储层保护钻井液可以有效阻止过量的滤液和有害固相侵入储层,降低储层伤害。近年来,随着高温深井的增多,储层保护钻井液引起了人们的广泛关注。虽然油基钻井液、合成基钻井液可以满足抗温的要求,但是难以达到理想的钻进目标。
传统的盐水钻井液采用生物聚合物作为流型调节剂,而生物聚合物往往在150℃就会发生分解反应。大部分市售的合成聚合物难以在高浓度盐水中溶解,且在180℃浓盐水中会发生分解反应。为此,哈里伯顿开发了两种新型的聚合物增黏剂,构建出抗温205℃的盐水钻井液。
第一种聚合物适用于一价盐水体系(NaCl、NaBr、CsHCO2),第二种聚合物适用于二价盐水体系(CaCl2、CaBr2、ZnBr2)。使用这两种聚合物可构建密度范围为1.26~2.16g/cm3的盐水钻井液。加重材料方面,CaCO3主要用于低密度钻井液,Mn3O4用于高密度钻井液。岩心渗透率恢复实验分别采用了低渗透率的Kirby砂岩和高渗透率的Berea砂岩作为岩心。
用上述聚合物材料配制的盐水钻井液表现出良好的高温流变性和悬浮稳定性,同时能够很好的控制高温下的滤失量和钻井液的黏度。基于两种聚合物的钻井液高温高压滤失量(177℃,500psi)可分别控制在15mL和10mL以下。
两种新型聚合物增黏剂配制的盐水钻井液可在205 ℃静止稳定72h以上,能够有效的解决生物聚合物和合成聚合物抗温不足的问题,可满足高温深井储层保护钻进的需求。
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- 柠檬
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