文档介绍：第36卷第3期石油钻探技术 ,
2008年5月 PETROLEUM DRILLING TECHNIQUES May,2008
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固井与泥浆
高温高压水基微泡沫钻井液静密度研究
张中宝李彦岭王贵蒲晓林
(西南石油大学石油工程学院,四川成都 610500)
摘要:在说明微泡沫钻井液良好性能和特点的基础上,针对现场应用中的难点,指出了研究该钻井液体系密
度与温度、压力关系的重要性。介绍了在高温高压条件下测定水基微泡沫钻井液静密度与压力和温度关系的室内
试验方法,利用新研制的高温高压钻井液密度测量装置测量了两种微泡沫钻井液在不同温度、压力下的密度,分析
了高温高压对微泡沫钻井液密度的影响规律。结果表明,当温度一定时,微泡沫钻井液密度随压力增加而增大;保
持压力不变时,微泡沫钻井液的密度随温度的升高而减小。描述了微泡沫钻井液密度受温度和压力影响而变化的
机理。
关键词:高温;高压;泡沫钻井液;钻井液密度;实验室试验
中图分类号:TE254+.1 文献标识码:A 文章编号:10010890(2008)03006603
微泡沫钻井液具有密度可调的特点,能实现近
平衡钻进,解决了以往在低压储层钻井时常出现的
井漏问题,避免了因漏失而引起的储层损害;能够有
效抑制粘土膨胀和页岩坍塌,具有很好的热稳定性
和较强的携岩能力,能够满足地质录井和钻井安全
的需要。微泡沫钻井液因其密度低、能够大大提高
机械钻速、对油层伤害小、具有良好的储层保护效果
及对环境的污染程度低,是目前国内外用于勘探开 ;;;;
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发低压裂缝性油气藏、稠油油藏、低压低渗透油气藏图1 高温高压钻井液密度测量装置
和易发生严重漏失油气藏的一种很有前景的钻井其工作原理为质量守恒定律,即将钻井液注入
液[13]。因此,对微泡沫钻井液体系的进一步研究和密封缸体前后,钻井液的体积和密度会随着温度和
应用显得尤为必要。在现场应用中,地层温度、压力压力的变化而变化,但是钻井液的质量始终不变。
会对微泡沫钻井液的稳定性和密度等产生很大的影在已知初始注入钻井液体积的条件下,通过测量注
响,在井眼环空内或钻柱内密度始终是变化的,钻井入密封缸体前钻井液的初始密度,并且通过百分表
液中的气泡和环空中的气量对井内各参数都有影测出任意温度压力条件下钻井液体积的改变量,就
响[45],这就增加了施工参数设计的复杂性。为此, 能得到相应条件下钻井液的密度。即:
笔者建立了测量微泡沫钻井液静密度的方法,探讨犎ρ0
了其静密度随温度和压力的变化情况,以期为井眼ρ=犎+Δ犎(1)
内静液柱压力分布计算及井下安全提供理论依据。式中,ρ0为初始密度,kg/L;犎为初始高度,mm;
Δ犎为升温加压前后钻井液液柱的高度差,mm;ρ
1 试验装置及工作原理为升温加压后的密度,kg/L。
图1为试验用高温高压条件下微泡沫钻井液静
收稿日期:20071116;改回日期:20080222
密度测量装置,该装置主要由自动温控系统(加温装作者简介:张中宝(1983—),男,河北抚宁人,西南石油大学石
置和温控装置)、压力调节系统(液压装置和压力