油基钻井液课件.ppt

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1、油基钻井液油基钻井液油基钻井液是指以油作为连续相的钻井液。早在20世纪20年代，人们就曾使用原油作为钻井液以避免和减少钻井中各种复杂情况的发生。但在实践中发现使用原油有以下缺点：切力小，难以悬浮重晶石，滤失量大，以及原油中的易挥发组分容易引起火灾等。以柴油为连续相的两种油基钻井液----全油基钻井液和油包水乳化钻井液。在全油基钻井液中，水是无用的组分，其含水量不应超过7％；而在油包水钻井液中，水作为必要组分均匀地分散在柴油中，其含水量一般为10％～60％。优缺点优点：与水基钻井液相比较，油基钻井液具有能抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度较小等

2、多种优点，目前已成为钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层的重要手段，并且还可广泛地用做解卡液、射孔完井液、修井液和取心液等。缺点：油基钻井液的配制成本比水基钻井液高得多，使用时往往会对井场附近的生态环境造成严重影响，而且与使用水基钻井液相比机械钻速一般较低。以上缺点大大地限制了油基钻井液的推广应用。为了提高钻速，从70年代中期开始，较广泛地使用了低胶质油包水乳化钻井液。为保护生态环境，适应海洋钻探的需要，从80年代初开始，又逐步推广使用了以矿物油作为基油的低毒油包水乳化钻井液。类型组分开始使用时间特点原油作为钻井液原油1920年前后有利于防塌、防卡和

3、保护油气层，但流变性不易控制，易着火，使用范围仅限于100℃以内浅井全油基钻井液柴油、沥青、乳化剂及少量水（7%以内）1939年具有油基钻井液的各种优点，可抗200~250℃高温，但配制成本高，较易着火，钻速较低油包水乳化钻井液柴油、乳化剂、润湿剂、亲油胶体、乳化水（10%~60%）1950年前后通过水相活度控制有利于井壁稳定，与全油基钻井液相比不易着火，配制成本有所降低，抗温可达200~230℃低胶质油包水乳化钻井液柴油、乳化剂、润湿剂、少量亲油胶体、乳化水(15%左右)1975年可明显提高钻速，降低钻井总成本。但由于放宽滤失量，对某些松散易塌地层不适合，对储层的损

4、害较大低毒油包水乳化钻井液矿物油、乳化剂、润湿剂、亲油胶体、乳化水(10%~60%)1980年具有油基钻井液的各种优点，同时可有效地防止对环境的污染，特别适用于海洋钻井表7-1油基钻井液的发展阶段油基钻井液主要指以柴油或低毒矿物油（白油）作为连续相的油包水乳化钻井液。油包水乳化钻井液是以水滴为分散相，油为连续相，并添加适量的乳化剂、润湿剂、亲油胶体和加重剂等所形成的稳定的乳状液体系。第一节油基钻井液的组成与性能1.基油在油包水乳化钻井液中用做连续相的油称为基油(BaseOil)。目前普遍使用的基油为柴油(我国常使用零号柴油)和各种低毒矿物油。柴油用做基油时应具备以下条

5、件：(1)为确保安全，其闪点和燃点应分别在82℃和93℃以上。(2)由于柴油中所含的芳烃对钻井设备的橡胶部件有较强的腐蚀作用，因此芳烃含量不宜过高，一般要求柴油的苯胺点在60℃以上。苯胺点是指等体积的油和苯胺相互溶解时的最低温度。苯胺点越高，表明油中烷烃含量越高，芳烃含量越低。(3)为了有利于对流变性的控制和调整，其粘度不宜过高。温度和压力对2号柴油粘度的影响见图7-1。性质Mentor26Mentor28EscaidllOLVTBP83132号柴油外观密度／kg·m—3闪点／℃苯胺点／℃倾点／℃终沸点／℃芳烃含量／质量％粘度／mPa·s(40℃测定)LC50值／mg

6、·1—1WSF五色液体8389326306土6.42.7>1000000无色液体845120791532119.04.2>l000000无色液体7907976542420.91.6>l000000无色液体80071667326210～131.8>1000000无色液体7857278402552.01.7>1000000棕黄色液体84082594532930～502.780000表7-2各种基油的物理性质注：Mentor26、Mentor28、LVT、Escaid110和BP8313均为常用矿物油的代号。2.水相淡水、盐水或海水均可用做油基钻井液的水相(WaterPha

7、se)。但通常使用含一定量CaCl2或NaCl的盐水，其主要目的在于控制水相的活度，以防止或减弱泥页岩地层的水化膨胀，保证井壁稳定。3.乳化剂为了形成稳定的油包水乳化钻井液，必须正确地选择和使用乳化剂(Emulsifier)。一般认为乳化剂的作用机理是：(1)在油／水界面形成具有一定强度的吸附膜；(2)降低油水界面张力；(3)增加外相粘度。在油包水乳化钻井液中，常用的乳化剂有以下类型；(1)高级脂肪酸的二价金属皂，硬脂酸钙；(2)烷基磺酸钙；(3)烷基苯磺酸钙；(4)斯盘-80(或Span-80)，主要成分为山梨糖醇酐单油酸脂。一元金属皂的分子中只有