深井超高温超高密度水基钻井液室内实验研究

摘要

针对深井超高温超高密度水基钻井液技术难题,室内实验研究了超高温对超高密度水基钻井液性能的影响规律,探讨了超高温对黏土矿物水化性质的影响,进而剖析了超高温对聚合物与磺化处理剂的影响,最终研制出了一套适用于南海深水超高温超高压气藏的超高温超高密度水基钻井液体系配方.研究结果表明:随温度的逐渐升高,超高密度水基钻井液经高温老化后先后发生高温减稠和高温增稠现象,当温度升高至一定温度时便可发生高温固化现象;黏土矿物发生高温分散作用与高温聚结作用的临界温度一般介于170～190°C;在一定矿化度条件下,可利用磺甲基酚醛树脂的高温交联反应弥补高分子聚合物溶液在高温环境中的降黏效应.此外,超微重晶石、超微钛铁粉和超微锰粉等超微加重材料因其能够显著改变超高密度水基钻井液的粒径分布,从而达到调控超高密度水基钻井液流变性的目的,且其具有沉降稳定性好、密度高或可酸溶性强等优点,在超高密度水基钻井液中有较为广阔的应用前景.另外,室内评价结果表明,新研制的抗220°C、密度达2.46g/cm3的超高温超高密度水基钻井液具有良好的流变滤失性、高温稳定性和沉降稳定性,抗污染能力强,能抗5％NaC1,0.5％CaCl2和5％劣土,且具有良好的抗海水污染性能.