水包油鉆井液的研究

柳榮偉

（遼河油田鉆采工藝研究院 遼寧盤錦 124010）

前言：興古潛山是遼河油田產(chǎn)能建設的重要區(qū)塊，以構(gòu)造裂縫及溶蝕縫為主，具有埋藏深（一般在4000米以上）；溫度高（井底溫度110-200℃）的特點。為了更好實現(xiàn)鉆探目的，保護儲層，鉆井液體系的選擇是開發(fā)成敗的關(guān)鍵技術(shù)之一。水包油鉆井液能更好的滿足要求，通過實驗確定了水包油鉆井液體系配方。

一、試驗部分

1.乳化劑的優(yōu)選

實驗通過將乳狀液在高溫老化后的乳化能力強弱來考察乳化劑的抗溫能力。評價方法：將初選合格的乳化劑在180℃高溫下老化16h 后，高速攪拌攪20min 后倒入量筒中，靜置觀察。抗溫性結(jié)果如下：3%HWZR，5h 無油析出；3%HTO-5，20min 分層；0.5%AES+0.5%T80+0.5%A-20，10min 分層；3%HWZR+1.5%HWFR，12h 無油析出。通過實驗對四種水包油型乳化劑乳化性能以及抗高溫性能進行優(yōu)選，從實驗結(jié)果看出HWZR和HWZR+ HWFR作為乳化劑時，12 小時后無油析出，表明乳化效果較好。主乳HWZR 是由多種陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑復配而成，具有較強的乳化能力和抗溫能力；輔乳HWFR 為HLB 值小于8 的油溶性表面活性劑，以其作為輔乳化劑，可形成密堆復合膜和增強主乳的乳化效果；同時，由于主乳具有較強的起泡能力，選擇的輔乳需要起到一定的消泡作用，可避免水包油鉆井液在現(xiàn)場施工中產(chǎn)生大量的氣泡。

2.抗溫增粘劑的優(yōu)選

選用水溶性高分子聚合物作水包油鉆井液增粘劑，可以提高乳狀液分散介質(zhì)的粘度，減慢分散相液珠的運動速度，提高水包油鉆井液的穩(wěn)定性。通過對HV-PAC、HVCMC、80A51、HPAM、HVF、HVS 這幾種處理劑加量的不同，觀察實驗現(xiàn)象，選出了實驗效果較好的作為該水包油鉆井液的抗溫增粘劑。實驗配方：[淡水：5#白油=7：3] +0.15%Na2CO3＋0.1%NaOH+3.5%主乳HWZR+2%輔乳HWFR＋增粘劑+1%抗溫降濾失劑HWFL-H。通過實驗得出，增粘劑HVF 在150℃下具有較好的穩(wěn)定性，粘切在高溫后變化較小，增粘劑HVS 較低的塑性粘度和高的Φ6/Φ3 值，動塑比高，將其作為流型調(diào)節(jié)劑來提高水包油鉆井液體系攜巖能力，同時對乳狀液的穩(wěn)定性也有提高。

3.降濾失劑的優(yōu)選

在水基鉆井液中起降濾失作用的材料有許多，但能夠抗180℃高溫的降濾失劑較少，同時還需考慮到它與乳化劑、增粘劑等之間的配伍性等問題。室內(nèi)對現(xiàn)有抗高溫降濾失劑進行了優(yōu)選，抗溫降濾失劑HWFL-H 作為水包油鉆井液的高溫降濾失劑具有較好的降濾失效果。

二、水包油鉆井液配方確定

經(jīng)過大量的室內(nèi)試驗評價，最后確定水油比為7：3 的水包油體系，其基礎配方：[淡水：5#白油=7：3] +0.15%Na2CO3＋0.1%NaOH+主乳HWZR+輔乳HWFR+3%增粘劑HVF ＋0.6%抗溫增粘劑HVS+3%降濾失劑HWFL-H；其密度可控制范圍為0.94-0.98。

1.抗溫性能評價

配置的水包油鉆井液分別在150℃、180℃及190℃滾動老化24 小時的性能測試結(jié)果顯示，水包油鉆井液具有好的抗溫能力，流變性較好，能夠滿足施工要求。

2.抑制性評價

潛山4-19 井巖心（粉）190℃熱滾16 小時回收率和24小時頁巖膨脹性實驗數(shù)據(jù)可知，HANK 水包油鉆井液體系回收率大于90%，頁巖膨脹率為7.8%，說明水包油鉆井液體系具有很好的抑制性，能夠有效抑制地層泥巖和頁巖水化膨脹與分散。

結(jié)論：1.優(yōu)選的水包油鉆井液性能穩(wěn)定，能較好的滿足興古潛山大位移高溫深井鉆井需要；2.潛山水平井使用優(yōu)選的水包油鉆井液，可根據(jù)地層壓力可調(diào)密度，且油層保護效果好。

[1]張高波,等.抗高溫低密度水包油鉆井液在文古2井的應用,鉆井液與完井液,2002年;第19卷第3期,30-32

[2]史沛謙,等.抗高溫水包油鉆井液的研究與應用,鉆采工藝,2010 年:第33 卷第1 期,96-99