抗高温非磺化半饱和盐水钻井液研究与应用

摘要

针对含磺水基钻井液环保性能差及现有非磺水基钻井液抗温不足的问题,基于腐植酸为主、木质素及栲胶为辅的混合原料,采用硅烷偶联剂、有机酸和二元胺进行多重复合改性,合成制备了抗高温非磺腐植酸树脂类降滤失剂DEMSEAL,并利用红外光谱、热重及凝胶色谱进行表征。结果表明,DEM-SEAL抗温达180℃,且96 h的LC50值达101020 mg/L,全硫含量为0,无毒环保;当DEM-SEAL加量为4.0%时,基浆180℃老化后API滤失量和高温高压滤失量仅7.6 mL和16.8 mL,降低率高达75.2%和83.0%,且对黏度影响较小。结合DEM-SEAL的优良特性,以其为核心构建了一套抗高温非磺化半饱和盐水钻井液体系,密度范围为1.30~1.80 g/cm^(3),抗温达180℃,API滤失量小于5.0 mL,高温高压滤失量小于15.0 mL,具有良好的流变性和低滤失特性;抗泥岩污染达20%,抗盐污染达10%,抗钙污染达1%,96 h的LC50值为55600 mg/L,BOD5/CODcr为23.51%,无毒可生物降解。高温非磺化半饱和盐水钻井液体系在新疆某油田高温深井进行了应用,该井井底温度为179℃,钻井过程中钻井液的流变性能稳定,失水造壁性能良好,无井下复杂事故。在满足安全钻井前提下实现了抗高温钻井液“去磺化”目标,为国内高温非磺钻井液的研究与发展提供了技术参考。