甲酸盐泥浆体系室内评价

＊黄亚杰

（中海油服油田化学事业部塘沽作业公司 天津 300452）

甲酸盐泥浆体系室内评价

＊黄亚杰

（中海油服油田化学事业部塘沽作业公司 天津 300452）

甲酸盐泥浆体系作为钻井液和完井液，正在得到全世界石油工业界的认可和重视。它具有对泥页岩抑制性强，密度使用范围宽，热稳定性好，流变形优良，摩阻小，不污染环境，腐蚀性低等特点。根据近几年该体系的性能特点和发展应用情况，结合我们渤海油田地层的特性，用国产泥浆材料进行室内验证实验，证实了甲酸盐钻井液的主要优点。本文通过泥页岩滚动回收实验、泥页岩膨胀实验将甲酸钠体系和KCL/PF-PLUS/PF-JLXB泥浆体系进行比较，两种实验手段都说明了前者的抑制性好于后者。并分别从流变、抗污染、泥饼粘附系数、热稳定性等方面对甲酸钠体系也进行了研究和论证。

抑制性；页岩膨胀；滚动回收；抗盐；热稳定性；泥饼粘附系数

1.甲酸钠体系抑制性实验

在钻井过程中，对钻井液性能的综合评价，有助于从实际出发指导现场钻井，有利于现场施工中选择使用更好的钻井液。在钻遇到泥页岩层段时，井下常常发生垮塌、卡钻、漏失和缩进等复杂情况，使钻井无法顺利进行。为此，我们主要采用泥页岩滚动回收实验、泥页岩膨胀实验来评价钻井液的抑制性。一般来说，钻井液的抑制性越好，其阻止泥页岩分散和膨胀的能力越强。

(1)泥页岩的滚动回收实验

实验步骤：

①4-10目岩屑的准备：将岩屑砸碎，过4-10目的筛网，岩屑为BZ25-1E平台。

②量取900ml海水，加入300ml_12%的预水化般土浆，将其稀释成3%的般土浆，高搅20分钟，然后分别按下面加量加入各种泥浆材料。

实验结果如下表

表1 三种泥浆热滚前后的性能比较

图1 三种配方的滚动回收率对比

从表1及图1可以看出，不同甲酸钠加量的泥浆体系的抑制性都好于KCL/PF-PLUS/PF-JLXB体系，并且，甲酸钠加量在7%条件下的回收率好于40%条件下回收率。

本次实验回收率普遍比较低，原因是用BZ25-1的钻屑成岩性差，含泥量较高，致使回收率偏低。但下面用QK17-2P3井砂二段的钻屑岩性就好，不含泥，一般钻屑回收率均在80%以上。

(2)不同甲酸钠加量对泥浆性能的影响

以上钻屑回收实验我们只是做了甲酸钠的最小加量和最大加量，基于上述实验结论，下面再根据渤海地区情况，摸索一下甲酸钠加量为7%、10%、13%、16%对钻屑回收率的影响 ，从而寻找甲酸钠的最佳加量。

①实验步骤

A.4-10目岩屑的准备：将岩屑砸碎，过4-10目的筛网，岩屑为QK17-2-P3井砂二段。

B.量取3600ml海水，加入1200ml_12%的预水化般土浆，稀释成3%的般土浆，高搅20分钟，然后分成12份，每份400ml，分别按下面加量加入各种泥浆材料。

在基浆中，按如下加入不同的甲酸钠。

1#—4#：基浆+7%甲酸钠+100g石灰石；

5#—8#：基浆+10%甲酸钠+100g石灰石；

9#—12#：基浆+13%甲酸钠+95g石灰石；

13#：基浆+16%甲酸钠+58g石灰石。

以上均高搅30分钟，测其流变性，最后在上述的13个样中分别加入40g钻屑，在100℃下热滚8小时。用40目筛回收钻屑、105℃烘干3h，并计算其热滚回收率。

②实验结论

甲酸钠不同加量及各种材料对回收率的影响

图2 甲酸钠不同加量对回收率的影响

由图2曲线的总趋势可知：体系中不加PF-PLUS回收率最低，即PF-PLUS对回收率的影响较大，其次是PF-RS-1，再其次是PF-TEMP；三种材料全加时回收率最大。同时由深蓝色曲线即各种材料全加的曲线，可以看出泥页岩的回收率随着甲酸钠加量的增加，先成上升趋势，再成下降趋势。即甲酸钠泥浆体系的抑制性随着甲酸钠加量的增加，先增大后减小。

3.甲酸钠体系泥饼粘附系数的测定

在钻井过程中发生的各种类型的卡钻中，最为频繁，危害最严重的是泥饼粘附卡钻。钻柱与泥饼的粘附力与泥饼摩阻系数成正比。为了预防泥饼粘附卡钻，钻井液除了必须具备优良的流变性及较好的抑制性之外，还必须具有良好的润滑性能和较小的泥饼粘附系数。因为，钻井液的润滑性能不好，泥饼粘附系数大，都将会对钻进、起下钻、电测、下套管等产生较大的影响。

(1)实验步骤

量取1500ml海水，加入500ml_12%的预水化般土浆，高搅20分钟，然后分成5份，每份400ml，分别按下面加量加入各种泥浆材料。

然后分别在五份基浆中加入10%的甲酸钠和100g石灰石，高搅20分钟，然后在120℃下热滚16h，使用粘附系数测定仪测定几种钻井液的泥饼泥饼粘附系数。实验结果如下表：

序号 1＃ 2＃ 3＃ 4＃ 5＃润滑剂加量（%） 0 0.3 0.5 1.0 1.5泥饼粘附系数 0.28 0.28 0.28 0.25 0.24

图3 PF- LBE的加量变化对泥饼粘附系数的影响

(2)实验结论

由表十及图6可以看出在甲酸钠泥浆体系中，PF-LBE的加量在小范围变化，即加量小于0.5%时，泥饼粘附系数降低不明显；当加量大于0.5%时，随着加量的增加，再加入起护井壁和有一定润滑作用的PF-GRA，那么泥饼粘附系数降低，即润滑效果增强，泥饼粘附卡钻几率减小。

3.结论

(1)通过泥页岩滚动回收实验、泥页岩膨胀实验将甲酸钠体系和KCL/PF-PLUS/PF-JLXB泥浆体系进行比较，两种实验手段都说明了前者的抑制性好于后者。(2)甲酸钠泥浆体系的抑制性随着甲酸钠加量的增加，先增大后减小。实验证明甲酸钠的加量在10%-13%之间时，泥页岩的回收率较高。(3)随着PF-XC-H加量的增加，泥浆的粘切成上升趋势。现场维护当中可以根据井下情况，通过改变PF-XC-H的加量，随时调整钻屑的悬浮和携带能力。(4)在甲酸钠泥浆体系中，PF-LBE的加量小于0.5%时，泥饼粘附系数降低不明显；当加量大于0.5%时，随着加量的增加，泥饼粘附系数降低，即泥饼粘附卡钻的几率减小。(5)随着钻屑加量的增加，粘切和固含上升较快，但当岩屑加量大于6%时，再增加岩屑的加量，粘切和固含变化较小。因此该体系抗固相污染容限高，且固相污染后性能变化较小。

黄亚杰（1980～），女，中海油服油田化学事业部塘沽作业公司，研究方向：精细化工。

(责任编辑 宋小蒙)

Laboratory Assessment on the Formate Mud System

Huang Yajie

(Tanggu Operation Company, Petrochemical Business Department, China Oilfield Services Limited, Tianjin, 300452)

Formate mud system, as the drilling fluid and completion fluid, is getting the recognition and attention of the petroleum industry around the world. It has the features, such as strong rejection capability on mud shale, wide range of density application, good thermal stability, good flow deformation, small friction, no pollution to the environment and low corrosivity etc. characteristics. According to the performance, characteristics, development and application situation of this system in recent years, combined with the characteristics of Bohai sea oil field strata, we have taken the indoor verification experiments by using the domestic mud materials and we have confirmed the main benefits of formate drilling fluid. In this article, through the mud shale roll recovery experiment and mud shale inflation experiment, we have taken comparison of the sodium formate system and KCL/ PF-PLUS/PF-JLXB mud system and both the experiment methods have illustrated that the rejection capability of the former is better than the latter. Besides, we have taken research and demonstration respectively from the aspects of flowing deformation, pollution resistance, mud cake adhesion coefficient and thermal stability etc.

rejection capability；shale inflation；roll recovery；salt resistance；thermal stability；mud cake adhesion coefficient

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A