)地層特點(diǎn)與潛在的井下復(fù)雜情況選擇處理劑 例如所鉆深部地層中存在層理

18、、裂縫發(fā)育并以伊利石等不易水化膨脹粘土礦物為主的坍塌泥頁巖時(shí)，則在泥漿配方中必須加入l一3瀝青類的封堵劑，瀝青的軟化點(diǎn)必須高于井溫，而且高溫高壓降濾失劑的加量亦相應(yīng)增加。如塌層以伊蒙混層為主，則泥漿中還需加人NaCl或KCl或低分子量陽離子聚合物或低分子量兩性離子聚合物等抑制劑。若鉆遇滲透性好，已發(fā)生漏失的低壓砂巖層，則泥漿中可增加單向應(yīng)力封閉劑或超細(xì)碳酸鈣粉。 4.根據(jù)井別及地層壓力來選擇處理劑 例如探井不能用有熒光防卡劑。定向斜井與重泥漿需選用抗高溫潤滑劑。20五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系 5. 根據(jù)環(huán)保要求選擇處理劑 例如對(duì)環(huán)保有嚴(yán)格要求的地區(qū)不能使用有害的處理劑，例如紅礬和

19、含鉻的處理劑。 6.對(duì)儲(chǔ)層損害程度選擇處理劑 確定鉆井深部油氣層鉆井液或完井液配方時(shí)，不僅考慮泥漿在高溫、高壓下具有良好性能，還必須確保在高溫高壓下對(duì)油氣層損害程度為最低。 7.根據(jù)溫度、含鹽量等選擇處理劑 泥漿處理劑加量往往隨溫度、含鹽量及泥漿中粘土、總固相含量的增高而增大。21五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系u性能的范圍 1 密度 依據(jù)所鉆井深部裸眼井段最高地層壓力系數(shù)，按下述數(shù)值附加，達(dá)到既不噴又不漏，并能保持井壁穩(wěn)定。油層、水層、異常壓力泥頁巖附加值0.050.10，氣層附加值0.100.25。如果鉆遇存在構(gòu)造應(yīng)力的泥頁巖層，則泥漿密度根據(jù)構(gòu)造應(yīng)力與孔隙壓力大小來附加。 2 泥

20、漿濾失量 泥漿的濾失量隨溫度、壓差而變化。通常對(duì)于深井泥漿要求API濾失量小于8mL，而HTHP濾失量小于20mL。坍塌地層或儲(chǔ)層，則應(yīng)小于15mL，而對(duì)一些特殊地層必須控制在10mL以下。22五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系23 3 泥漿的泥餅 泥漿的泥餅厚度、質(zhì)量隨溫度、壓差而變化。要求API及HTHP的泥餅厚度差別盡可能小。靜、動(dòng)濾失的泥餅厚度薄，并盡可能降低靜、動(dòng)濾失泥餅的清水滲透率。 4 泥漿的熱穩(wěn)定性 通常檢測泥漿在最高井底溫度與使用溫度下滾動(dòng)或靜止加溫24h前后的流變性能與濾失量的變化情況(冷卻攪拌至性能穩(wěn)定后加溫至出口溫度測定)。通常要求加溫前后粘度變化值小于20s，濾

21、失量變化值小于2mL。五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系 5 泥漿潤滑性能及泥餅?zāi)Σ料禂?shù) 溫度對(duì)泥漿潤滑性能及泥餅?zāi)Σ料禂?shù)有很大影響。根據(jù)前蘇聯(lián)伏斯列德柯夫研制的泥漿高溫摩擦測定儀所測定的在20200壓差在0120MPa下金屬與金屬或金屬與巖石摩擦的泥漿潤滑性能表明：24 隨著粘度增加泥漿摩擦系數(shù)先降后升，如圖所示。溫度對(duì)泥漿摩擦系數(shù)的影響與泥漿組分、所使用的表面活性劑、混油的種類及使用條件有關(guān)。溫度對(duì)泥餅?zāi)Σ料禂?shù)的影響存在相同的規(guī)律。因此，必須考慮在出口溫度及不同循環(huán)溫度下的泥漿潤滑性能與泥餅?zāi)Σ料禂?shù)，要求盡可能低，并發(fā)隨溫度變化幅度小。五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系 6 p

22、H值 pH值對(duì)深井水基泥漿性能及其穩(wěn)定性有特殊意義。泥漿中OH- 濃度對(duì)于高溫下粘土的分散、表面鈍化、處理劑熱降解、交聯(lián)及效能發(fā)揮等方面都有很大的影響。因此pH值愈高泥漿熱穩(wěn)定性愈差， 且高溫后泥漿pH值必然下降，礦化度愈高下降愈多，而且與原有pH值關(guān)系不太大。因此抗高溫水基泥漿不宜采用高pH。分散泥漿以8.510為宜，聚合物泥漿以78為宜。25五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系u維護(hù)與處理 泥漿在高溫、高壓下的變化比較復(fù)雜(組成從性能均可發(fā)生變化)，為了充分掌握各種處理劑加量及其相互匹配比例對(duì)泥漿性能影響的變化規(guī)律，做到及時(shí)明確地維護(hù)與處理，必須做大量細(xì)致的分析實(shí)驗(yàn)工作。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容依據(jù)泥

23、漿具體情況而定，對(duì)水基泥漿大致有以下幾項(xiàng)： 定期檢測泥漿高溫高壓性能 包括濾失量、濾餅厚度、可壓縮性和滲透率、摩擦系數(shù)，高溫高壓流變性能及其與溫度的關(guān)系曲線，高溫高壓泥漿潤滑性能。 定期檢測泥漿熱穩(wěn)定性，分別檢測泥漿在井溫、使用溫度和設(shè)計(jì)溫度下24或48h老化后的性能。2627五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系 定期檢測泥漿膨潤土含量、低密度固相含量、總固相含量和含油量。 定期分析泥漿濾液堿度與各種離子濃度、總礦化度、水型。 定期檢測泥漿中降濾失劑、降粘劑、潤滑劑含量及pH值是否合理。 根據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行維護(hù)處理方案實(shí)驗(yàn)。在確定入井維護(hù)處理方案時(shí)不僅考慮在井口返出溫度下性能，而且必須考慮高

24、溫高壓下和加溫老化后的性能，否則會(huì)作出錯(cuò)誤的處理維護(hù)方案。 深井泥漿室內(nèi)試驗(yàn)為深井泥漿維護(hù)處理提供科學(xué)依據(jù)，必須及時(shí)做好，使每一次處理與維護(hù)均有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以確保深井泥漿優(yōu)質(zhì)、均勻、穩(wěn)定，利于安全與鉆井速度的提高。 五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系u復(fù)雜情況預(yù)案 深井泥漿通常采用井漿轉(zhuǎn)化而成或在下完技術(shù)套管后按配方再新配制而成。無論采用什么方法，應(yīng)將泥漿中粘土含量調(diào)到所需數(shù)值范圍內(nèi)，并按配方一次加足處理劑，性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)采用等濃度處理劑混合液進(jìn)行維護(hù)，以確保性能穩(wěn)定。但由于井深、溫度增高、處理劑降解和消耗、鉆屑侵入等原因，泥漿性能亦會(huì)發(fā)生變化，需進(jìn)行處理。下面對(duì)變化的

25、原因及處理方法進(jìn)行討論。28五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系29 降粘劑加量合適而絮凝劑不足，泥漿粘度適宜而切力大，初終切力差距大，靜止后流變性能變化 大。此時(shí)需補(bǔ)充絮凝劑。 降粘劑不足。泥漿粘切高，補(bǔ)充降粘劑則可降低粘切。 泥漿中粘土含量過高，加入與井漿配方相同的處理劑混合液后，粘切即可明顯降低。四個(gè)四個(gè)原因原因 如上述兩法均無效，則說明泥漿中土量過高，降粘劑量不足同時(shí)并存，則應(yīng)同時(shí)加人混合液稀釋和降粘劑。 如采用上述法亦無效，則很可能由于泥漿老化、膠體顆粒過多所引起的。此時(shí)可加入0.1一0.3重金屬鹽，加重鉻酸鉀、重鉻酸鈉、明礬等來絮凝膠體顆粒，再用降粘劑處理，粘切即可明顯下降。1

26、.泥漿流變性能 1.1泥漿密度與含鹽量均不變的情況下，粘度切力增高，全井泥漿基本均勻。五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系30 1.2 泥漿密度不變，粘切下降。此種情況往往是由于泥漿中粘土過低或處理劑高溫降解引起的，故加入預(yù)水化膨潤土漿提高膨潤土含量或加入抗高溫提粘劑即可解決。 1.3 泥漿密度下降、粘切增高，可能是鉆遇高壓油氣層。 1.4 泥漿密度下降粘切下降，可能是鉆遇高壓水層。如泥漿密度下降，開始粘切、濾失量增高，而后粘切下降，可能鉆遇高壓鹽水層。 1.5 泥漿密度不變，含鹽、鈣量增高，粘切增高，可能鉆遇鹽膏層。 五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系 1.6 起鉆前循環(huán)周各點(diǎn)泥漿

27、粘切變化不大，下完鉆后泥漿密度變化不大，但第一循環(huán)周各點(diǎn)粘度、切力變化大，特別是井底附近返出泥漿明顯稠化，平均每100mL降粘劑消耗量劇增，如此時(shí)泥漿中粘上含量均在上、下限之間則可能由于： 31 (iii)泥漿pH值過高，此時(shí)單補(bǔ)充酸性降粘劑就能明顯降低高溫老化后的泥漿粘切。如仍采用堿與降粘劑同時(shí)加入，則低溫下粘、切可降低，而加溫老化后粘、切增加。(ii)處理劑高溫降解失效，此時(shí)應(yīng)改用能抗更高溫度的降粘劑或加入合適的表面活性劑或紅礬來提高原有降粘劑的抗溫能力。 (i)降粘劑或絮凝劑不足，泥漿抗不住井底溫度的作用，引起井底附近泥漿粘切增高。五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系32 2.濾失量

28、 泥漿濾失量增高可能由于以下三種原因引起： 1 泥漿中降濾失劑數(shù)量不足。此時(shí)補(bǔ)充降濾失劑可明顯降低高溫高壓濾失量。通?？梢圆捎脼V失清水限來檢測泥漿中降濾失劑含量是否合適。往泥漿中加入清水而濾失量不發(fā)生明顯上升，所能加入的清水百分?jǐn)?shù)即為泥漿的濾失清水限。對(duì)于深井泥漿來說清水限應(yīng)以20一50為宜。進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意加入清水后泥漿的粘土含量不得低于下限。用鹽水泥漿測定此值時(shí)，應(yīng)加入與泥漿礦化度一致的鹽水。 2 降濾失劑高溫降解，降濾失劑需量猛增。改用抗溫能力更高的降濾失劑或加人其他處理劑，如抗氧劑等來提高原有降濾失劑的抗溫能力。 3 鉆遇鹽膏層或高壓鹽水層亦會(huì)引起濾失量增高，此時(shí)應(yīng)采用抗鹽能力強(qiáng)的降

29、濾失劑。五、抗高溫鉆井液體系五、抗高溫鉆井液體系333 泥餅 通常采用與降濾失量相同措施，就可以改善泥餅質(zhì)量。若濾失量合乎要求，而泥餅可壓縮性與滲透率仍不符合要求則可以增加磺化酚醛樹脂類和磺化瀝青類產(chǎn)品的加量或補(bǔ)充情性的超細(xì)粉末(如超細(xì)碳酸鈣粉、白炭黑等)作為泥餅的填充粒子。4 泥漿潤滑系數(shù)與泥餅?zāi)Σ料禂?shù) 如發(fā)現(xiàn)上述系數(shù)增加，則可混油或加入液體或固體潤滑劑。5 泥漿pH值 pH值是否合適可以采取提高或降低泥漿pH值，測定加溫前后性能是否穩(wěn)定來加以判斷。并以此為調(diào)節(jié)依據(jù)。六、抗高溫鉆井液案例六、抗高溫鉆井液案例u井塌 寶島19-2-2井是一口高溫高壓深井，完鉆井深為5300m，電測井底溫度為213，井底液柱壓力為85MPa，該井成功地使用了PDF-MOM高溫高壓油基鉆井液體系。 井下暢通、安全，沒有發(fā)生任何復(fù)雜情況，即使在地層壓力大于液柱壓力而發(fā)生水侵的情況下，也沒有出現(xiàn)井壁坍塌等復(fù)雜情況的現(xiàn)象。起下鉆30多趟，沒有出現(xiàn)遇阻情況。電測2d后，起下鉆仍暢通無阻，無沉砂。 青海獅15井鉆遇高壓鹽水層采用Cr-SMP-SMC-2鹽水泥漿(含鹽量20-28萬mg/L)順利通過易塌井段，鉆至4230.68m，性能穩(wěn)定。34六、抗高溫鉆井液案例六、抗高溫鉆井液案例u卡鉆 勝利樁古6井使用Cr-SMP-MC鹽水泥漿(含鹽量36萬mgL)順利鉆至5456m，HTHP濾失量