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设计基于乳液钻井液乳化剂中使用

Al-Yami, Wagle Vikrant*艾尔·谢赫Abrar Al-Bahrani侯赛因

沙特阿拉伯国家石油公司,达兰,沙特阿拉伯

通讯作者:
Vikrant Wagle
石油的科学家,沙特阿拉伯国家石油公司,达兰,沙特阿拉伯。
电话:+ 966138624902
电子邮件: (电子邮件保护)

收到日期:24/10/2018接受日期:06/11/2018发表日期:11/11/2018

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文摘

乳化钻井液的性能有了显著的提高相比,水性液体。然而,乳液稳定的电阻表示的化学乳化剂对污染物(硬石膏、水泥、氯化钠,钙、镁离子等)总是一个问题。浓度会有所不同从一个乳化剂乳化剂的另一个根据化学成分。作者所知这是第一篇论文细节不同化学乳化剂用于石油钻井液。摘要细节也基本乳化剂与水和油阶段以及我们在乳化剂的选择需要考虑的因素。乳状液类型和稳定性也调查了。不同选项的乳化剂也详细的例子油性液体用于典型的钻井作业。

关键字

乳化剂,乳液钻井液。

介绍

基于石油的mud是最初开发解决问题的反应性页岩,高温井、污染物、卡管。他们还提供品质控制地层损害,并获得天然态核。石油泥浆适合钻井通过粘土水敏感,因为他们可以通过适当的控制防止水侵入到页岩泥浆矿化度的配方。盐度应保持,这样它可以防止水运输到页岩从而导致水化和肿胀,同时避免严重水退出页岩,从而导致不良的脱水,因此页岩扰动。额外的优势在于维护盐度略低于饱和水相的反转乳剂。这使他们,用于在测量孔深盐形成最低褪色而不需要担心盐浸出,与水基泥浆的情况。

石油泥浆一般比水更宽容的高温。这自然使他们适用于钻井井温度高压力,高水基泥浆会分解,失去粘度和流体损失控制,导致腐蚀。油作为外部的导电性质的阶段油泥岩提供腐蚀的质量控制油浸湿金属表面阻止腐蚀电池的发展。此外,石油泥浆犹豫细菌的生长。这种保护石油泥浆提供防锈,连同他们的热稳定性高,悬念加权材料长时间限定能力作为封隔器液体。

乳化剂是特殊产品添加到石油泥浆外部油相的分散,并确保乳液稳定的水在极端的井下条件下内部阶段。

液体乳化分散的液体滴到另一个。这些液体液滴被称为内部阶段。我们可以有三种乳液;水在油、水、和多个或复杂的乳剂(1)(图1 - 3)。

chemistry-Photomicrograph

图1所示。water-in-oil-emulsion的显微照片。

chemistry-water-emulsion

图2。oil-in-water-emulsion的显微照片。

chemistry-complex

图3。多或复杂的乳液的显微照片。

在石油工业中,常见的乳液是水在油乳剂。出于这个原因,水包油乳液命名反向乳液。图3显示多个或复杂的乳状液,连续相悬浮液滴,这些水滴较小的水滴悬浮在他们。

乳化剂

乳液发生的标准,我们需要有不同的溶解度之间的连续相,乳化阶段,我们需要中间代理(乳化剂)在每个阶段部分溶解度(油和水),最后一个能量的来源,如混合器形成乳液。

乳化剂是部分溶于水的表面活性剂由于其亲水的极性。乳化剂需要部分溶于油由于其疏水部分或非极性端。

乳化剂将集中在油/水界面和它将形成界面膜,结果在降低界面张力(IFT)允许分散和液滴乳化。一般乳化剂可以有机酸或树脂。乳化剂能部分溶于两乳状液阶段,即他们需要双分子。、极性和非极性的目的。在平衡时,乳化剂的非极性端将扩展到非极性油相,极地将扩展到极地水相(2]。

下面图4有一些例子双分子极性NH的两端2,羧基,哦,这样啊。

chemistry-molecules

图4。两极性分子。

乳状液类型

的化学乳化剂将决定乳液的类型。作为快速规则,乳状液的类型可分为基于最大的体积分数;油质乳液如果我们有更多的石油和水包油乳液如果我们有更多的水。

分子有很强的极性基团的相互作用往往形成油包水乳液。分子极性基团的相互作用较弱的倾向于形成水包油乳液。肥尾或烷基高度branced或包含钻机结构、交互(伦敦分散力)的力量往往是弱而班轮烷基。所以乳化剂与线性烷基将形成油包水乳液。如果脂肪尾巴或烷基不是高度分支然后我们会有油在水乳液(3]。

确定乳液类型,一个简单的测试。通过将一小部分为两个烧杯;一个与水和另一个与二甲苯。当我们搅拌混合物,如果乳化石油外部将分散在二甲苯。如果是外部将分散度水很快。一旦我们知道乳液类型我们也可以做一个简单的测试来量化的内部相乳液。可以通过稀释的乳液溶剂(水或二甲苯等溶剂分散)2:1的比率溶剂乳液。然后受加热稀释混合物和离心分离阶段利用离心管测量每个阶段毕业。大部分时间我们有稳定的乳液,添加de-emulsifier是必需的。典型de-emulsifier可能是一个混合的单环烷基酚醛树脂与环氧乙烷oxyalkylated,和一个胺磺酸盐。 This method is more accurate for water-in-oil emulsion than oil-in-water emulsion. Water pH also can affect and determine emulsion type. At low pH typically we will have water-in-oil emulsion. At high pH values we will have oil-in-water emulsion [3]。

阿特拉斯粉公司的化学家威廉·格里芬介绍了hydrophilic-lipophilic平衡(HLB)在1949年为乳化剂classifica起跳4]。在他的论文中,格里芬说:“乳化剂由一个分子结合亲水、亲脂性的团体和的大小和力量的平衡这两个相反的团体叫做滴。为了方便起见,这些群体的有效平衡分配一个数值”。实验工作需要估计HLB值也详细的格里芬。他还提供了有关混合乳化剂的HLB值。附加属性应用于提供油性混合物的HLB值的要求。HLB规模的插图所示图5

chemistry-HLB-Scale

图5。HLB规模的插图。

确定表面活性剂的HLB值是详细的在以后的出版4]。非离子表面活性剂的HLB计算如下:

方程

在那里,米h:分子的亲水部分的分子质量。M:是整个分子的分子质量。

最近引入的方法计算的HLB值可以在里卡多et al。5]。作为一个例子,非离子表面活性剂所示图6,HLB值为13.4,因此预计将亲水(水溶性)。这种表面活性剂有助于形成水包油乳剂。这是由于疏水尾的存在形式的烃链连接到一个亲水的极性头组。这使得这种化学物质溶于水和非水液体和降低表面张力。表面活性剂的HLB值有助于陷阱碳氢化合物液体在水中形成乳剂以水为连续或外部的阶段。

chemistry-surfactant

图6。13.4表面活性剂的HLB值的一个例子。

乳状液的稳定性

等一些离子水化能量高+ + +、铁+ + +、铜+ +、有限公司+ +会导致形成强烈的离子与极地乳液体系的阶段。水环绕这些离子形成水化鞘。这个护套的强度是由离子电荷和它的大小。所以两个离子等费用但不同大小,最小的人会表现出强相互作用。

有时在极地阶段我们可以混合离子(阴离子和阳离子)。大多数的阳离子是伴随着阴离子形成氢键。如果混合离子不存在,那么水(极地阶段)将提供抗衡离子的水合氢离子或氢氧离子。对于非极性相,引力是更少。伦敦的感应力量来自电子轨道混合,是由一个原子的关闭方法另一个分子。这种类型的轨道混合是由范德瓦耳斯半径(2]。

相同类似的原子或分子(电荷)排斥但是如果他们的势头速度很高足以克服排斥他们将结合而不是排斥。他们的中心距是范德瓦耳斯半径和它应该尽可能最低导致结合,防止排斥。在非极性阶段,伦敦力量薄弱。当我们有高度等分子相互作用是减少力量是更少。例如,山梨醇Mono-Oleate乳化剂可以积累更多烷基单位比高度branced Naphtoic酸造成失水山梨醇Mono-Oleate乳化剂形成更稳定的乳液(2]。

液滴的大小也可以导致乳状液的稳定性。当液滴大小减少更稳定的乳液。液滴尺寸大于0.1嗯叫宏乳液。液滴尺寸小于10纳米微乳液。我们将这种类型的微乳液,如果内部和外部界面自由能较低阶段,细颗粒可以稳定乳液乳液滴只有在它们的大小小于。这些优良的固体粘土颗粒,沙子或矿物质。在乳液液滴的大小是由界面张力、剪切、乳化剂浓度、固体颗粒的存在。

乳液的粘度可以大于内部的粘度阶段或外部阶段由于滴积累。使用旋转粘度计可以测量体积粘性。液体的粘度在油/水界面界面粘度。稳定的乳状液的界面粘度应高或界面张力(界面张力)应该低(图5)。稳定的乳液意味着低利率乳化的油排水水滴油包水乳液。界面粘度取决于使用的石油类型(石蜡的,等等),成分和水的pH值、温度、搅拌时间、乳化剂类型和浓度。

添加细颗粒将稳定界面膜,增加界面粘度。细颗粒会阻止水滴积累或聚结。在油包水乳液的情况下,石油芳烃含量增加对固体的润湿性增加从而增加乳液稳定性。油高浊点通常可以形成一个更稳定和更严格的乳液相比,浊点较低的石油。

基于固体我们放入油泥浆需要正确的润湿性。雷竞技网页版接触角测量需要测量。如果接触角大于雷竞技网页版90度的固体是油湿。如果角度是90多是水湿。固体需要展示润湿性在两个阶段(油和水)形成稳定的和紧密的乳液。油湿固体稳定油包水乳液,因为他们将分区到油相防止水滴聚结。同样,水湿固体稳定水包油乳液。水湿固体可以转化为油湿固体利用极性有机化合物涂层。固体之前需要添加乳化稳定。

混合乳化液体会导致较大的乳液的生产规模和增加粘度在恒定的温度和压力下。乳液乳化剂之间将会平衡内部相转移溶剂聚合。当温度升高相转移溶剂乳液聚合将增加。温度可以提高到更高水平的内部阶段将耗尽一样从溶剂和外部相溶剂就会耗尽。这个微分的溶剂损失之间的内部和外部的阶段将显示整个系统的稳定性。

基于石油钻井液添加剂

以下是主要的组件(添加剂),我们使用基于制定石油钻井液:

•主要乳化剂之间反应的结果石灰和脂肪酸。它们被用于乳化水变成油的油性液体和稳定乳液。他们也作为润湿剂,防止固体水湿在乳化过程中。钙皂主要乳化剂应用于石油泥浆。

•辅助乳化剂通常聚酰胺或咪唑啉。他们非常强大的油润湿产品油湿固体乳液形成之前。

•亲有机物质的褐煤是胺处理成为褐煤石油分散。他们帮助在高温水乳化,堵塞和控制流体损失。

•沥青添加剂添加剂用作治疗液的损失。他们由黑沥青或沥青衍生品。黑沥青衍生品有较高的温度稳定性比沥青。

•亲有机物质的以及添加剂是由膨润土、锂蒙脱石、凹凸棒石,粘度建筑商胺处理成为石油分散。膨润土通常用于温度低于350°F,而锂蒙脱石用于温度高于350°F。

•润湿剂是利用有效地补充添加剂油湿固体,水湿代替水层与油层钻屑。

•高分子增稠剂添加剂用于提高泥浆的粘度,特别是在高温下,粘性效应的亲有机物质的格兰特会降低。

•流变修饰词基本上是脂肪酸与低分子量用于最小化重晶石的凹陷下洞不增加总泥浆粘度。

•权重代理如重晶石、四氧化二锰和赤铁矿添加剂用于提高泥浆的密度。赤铁矿和四氧化二锰的比重增加了,因此他们可以实现相同的泥浆比重达到重晶石用更少的固体。

基础油类型

有各种各样的油可以用作石油基础油泥浆。这些油拥有不同的属性;闪点,苯胺点、粘度和芳香的内容,这将大大影响整个泥浆的物理性质。

柴油和原油是最常用的油制定油基泥浆。环境问题以及由此产生的规定,然而,限制了它们的使用在一些条件。介绍了矿物油和合成液体作为替代。下面,基础油的主要类型用于石油钻井液。

•使用原油精制油,如柴油、不够。他们有较低的flash点和苯胺点精制油相比。低闪点这使得它们更容易着火。苯胺点较低,另一方面,表明高潜在石油恶化的橡胶部分循环系统。

•精制油柴油或煤油等最常用的基础油对石油钻井液。他们有一个非常高的芳香的内容,这使得他们比原油更有毒,但少提供了一个基础比原油的粘度。

•矿物油比柴油芳烃含量较低,这使得它们更少的有毒和更多的环境可接受的。他们也更安全的使用在高温时flash更高点。矿物油的低粘度比柴油和不含表面活性剂,可以改变地层的润湿性。

•合成液体非石油碳氢化合物,像石油碳氢化合物。他们是生物可降解,这使他们非常环保。他们表现出低的高温稳定性,他们不与页岩迅速反应与水化和脱水,和他们也在环境温度高粘度。

用于钻井液乳化剂

下面是一个列表不同的乳化剂混合用于钻井液的选择:

选项1。乙氧基苯酚和壬基酚在水溶剂。这是一个混合的水和休息是乙氧基P-Nonyl苯酚。该乳化剂将提高木质素磺酸盐等钻井液添加剂的有效性等。它还可以外套制定岩屑和井筒防止水化。

第二个选项。妥尔油脂肪酸酰胺钠皂的修改。这种乳化剂将帮助在控制高温过滤。这是干粉,它可以用来赞美液体乳化剂。

选项3。脂肪聚酰胺羧酸终止生物柴油等类型甲酯的混合物:

a。蒸馏妥尔油脂肪酸(TOFA) DETA(二乙撑三胺),生物柴油类型甲酯、顺丁烯二酸酐。

b。蒸馏妥尔油脂肪酸(TOFA) DETA(二乙撑三胺),TETA(三亚乙基四胺)、涕巴(四乙烯戊胺),生物柴油类型甲酯、顺丁烯二酸酐。甲醇也可以添加如果需要提高油润湿字符。

选项4。妥尔油脂肪酸的交融,DETA TETA,涕巴,柴油、顺丁烯二酸酐和混合EGBE(乙二醇丁醚)和DGBE(二乙二醇丁醚)。烯烃也可以取代柴油在之前的混合配方。

选择5。醚羧基的乳化剂,可用于钻在区域环境保护是必需的。

选择6。混合柴油基羧酸终止脂肪聚酰胺的柴油氧化高石油(吹高油)。

选择7。修改Amidoamine在柴油或者我们也可以修改Amidoamine低毒性的石油。

选择8。聚烯烃酰胺烯烃胺是一种非离子表面活性剂主要用来准备不污染,固体免费乳液在和其他敏感的应用程序。

选择9。原色大豆卵磷脂(磷脂酰胆碱)可以用作辅助乳化剂,也可以快速改变的自然水润湿字符钻屑和加权代理石油液体油湿。

选择10。我们可以100 wt. %蒸馏妥尔油脂肪酸(TOFA),可用于所有的石油钻井和取心钻井系统。乳化剂是活跃在石灰或氧化钙添加水。

选择11。脂肪族聚酰胺羧酸终止在柴油。这是一个妥尔油脂肪酸和多胺的混合物,顺丁烯二酸酐和丁混合(EGBE和DGBE)。可以使用此乳化剂乳化水油性液体。

选择12。妥尔油脂肪酸和多胺与顺丁烯二酸酐。我们可以polyaminated妥尔油酯携带液。

选择13。混合氧化高油、柴油基羧酸终止脂肪聚酰胺,柴油燃料。我们也可以用相同的混合柴油基础和柴油燃料。Isoparaffinic溶剂和石油馏分油可以用来取代柴油液体。

选择14。混合氧化高油,柴油,柴油基脂肪族聚酰胺羧酸终止。我们可以用Isoparaffinic溶剂代替柴油基础。

选择15。乙二醇的混合、磷酸酯和乙醇胺是一个完全dispersable在水中,也可以用作润滑剂。

选择16。二乙醇胺的混合物,大豆油,硬脂酸和异丙醇。它是一种乳化剂和无污染的水性钻井液润滑剂。

油基钻井液测试

设计和测试基于石油钻井液我们遵循美国石油协会推荐实践(APR RP) 13 b - 2。在本节中,总结了测试及其重要性突出显示。

)钻井液密度(泥浆比重):泥浆密度是用来控制地下井筒压力和稳定。表示为公斤/立方米,ppg、SG。一般用泥平衡,与淡水校准,并给出了密度的精度±0.1分。

b)粘度:马氏漏斗粘度测量表明泥浆的相对一致性。时表现出一个特定数量的液体通过沼泽倒漏斗。通常测量的时间,以秒为单位,一夸脱所需泥浆流经一个2英寸长,3/16th-inch直径管底部的沼泽漏斗。

c)流变学:流变特性表现出使用旋转粘度计在不同旋转速度和温度的粘度的液体。它们通常用于表示固体堆积,絮凝,或固体胶溶作用,提升,和悬浮能力,钻井液的水力学计算。旋转粘度计的读数展出(或流变仪)可以标注在剪切应力与剪切速率图来识别宾汉塑性参数;塑料粘度(PV)和屈服点(YP)。结果仪器也可以应用于其他粘度模型。另一个重要的属性表现出从流变仪是凝胶

d)过滤:静态过滤测试是一个表面的滤饼质量和滤液体积损失在不同条件下随着滤液侵入井筒附近。过滤过程受温度、压力,和类型,数量,物理和化学相互作用的固体在泥里。控制这些属性是至关重要的条件和流体损失在减少紧洞形成。静态过滤测试需要执行LP / LT条件下以及惠普/ HT条件。

e)反驳分析:执行反驳分析方法来确定水、油和固体比例构成有源系统的钻井液。准确测量这些内容评估固体粘度控制和控制的关键设备。反驳提供意味着分离和测量每个组件包含在一个已知的体积钻井液样品的体积。反驳的泥浆样本单元加热液相蒸发,然后冷凝收集量筒。的液体量,新鲜的水和油,决心从阅读水平油缸,而悬浮物百分比计算通过体积之间最初的泥浆体积的差异在反驳杯和气缸内收集到的液体体积。

f)化学分析:化学分析测试提供指示表面处理,井下涌入或污染影响了基液配方。这种分析由碱度和石灰含量测试、氯化物含量测试和钙含量测试。

•整个泥碱度和石灰内容:过量的碱性材料,如石灰Ca(哦)2,用于石油泥浆系统为了帮助稳定与脂肪酸乳化剂乳化反应。他们还可以控制酸性气体,比如有限公司2和H2年代中和他们的化学反应在方程2和3所示。石油泥浆的碱度以打破乳液溶剂,稀释水,然后滴定用0.1 n H2所以4酚酞的端点。

Ca(哦)2+ H2年代→CaS + 2 h20………………(2)

Ca(哦)2+有限公司2→CaCO3+ H2啊……………。(3)…

•整个泥浆氯:氯盐的形成。是测量被用于计算waterphase盐度和固体含量。油基泥浆中氯化物的浓度是由与硝酸银溶液滴定。

•整个泥钙(总硬度):石油泥浆中的钙与其他数据用于计算氯化钙和氯化钠含量水相混合盐水或超高饱和盐水盐度阶段。它是由破坏乳液溶剂,稀释水,然后用0.1 EDTA滴定后添加高pH缓冲和颜色指标。

)电稳定性:油基泥浆的电子稳定油包水乳液稳定性的指标。使用ES计测量的相对稳定。计使用探针与两个电极中插入泥浆样本。计增加电压适用于两个电极,前的最大电压泥沙就会维持乳液变得导电代表了ES的价值。

b)硫化物浓度:监视和控制石油泥浆活性硫化物是至关重要的特别是当已知钻井领域高H2美国当硫化氢,H2年代,进入一种石油泥浆气体电离和与过量的石灰反应生成硫化钙盐如公式2所示。如果泥浆污染的酸性水流动,或高有限公司2涌入,活性硫化物钙能够回复到H2气体。低浓度的H2年代气体和高浓度的活性硫化盐都存在一个钻井平台上的健康和安全风险。硫化物浓度的测试过程,整个泥浆样本分析的液体和固体阶段,这是对未反应的H2年代以及活性硫化物产生的H2年代与石灰反应。活性硫化盐决心在整个泥浆样本修改阁楼气体火车(GGT)方法。GGT,弱酸,柠檬酸与pH值1.8(2米),是用来避免从某些金属硫化矿物生成的硫化物。

c)水相活动:盐度控制水阶段的油通过敏感的页岩泥浆钻井时是至关重要的。水相活动时有用的测试过程中的盐石油泥浆过于复杂的API滴定测试。这个测试措施的有效盐度石油泥浆水阶段通过测量逃避倾向,或蒸汽压水分子比纯水。测试是通过使用一个相对湿度表(electro-hydrometer)测量水蒸气的量高于石油泥浆时在室温下密封。这个测量与盐溶解在水相的浓度。活动也与渗透压发达在每个盐水滴石油泥浆。水滴周围的乳状液膜乳化石油泥浆作为半透膜通过水流由不同的活动。页岩涂上了油泥浆,水相中的盐浓度的石油泥浆可以保持在某一值这样的渗透压匹配的形成。这样,水不会吸收的页岩。如果盐浓度进一步增加,水可以画出来的页岩地层,硬化井筒,并允许更快的钻探。

d)水润湿固体:水润湿固体是一个严重的问题。基于理想的石油泥浆条件是在油湿的固体,而不是亲水。这个润湿性条件是至关重要的钻井液。水润湿固体石油泥浆可以从泥浆流经的失败好振动筛屏幕。水润湿的问题时可以提高钻柱内的水润湿固体累积增加泵的压力。之后,这水润湿问题可能导致爆发乳化的油泥沙导致固体沉淀下来,整个泥浆系统失败。有几个原因可以导致水润湿固体。这些包括:水侵,或者由水基泥浆进入油基泥浆污染,亲油物质不足,过度的井下温度、钻井通过高度水溶性盐的形成,增加石油泥浆坑,治疗不当和超过了水相饱和度当添加固体CaCl2泥浆。

有一些早期的指标和趋势视觉识别石油泥浆固体水润湿的问题。泥浆开始出现沉闷和颗粒状,岩屑在振动筛屏幕出现粘性和凝聚,泵的压力增加固体形成的钻铤,和固体落定后,凝结成块。更多的迹象可以由泥浆工程师作为泥浆测试执行。这些包括:不稳定的流变流属性作为固体集聚的结果,减少了ES的乳液减弱,滤液体积与滤液自由水增加,不同盐度和减少石灰内容由于水侵,与CaCl钻盐,或过度治疗2,最后水含量增加。

特殊的测试和观察可执行的钻井泥浆工程师进一步验证现有的水润湿固体石油泥浆循环系统的问题,这些都是:含砂量试验,涂层测试,解决测试。在沙滩上比赛测试中,砂级粒子的比例可以通过筛选泥浆通过测量200 -筛网。固体被冲的50:50二甲苯:异丙醇,所以,如果他们通过要看更多有关憩苑200 -屏幕,然后他们是水湿和凝聚小颗粒。的第二种方法是涂层测试石油泥浆检查搅拌在一个圆罐以温和速度30分钟。如果固体遵循和坚持玻璃罐,这是一种亲水表面,然后他们是水湿。jar是电影然后排水和检查。如果存在一个电影,然后亲水问题的存在,涂层的厚度表明问题的严重性。第三个测试是沉降测试,基本上告诉我们如果的凝胶强度泥似乎是适当的暂停重晶石,而固体解决严重的测试杯,这是水润湿固体存在和集聚的象征。

典型的基于石油钻井液

基于目前的水量、石油基地液体分为传统的所有石油泥浆,和反转乳剂。通过设计,传统的所有石油泥浆是免费的水,只能承受小数量之前失去乳液稳定。转化乳剂,另一方面,能够将中度到高浓度的水和维护严格使用特殊乳化剂乳化防止合并。也就是说,油基泥浆需要设计包含额外的水从井下遇到数量,以防水流。如果水开始有污染作用,乳化水需要很快完成,以避免稳定性和泥浆损失问题。除了严格的乳化,反乳剂通常低失水石油泥浆。然而,他们可以用更少的乳化剂和最小失水添加剂,在这种情况下,他们被称为放松反乳剂。放松反乳剂显示提高钻井速度,同时保持相同的温度稳定性常规反乳剂。但是,这正值形成厚的成本和更少的紧砂滤饼,这可能导致管道得到不同卡住了。

基于Organoclay-free逆乳化钻井液没有有机土用于流变学和有机褐煤用于流体损失控制。这样的系统的好处是降低等效循环密度、更高的耐污染,平坦的流变学,和更少的地层损害(6,7]。下面是所选的例子基于石油钻井液及其属性显示为:

1。Organoclay-based逆乳化液体(表12)。

添加剂 单位 数量
洗液 0.10
基础油/柴油 洗液 0.63
Organoclay 磅/桶 4 - 6
亲有机物质的风化褐煤(过滤控制代理) 磅/桶 8 - 10
主乳化剂(选择6) 加仑/桶 0.8 - -0.9
CaCl2 磅/桶 16
辅助乳化剂(选择11) 加仑/桶 0.35 - -0.5
石灰(碱性剂) 磅/桶 5 - 7
细碳酸钙基于桥接材料 磅/桶 10
中碳酸钙基础桥接材料 磅/桶 15
润湿剂卵磷脂 加仑/桶 0.03 - -0.4
重晶石(硫酸钡) 磅/桶 280年
合成流体流变学修饰符(脂肪酸) 磅/桶 0.25 - 4

表1。Organoclay-based逆乳化液体配方。

财产 单位 价值
密度 pcf 96年
光伏 cp 尽可能低的
YP 磅/ 100英尺2 18 - 20
凝胶,10秒/ 10分钟 磅/ 100英尺2 7/12-10/14
LSYP 磅/ 100英尺2 ≥8
采用HPHT滤液@ 300°F和500 psi ml / 30分钟 < 4(弗兰克-威廉姆斯= 0)
采用HPHT滤液蛋糕厚度 32。 1 - 2
OWR - - - - - 80:20-85:15
过量的酸橙 磅/桶 ≥4
钻屑 %卷 < 5
LGS(总及桥接固体) %卷 < 7.0
氯化钙(水相) 由wt %。 20 - 25
西文 伏特 ≥600

表2。的属性Organoclay-based逆乳化液体。

2。基于Organoclay-free逆乳化液体(表34)。

添加剂 单位 数量
基础油 洗液 0.38
洗液 0.23
甲基苯乙烯/丙烯酸酯共聚物(过滤控制代理) 磅/桶 2
主乳化剂(选项4) 磅/桶 8 - 10
辅助乳化剂(选择6用修改后的高油) 磅/桶 2
脂肪酸流变学修饰符 磅/桶 3
脂肪酸酯有机流变学修饰符 磅/桶 3
石灰(碱性剂) 磅/桶 2
氯化钙 磅/桶 31日
碳酸钙基于桥接材料 磅/桶 20.
弹性石墨 磅/桶 10
重晶石(硫酸钡) 磅/桶 根据需要

表3。基于Organoclay-free逆乳化液体配方。

财产 单位 价值
密度 pcf 80 - 120
光伏 cp 尽可能低的
YP 磅/ 100英尺2 20 - 30
凝胶,10秒/ 10分钟 磅/ 100英尺2 6/9-11/14
LSYP 磅/ 100英尺2 ≥8
采用HPHT滤液@ 250°F和500 psi ml / 30分钟 < 3 (FW = 0)
采用HPHT滤液蛋糕厚度 32。 1 - 2
OWR - - - - - 70:30-75:25
过量的酸橙 磅/桶 2
钻屑 %卷 < 5
LGS(总及桥接固体) %卷 < 7.0
氯化钙(水相) 由wt %。 20 - 25
西文 伏特 250 - 400

表4:基于Organoclay-free逆乳化液体的性质。

3所示。所有的石油液体(表56)。

添加剂 单位 数量
基础油/柴油 洗液 0.88
乳化剂(选择10) 磅/桶 6
亲有机物质的风化褐煤(过滤控制代理) 磅/桶 10 - 12
Organoclay 磅/桶 8 - 12
石灰(碱性剂) 磅/桶 4
细碳酸钙基于桥接材料 磅/桶 15
中碳酸钙基础桥接材料 磅/桶 20.
甲醇(极性代理) 磅/桶 2

表5所示。所有的石油液体配方。

财产 单位 价值
密度 pcf 63年
光伏 cp 尽可能低的
YP 磅/ 100英尺2 在14到18岁
凝胶,10秒/ 10分钟 磅/ 100英尺2 8/10-10/16
LSYP 磅/ 100英尺2 6 - 8
采用HPHT滤液@ 300°F和500 psi ml / 30分钟 < 4(弗兰克-威廉姆斯= 0)
采用HPHT滤液蛋糕厚度 32。 1 - 2
OWR - - - - - 80:20-85:15
过量的酸橙 磅/桶 ≥4
钻屑 %卷 < 5
LGS(总及桥接固体) %卷 < 7.0
氯化钙(水相) 由wt %。 20 - 25
西文 伏特 ≥800

表6所示。所有的石油液体的性质。

结论

作者所知这是第一篇论文细节不同化学乳化剂用于石油钻井液。本文详细介绍了乳化剂与水和油相以及我们在乳化剂的选择需要考虑的因素。乳状液类型和稳定性也调查了。不同选项的乳化剂也详细的例子油性液体用于典型的钻井作业。

缩写

美国石油学会API:

桶:桶

公元前:Bearden一致性

BHCT:井底循环温度,°F

二叔丁基对甲酚:井底温度,°F

英国石油(BP):英国石油公司

DP:钻杆

儿童早期开发:当量循环密度、磅/加仑

全球定位系统(GPS):每加仑每袋

磅:磅

兆瓦:泥浆比重

分:磅/加仑

PV:塑料粘度,cp

情意:运行孔

记者:建议实践

SGS:静胶凝强度

TDS:总溶解固体,mg / l

YP:屈服点,磅/ 100英尺。

Si公制转换因素

在。:英寸

m:计

F:华氏温度

C:摄氏

英国《金融时报》:脚

加:每加仑

3:立方米

公斤:千克

加快:Pound-mass

pcf:磅/立方英尺

Psi:磅每平方英寸

MPa:帕斯卡

年代。旅客:比重

洗液。:桶

在。×2.54 * E−02 = m

(°F-32) / * E + 00 = 1.8°C

英尺×3.048 m * E-01 =

加3.785×412 e 03 = m3

加快×924 E-01 = 4.535公斤

Psi×757 e 03 = 6.894 MPa

磅/加仑×1.198 26 E-01 = S.G

洗液。E-01 = 1.58987米3

*转换因子是恰当的。

引用

全球技术峰会