微粉加重劑與普通重晶石復(fù)配加重油基鉆井液性能

江成輝　張輝祥

摘要：在使用鉆井液的過(guò)程中，固相含量過(guò)高會(huì)對(duì)加重油基鉆井液的性能造成嚴(yán)重的影響，進(jìn)而干擾調(diào)控和維護(hù)工作。針對(duì)這一問(wèn)題，通過(guò)合理使用微粉加重劑和普通重晶石按一定比例進(jìn)行復(fù)配，能夠有效改變加重油基鉆井液的性能，對(duì)其流變、失水造壁以及電穩(wěn)定等方面的性能，都能產(chǎn)生明顯的改變。借此方法來(lái)調(diào)整加重油基鉆井液的性能，是保證調(diào)整和維護(hù)工作安全和質(zhì)量的重要措施。在進(jìn)行復(fù)配的過(guò)程中，微粉加重劑和普通重晶石的比例是關(guān)鍵因素，不同比例對(duì)加重油基鉆井液性能的影響程度也不同。本文對(duì)此進(jìn)行系統(tǒng)研究，并提出可靠的建議，為加重油基鉆井液性能的改造，提供支持和幫助。

關(guān)鍵詞：微粉加重劑;重晶石;鉆井液

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，在油氣勘探開(kāi)發(fā)中，深井、超深井以及非常規(guī)油氣的勘探開(kāi)發(fā)已成為該行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。而在這類勘探開(kāi)發(fā)工作中，要求必須要使用性能更好的鉆井液，才能夠保證勘探開(kāi)發(fā)工作的質(zhì)量安全。目前，鉆井液總體可分為水基和油基兩大類，在性能上相比，油基鉆井液具有更好的抗鹽鈣和抗高溫性能，此外其潤(rùn)滑性能和井壁穩(wěn)定也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水基鉆井液。因此，在更為復(fù)雜的勘察鉆探工作中，已普遍使用油基鉆井液。加重油基鉆井液在實(shí)際應(yīng)用中，由于密度高，固相含量超過(guò)70%，這就導(dǎo)致其塑性黏度大，難以對(duì)其流變性進(jìn)行有效的調(diào)控，進(jìn)而影響鉆探工作的安全實(shí)施，也影響了鉆探質(zhì)量。針對(duì)這一問(wèn)題，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)展，在加重油基鉆井液中應(yīng)用微粉加重劑進(jìn)行復(fù)配，能夠有效改善其性能。目前，在國(guó)外該項(xiàng)技術(shù)已得到了成功應(yīng)用。但受到微粉加重劑成本較高的限制，我國(guó)在此方面發(fā)展較為有限。為了有效限降低成本，推廣加重油基鉆井液的廣泛應(yīng)用，將普通重晶石與微粉進(jìn)行復(fù)配，從而要保證加重油基鉆井液性能的前提下，減少微粉加重劑用量，是該項(xiàng)技術(shù)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)之一。

1、微粉加重劑和普通重晶石粒度對(duì)加重油基鉆井液的影響

采用微粉加重劑和普通重晶石復(fù)配方法來(lái)調(diào)控加重油基站鉆井液的性能，微粉加重劑和普通重晶石的粒度會(huì)對(duì)最終的調(diào)控效果造成一定程度的影響。因此，控制微粉加重劑和普通重晶石粒度，是調(diào)控加重油基鉆井液的關(guān)鍵要點(diǎn)之一。普通重晶石的粒度直徑一般在19.1μm左用，而微孟礦粉和微粉重晶石都屬于超細(xì)顆粒，其粒度直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通重晶石。當(dāng)三者進(jìn)行復(fù)配時(shí)，就全產(chǎn)生粒度組成不均勻問(wèn)題。隨著微粉加重劑材料的變動(dòng)以及同一材料粒度的變化，也會(huì)導(dǎo)致其不均勻情況隨之發(fā)生變化，進(jìn)而影響加重油基鉆井液的性能。因此，在采用微粉加重劑和普通重晶石復(fù)配方式對(duì)加重油基鉆井液的性能進(jìn)行調(diào)控時(shí)必須要充分考慮微粉加重劑和普通重晶石的粒度因素，對(duì)粒度不均勻情況進(jìn)行合理控制，以保證加重油基鉆井液性能的最終調(diào)控效果，滿足相關(guān)要求。此外，結(jié)合具體要求，也可以對(duì)微粉加重劑和普通重晶石的粒度以及復(fù)配后的粒度不均勻系數(shù)進(jìn)行有效調(diào)整，對(duì)加重油基鉆井液的性能進(jìn)行調(diào)配，調(diào)制出實(shí)踐工作所需的加重油基鉆井液。

2、復(fù)合加重劑對(duì)加重油基鉆井液性能的影響

微粉加重劑價(jià)格較高，因此導(dǎo)致復(fù)配加重油基鉆井液難以得到廣泛應(yīng)用。針對(duì)這一問(wèn)題，目前主要的解決措施就是加入部分普通重晶石，從而減少對(duì)微粉加重劑的使用量，以達(dá)到減少成本，推廣和普及加重油基鉆井液使用范圍和目的。目前來(lái)看，這是一種較為可行的方式，但對(duì)微粉加重劑和普通重晶石的使用比例具有較為嚴(yán)格的要求，因此其使用比例會(huì)對(duì)加重油基鉆井液的性能造成影響，導(dǎo)致性能產(chǎn)生變化。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)，使用了不同的比例的微粉加重劑和普通重晶石進(jìn)行復(fù)配生產(chǎn)加重油基鉆井液，將其與單獨(dú)采用普通重晶石的加重油其鉆井液進(jìn)行性能對(duì)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，只使用普通重晶石的加重油基鉆井液具有較高的表觀和塑性黏度，同時(shí)還具有較高的API失水量，整體性能也不高。這樣的加重油基鉆井液在實(shí)際勘探工作中，根本無(wú)法使用，因此必須要加入一定量的微粉加重劑改善其性能，以滿足勘探工作要求。

使用微粉重晶當(dāng)作微粉加重劑時(shí)，當(dāng)按照5：5的比例加入微粉重晶和普通重晶石進(jìn)行復(fù)配，在這種情況下得到的加重油基鉆井液，其性能得到顯著改善，此時(shí)的黏度及切力都達(dá)到最小。如果增加微粉重晶和普通重晶石的比例，黏度和切力也會(huì)隨之增長(zhǎng)。

如果使用微錳礦粉作為微粉加重劑，將其與普通晶石進(jìn)行復(fù)配，這樣得到的加重油基鉆井液其體系密度會(huì)隨著微錳礦粉的比例增長(zhǎng)而不斷提高，而黏度和切力則會(huì)與之成反比。

3、加重油基鉆井液性能調(diào)控

通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)展，使用微粉加重劑和普通重晶石來(lái)調(diào)整加重油基鉆井液的性能，由于微粉加重劑的材料不同，其最佳比例也會(huì)發(fā)生改變。如果使用微粉重晶作為微粉加重劑，其最佳比例應(yīng)為5：5到4：6之間;如果使用微錳礦粉作為微粉加重劑，其與普通晶石進(jìn)行復(fù)配，體系性能則取決于微錳礦粉的使用量，微錳礦粉的使用比例越大，性能就越好。此時(shí)，就要將經(jīng)濟(jì)因素和實(shí)際使用要求相結(jié)合，對(duì)微錳礦粉的使用比例進(jìn)行綜合分析，再選擇合理的比例。

在對(duì)加重油基鉆井液性能進(jìn)行調(diào)控的過(guò)程中，除了要使用微粉加重劑和普通重晶石之外，還要加入適量的有機(jī)土、主乳化劑和輔乳化劑等，從而對(duì)加重油基鉆井液的性能進(jìn)行有效優(yōu)化。對(duì)于這些輔助成份比例的確定，也會(huì)受到微粉加重劑材料因素的影響，使用微粉重晶和微粉錳礦粉，兩者對(duì)輔助原料的比例要求有明顯的區(qū)別，需要根據(jù)實(shí)際要求，進(jìn)行具體調(diào)整。結(jié)合實(shí)際勘探工作要求，選擇適合的比例，從而使加重油基鉆井液的性能，有效滿足復(fù)雜油氣井的勘探工作要求。

結(jié)束語(yǔ)

油氣井勘探對(duì)我國(guó)油氣行產(chǎn)以及工業(yè)發(fā)展建設(shè)，具有至關(guān)重要的影響，因此必須要對(duì)勘探工作進(jìn)行深入研究，提高勘探質(zhì)量。而微粉加重劑與普通重晶石復(fù)配加重油基鉆井液技術(shù)，就對(duì)勘探工作的發(fā)展具有積極的影響，是高質(zhì)量完成復(fù)雜油氣井勘探工作的必要條件，必須要不斷加強(qiáng)研究，優(yōu)化鉆井液性能，為我國(guó)油氣產(chǎn)業(yè)和工業(yè)建設(shè)的發(fā)展進(jìn)步做出重要保障。

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