白油基用有機土室內性能評價

付 龍，潘 一，楊雙春

（遼寧石油化工大學， 遼寧 撫順 113001）

白油基用有機土室內性能評價

付 龍，潘 一，楊雙春

（遼寧石油化工大學， 遼寧 撫順 113001）

油基鉆井液是一種重要的鉆井液，油基鉆井液具有抗侵蝕、抗高溫、潤滑性好、有利于井壁穩定以及對儲層污染程度小等特點。有機土是油基鉆井液中一種親油膠體，主要功用是增粘提切和降濾失。因此，對現有有機土應用于白油中進行了室內評價。結果表明，現有有機土大部分在白油中成膠率較低，成膠率在50%以下；少數有機土可以在白油中達到成膠率標準且有效提高基液的粘度，但濾失量較大。

白油；有機土；成膠率；流變性

近年來，石油勘探逐步進入深井及超深井階段，且社會對環保問題更加重視，因此對鉆井液性能的要求越來越高。白油基鉆井液具有油基鉆井液的性能優點并對環境基本無污染，因此得到廣泛的應用[1-3]。

有機土是油基鉆井液中的最基本親油膠體,在油基鉆井液中既可提高泥漿的粘度和切力,又能降低油基鉆井液的濾失量,因此有機土是油基鉆井液中不可缺少的添加劑[4,5]。由于有機土在鉆井液中主要起增粘提切的作用，因此其性能的好壞將直接影響鉆井液的流變性能和攜巖能力。目前，市場上的油基鉆井液用有機土在白油中的凝膠性和增粘提切效果參差不齊，因此對白油基鉆井液用有機土進行室內性能評價。

1 實驗設備

實驗用有機土選取國內現有常見的幾種有機土，包括有機土BT838，OCMA，API，遼河有機土粉HMC-1和HMC-2。分別用六速旋轉粘度儀、變頻高速攪拌機及中壓濾失儀對相應有機土進行室內性能評價實驗。

2 有機土性能測試

通過國內外的研究，發現全油基鉆井液存在滾前粘切較低的問題，為此進行高性能有機土的評價。國內油基鉆井液有機土主要針對柴油研制，在柴油中成膠率高而在白油和氣制油中成膠率較低[6]。

2.1 成膠率

量取450 mL的5＃白油和50 mL水混合溶液；分別加入3%～7%的有機土OCMA、有機土API、有機土BT838、有機土HMC-1和有機土HMC-2（精確至0.01 g）；分別將其倒入高攪杯，在3 000 r/min下高速攪拌30 min使其充分分散；量取100 mL混合液（Vm）倒入100 mL具塞量筒中，靜置90 min（用秒表計時）；記錄90 min后上層游離白油體積（Vo）。結果見表1[7]。

成膠率=(Vm-Vo)/Vm×100%

根據實驗結果發現，有機土 API、有機土HMC-1及有機土HMC-2在白油基液中的成膠率不高；有機土OCMA和有機土BT838則成膠率較高，其中，當有機土加量達到5%時，成膠率達到85%以上。分析可知，5＃白油主要為飽和烷烴，芳香烴質量分數低（≤0.1%），極性弱，市面上大部分有機土在白油中不易分散、成膠。有機土OCMA和有機土BT838在白油中成膠率相對較高，說明這兩種有機土可以在極性較弱的溶液中分散成膠。

表1 有機土成膠率Table 1 Gelling rate of organic clay

2.2 有機土流變性能測試

選取在白油中成膠率較高的有機土OCMA和有機土BT838進行流變性測試。

量取450 mL白油和50 mL水；分別加入4%～6%有機土OCMA和有機土BT838，分別在3 000 r/min條件下高攪30 min；測定其流變性[8]，結果見表2。

根據實驗結果發現，有機土 OCMA和有機土BT838在白油基液中可以有效的提高溶液的流變性能；當有機土加量達到 5%時，流變性能提高最為明顯。分析可知，白油基漿對有機土層間結構要求較高，不同有機土層片間堆砌的疏松程度、片層薄厚均不相同。間堆砌越疏松，片層越薄，則有機土在白油中的分散性越好，流變性能提升越明顯。

表2 有機土流變性能Table 2 Rheological properties of organic clay

2.3 中壓濾失量

在流變性測定的基礎上，對不同加量的有機土OCMA和有機土BT838進行中壓濾失量的測定。量取不同加量的混合溶液各200 mL，分別倒入中壓濾失儀中；加壓至0.69 MPa，用秒表計時30 min，記錄濾出溶液的體積，結果見表3。

表3 有機土濾失量Table 3 Filtration loss of organic clay

實驗結果表明，不同加量的有機土OCMA和有機土BT838在白油為基液的溶液中，濾失量較大，不能滿足白油基鉆井液對濾失量的要求。

3 結 論

油基鉆井液是鉆井行業技術研發的重點課題，白油基鉆井液具有良好的性能及低污染等特點。而針對白油基鉆井液用的有機土還存在一定缺陷，因此針對白油用有機土需要被大力發展。筆者通過室內試驗得出以下結論：

（1）現有有機土在柴油等極性較高的基液中成膠性能非常好，而在5＃白油基液中成膠性能普遍不夠理想，個別產品可以達到要求。

（2）白油基液對有機土層間結構要求較高，現有有機土普遍不能滿足白油基要求，個別滿足要求有機土在降濾失方面不夠突出。

［1］ 劉保雙,唐代緒.一種鉆井液用白油潤滑劑HML的研究[J].天然氣工業,2002(04):48-49.

［2］ 胡三清,余嬌梅,胡志鵬.低毒深水油基鉆井液室內研究[J].化學與生物工程,2008(11):48-50.

［3］ Brian Evans , Kevin Umbher. Lessons Learned on Gulf of Mexico Gas Wells Drilled With OBM and Completed With Heavy Brine[G].SPE 109589.

［4］ 王茂功,王奎才,李英敏,等.白油基鉆井液用有機土的研制[J].鉆井液與完井液,2009(05):1-3．

［5］ 舒福昌,向興金,史茂勇,等.白油中高成膠率有機土HMC-4的研究[J].石油天然氣學報,2013(09):93-95．

［6］ 劉緒全,陳敦輝,陳勉,等.環保型全白油基鉆井液的研究與應用[J].鉆井液與完井液,2011(02):10-12．

［7］王茂功,王奎才,李英敏,等.柴油和白油基鉆井液用有機土性能研究[J].油田化學,2009(03):235-237．

［8］ 米遠祝,羅躍,黃志強.油基鉆井液增黏劑的合成及室內評價[J].鉆井液與完井液,2014,01:4-7．

Performance Evaluation on Organic Clay in White Oil-based Drilling Fluids at Laboratory

FU Long,PAN Yi,YANG Shuang-chun

（Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China）

Oil-based drilling fluid is a kind of important drilling fluid; it has good characteristics, such as erosion resistance, high temperature resistance, lubricity, borehole wall stability and friendly to the reservoir. Organic clay is an important additive in oil base drilling fluid, whose main effect is to thicken and increase the yield point of the drilling fluid. In this paper, laboratory evaluation of the effect of organic clay in white oil-based drilling fluid was carried out. The results show that most of the existing organic clay gelling rate is below 50% in white oil. A few of organic clay gelling rate can reach to the standard and effectively improve the viscosity of the white oil-base drilling fluids. But the filtration loss is very large.

White oil; Organic clay; Gelling rate; Rheological characteristic

TE 357

： A

： 1671-0460（2015）03-0499-02

2014-10-17

付龍，男，遼寧盤錦人，碩士研究生，研究方向：油田鉆井工作液。E-mail：lnfulong@126.com。