咪唑類離子液體對水基鉆井液抑制性的影響及機理

羅志華，王龍祥，夏柏如

（1中國地質大學(北京)工程技術學院，北京100083；2國土資源部深部地質鉆探技術重點實驗室，北京100083）

咪唑類離子液體對水基鉆井液抑制性的影響及機理

羅志華1，2，王龍祥1，夏柏如1，2

（1中國地質大學(北京)工程技術學院，北京100083；2國土資源部深部地質鉆探技術重點實驗室，北京100083）

油氣鉆井過程中泥頁巖不穩定主要是由于泥頁巖的水化作用造成。本文采用頁巖滾動回收率法、毛細管吸入時間法和粒度分析法3種方法，與傳統抑制劑KCl和新型抑制劑聚胺作對比，評價了離子液體RIL作為抑制劑對水基鉆井液抑制性能的影響。結果表明高溫作用下低濃度（質量分數0.05%）的離子液體RIL有著優異的抑制黏土膨脹和分散的能力，其抑制效果優于5%KCl，與2%聚胺相當；同時低濃度的離子液體RIL可以改善水基鉆井液的高溫流變性而不會使鉆井液的濾失性變差。通過接觸角和熱穩定性測試分析了其抑制機理。離子液體RIL改性后的Na蒙脫土潤濕性從親水性向疏水性轉變，可以阻止水分子進入Na蒙脫土的層間結構從而抑制Na蒙脫土的膨脹和分散。低濃度的離子液體RIL改性后的鈉蒙脫土具有更好的熱穩定性，可以提高高溫作用下水基鉆井液的抑制性。

離子液體；水基鉆井液；抑制性；高溫

清潔能源頁巖氣的勘探開發目前已成為保障我國替代油氣資源的重要戰略任務[1]。頁巖氣勘探開發的關鍵技術之一是水平井鉆井。水平井段泥頁巖的穩定性和常規油氣井泥頁巖井壁不穩定一直是鉆井工程中世界范圍內最為常見也最難解決的問題[2-4]。……