油包水鉆井液低油水比配方探索

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1、油包水鉆井液低油水比配方探索油包水鉆井液低油水比配方的探索和應(yīng)用摘要：油包水鉆井液具有能抗高溫、抗鹽鈣侵、有利于井壁穩(wěn)定、潤滑性好和對(duì)油氣層損害程度較小等多種優(yōu)點(diǎn)。目前已成為鉆高難度的高溫深井、大斜度定向井、水平井和各種復(fù)雜地層的重要手段，并且還可廣泛地用作解卡液、射孔完井液、修井液和取心液等。油基鉆井液的配制成本比水基鉆井液高得多，使用時(shí)往往會(huì)對(duì)井場(chǎng)附近的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響?，F(xiàn)場(chǎng)通常使用的油水比為80:20或者更高的油水比，使的油包水鉆井液成本遠(yuǎn)高于水基鉆井液。本文通過油包水乳狀液的機(jī)理分析確定實(shí)驗(yàn)方案，通過實(shí)驗(yàn)得到了75:25的油包水乳化鉆井液配方，

2、此配方具有良好的乳化穩(wěn)定性。最后給出了現(xiàn)場(chǎng)配置、日常維護(hù)的指導(dǎo)意見。關(guān)鍵詞：油水比油包水乳化鉆井液75:25前言：油包水鉆井液的連續(xù)相是油，其濾失液也是油，所以油包水鉆井液設(shè)計(jì)和維護(hù)簡單，具有防止鉆具腐蝕、抗硫化氫和二氧化碳污染的能力，并能回收再使用。目前大慶地區(qū)使用的油基泥漿油水比為80:20-90:10，為了節(jié)約成品油的消耗，降低油包水鉆井液的成本，我們通過對(duì)油包水乳化鉆井液的機(jī)理分析、處理劑的篩選、實(shí)驗(yàn)室性能試驗(yàn)分析確定出75:25油水比油包水乳化鉆井液體系，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，符合現(xiàn)場(chǎng)要求。一、油包水乳化鉆井液機(jī)理分析油包水乳化鉆井液是以水珠為分散相或內(nèi)相

3、，以各種油類作為連續(xù)相或外相，并添加乳化劑、親油膠體以及其它處理劑、加重劑所形成的穩(wěn)定的乳狀液。在乳狀液中存在的水越多，水滴聚集和合并的機(jī)會(huì)越大。假定水珠的大小相同，含水量小的體系更穩(wěn)定，如果水量相同，水珠越細(xì)，乳狀液越穩(wěn)定，大水珠比小水珠更易聚結(jié)，另外，水珠大小愈均勻，乳狀液也就越穩(wěn)定。為了使水在油中乳化，必須有足夠的化學(xué)乳化劑，以便在每個(gè)水珠周圍形成完整的一層膜。若加入的乳化劑不足，乳狀液將不會(huì)穩(wěn)定。為得到更細(xì)的大小均勻的水細(xì)珠，應(yīng)該以剪切的方式給體系施加外力，可以通過泥漿槍或離心泵的攪拌作用來實(shí)現(xiàn)，尤其在初配油基泥漿時(shí)，盡一切可能高度剪切泥漿是非常重

4、要的。當(dāng)加入油時(shí)，由于水珠之間的隔離更大，乳狀液就變得更穩(wěn)定，反之，增加水時(shí)，由于水珠之間的距離變小將降低穩(wěn)定性。加入油和水將影響粘度，油會(huì)降低粘度而水增加粘度。為了控制粘度、凝膠強(qiáng)度和濾失量，需要調(diào)整適當(dāng)?shù)挠团c水的比例。1.1油包水鉆井液穩(wěn)定性影響因素由于油包水鉆井液是通過水和親油固體穩(wěn)定分散于油里獲得的，因此，凡是影響油包水乳狀液穩(wěn)定的因素都會(huì)影響油基鉆井液性能。（1）油水比：隨著水量和分散體數(shù)量的增加，粘度、切力將會(huì)上升。同時(shí)，高度分散的水滴有堵塞泥餅孔隙的作用，故有利于降低鉆井液濾失量。（2）乳化劑的品種和加量：乳化劑的品種和加量將影響水滴的分散程

5、度和穩(wěn)定性。首先，主乳化劑是決定乳狀液類型和建立牢固乳化膜的骨架基礎(chǔ)；其次，輔助乳化劑的影響主要是品種，其次是加量。當(dāng)主／輔乳化劑配合很好時(shí)，鉆井液的破乳電壓高、濾失量低。（3）有機(jī)土的加量：有機(jī)土的加量對(duì)油基鉆井液性能的影響如同水基鉆井液中膨潤土的作用，能提高鉆井液的粘度、切力及乳狀液的穩(wěn)定性并降低鉆井液濾失量。（4）其它影響因素：PH值、溫度、壓力以及氧化瀝青的使用等。1.2油包水乳狀液的微觀結(jié)構(gòu)在柴油和鹽水組成的液體里加入一種表面活性劑即乳化劑，經(jīng)過充分剪切，形成油包水乳狀液。乳化劑在油-水界面形成一種堅(jiān)固的膜，液滴相碰時(shí)，不易合并變大，使乳狀液穩(wěn)定

6、，同時(shí)乳化劑降低油水界面張力，使乳化劑富集，有利于形成較穩(wěn)定的乳化劑層。它增加外相粘度，以增加粒子碰撞的阻力，從而提高乳狀液的穩(wěn)定性。乳狀液穩(wěn)定性的決定因素是界面膜的強(qiáng)度和緊密程度。若界面膜中吸附分子排列緊密，不易脫附，膜具有一定的強(qiáng)度和粘附性，則能形成穩(wěn)定的乳狀液。在油水體系中加人表面活性劑后，在降低界面張力的同時(shí)，根據(jù)Gibbs吸附定理，表面活性劑必然在表面發(fā)生吸附、形成界面膜。此界面膜具有一定的強(qiáng)度，對(duì)分散的液滴有保護(hù)作用，使其在相互碰撞時(shí)不易聚結(jié)。當(dāng)然，只有加入足夠量的表面活性劑才能獲得最佳乳化效果，這是因?yàn)楸砻婊钚詣舛容^低時(shí)，界面吸附的分子較少

7、，界面膜的強(qiáng)度較差。所形成的乳狀液的穩(wěn)定性亦較差；當(dāng)表面活性劑濃度增加至一定值后,界面吸附的分子呈緊密定向排列，膜的強(qiáng)度增大。液滴聚結(jié)受到的阻力較大,所形成的乳狀液的穩(wěn)定性較好。不同的表面活性劑,達(dá)到最佳乳化效果的量不同，這與其形成的界面膜強(qiáng)度有關(guān)。一般而言,吸附分子間的相互作用較大者形成的界面膜強(qiáng)度較大；相互作用較小者形成的界面膜的強(qiáng)度較小。由于高純度的表面活性劑往往不能產(chǎn)生完全封閉的界面膜，所以機(jī)械性能不是很強(qiáng)。一個(gè)好的乳化劑通常都是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的表面活性劑組成。這類混合乳化劑的特點(diǎn)是其組成中一部分是水溶性表面活性劑,另一部分是油溶性表面活性劑?；?/p>

8、合乳化劑中的兩組分在界面上吸附后即形成“復(fù)合物”，定向排列較緊密，