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聚磺钻井液的概况

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聚磺钻井液是在钻井实践中将聚合物钻井液和磺化钻井液结合在一起而形成的一类抗高温钻井液体系。尽管聚合物钻井液在提高钻速、抑制地层造浆和提高井壁稳定性等方面确有十分突出的优点,但总的来看其热稳定性和所形成泥饼的质量还不适应于在井温较高的深井中使用。特别对于硬脆性页岩地层,常常需加入一些磺化类处理剂来改善泥饼质量,以降低钻井液的HTHP滤失量。因此,很自然地逐渐将两种体系结合在一起。聚磺钻井液既保留了聚合物钻井液的优点,又对其在高温高压下的泥饼质量和流变性进行了改进,从而有利于深井钻速的提高和井壁的稳定。这类钻井液的抗温能力可达200-250℃,抗盐可至饱和。从20世纪80年代起,这种体系已广泛应用于各油田深井钻井作业中。

适宜的膨润土含量是聚磺钻井液保持良好性能的关键,必须严加控制。如果泥饼质量变差,HTHP滤失量增大,应及时增大SMP-1、SMC和磺化沥青的加量;若流变性能不符合要求,可调整不同相对分子质量聚合物所占的比例以及膨润土的含量;若抑制性较差,可适当增大高分子聚合物包被剂的加量或加入适量KCL。

聚磺钻井液所使用的主要处理剂可大致地分为两大类:一类是抑制剂类,包括各种聚合物处理剂及KCL等无机盐,其作用主要是抑制地层造浆,从而有利于地层的稳定;另一类是分散剂,包括各种磺化类、褐煤类处理剂以及纤维素、淀粉类处理剂等,其主要主要是降滤失和改善流变性,从而有利于钻井液性能的稳定。在深井的不同井段,由于井温和地层特点各异,对两类处理剂的使用情况应有所区别。上部地层以增强抑制性和提高钻速为主,而下部地层应以抗高温降滤失为主。

目前,我国钻井液科技人员在聚磺钻井液的现场应用方面已积累了丰富的经验。他们通常将以上两类处理剂分别简称为“聚”类和“磺”类,提出了深井上部地层“多聚少磺”或“只聚不磺”;而下部地层“少磺多聚”或“只磺不聚”的实施原则,其分界点大致在井深3000-4000m。根据这一原则,聚磺钻井液已在我国许多油田得到普遍的推广应用。

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