微粉加重劑與普通重晶石復配加重油基鉆井液性能

江成輝　張輝祥

摘要：在使用鉆井液的過程中，固相含量過高會對加重油基鉆井液的性能造成嚴重的影響，進而干擾調控和維護工作。針對這一問題，通過合理使用微粉加重劑和普通重晶石按一定比例進行復配，能夠有效改變加重油基鉆井液的性能，對其流變、失水造壁以及電穩定等方面的性能，都能產生明顯的改變。借此方法來調整加重油基鉆井液的性能，是保證調整和維護工作安全和質量的重要措施。在進行復配的過程中，微粉加重劑和普通重晶石的比例是關鍵因素，不同比例對加重油基鉆井液性能的影響程度也不同。本文對此進行系統研究，并提出可靠的建議，為加重油基鉆井液性能的改造，提供支持和幫助。

關鍵詞：微粉加重劑;重晶石;鉆井液

隨著我國經濟的發展和科技的進步，在油氣勘探開發中，深井、超深井以及非常規油氣的勘探開發已成為該行業發展的必然趨勢。而在這類勘探開發工作中，要求必須要使用性能更好的鉆井液，才能夠保證勘探開發工作的質量安全。目前，鉆井液總體可分為水基和油基兩大類，在性能上相比，油基鉆井液具有更好的抗鹽鈣和抗高溫性能，此外其潤滑性能和井壁穩定也遠遠高于水基鉆井液。因此，在更為復雜的勘察鉆探工作中，已普遍使用油基鉆井液。加重油基鉆井液在實際應用中，由于密度高，固相含量超過70%，這就導致其塑性黏度大，難以對其流變性進行有效的調控，進而影響鉆探工作的安全實施，也影響了鉆探質量。針對這一問題，通過實驗研究發展，在加重油基鉆井液中應用微粉加重劑進行復配，能夠有效改善其性能。目前，在國外該項技術已得到了成功應用。但受到微粉加重劑成本較高的限制，我國在此方面發展較為有限。為了有效限降低成本，推廣加重油基鉆井液的廣泛應用，將普通重晶石與微粉進行復配，從而要保證加重油基鉆井液性能的前提下，減少微粉加重劑用量，是該項技術未來發展的趨勢之一。

1、微粉加重劑和普通重晶石粒度對加重油基鉆井液的影響

采用微粉加重劑和普通重晶石復配方法來調控加重油基站鉆井液的性能，微粉加重劑和普通重晶石的粒度會對最終的調控效果造成一定程度的影響。因此，控制微粉加重劑和普通重晶石粒度，是調控加重油基鉆井液的關鍵要點之一。普通重晶石的粒度直徑一般在19.1μm左用，而微孟礦粉和微粉重晶石都屬于超細顆粒，其粒度直徑遠遠小于普通重晶石。當三者進行復配時，就全產生粒度組成不均勻問題。隨著微粉加重劑材料的變動以及同一材料粒度的變化，也會導致其不均勻情況隨之發生變化，進而影響加重油基鉆井液的性能。因此，在采用微粉加重劑和普通重晶石復配方式對加重油基鉆井液的性能進行調控時必須要充分考慮微粉加重劑和普通重晶石的粒度因素，對粒度不均勻情況進行合理控制，以保證加重油基鉆井液性能的最終調控效果，滿足相關要求。此外，結合具體要求，也可以對微粉加重劑和普通重晶石的粒度以及復配后的粒度不均勻系數進行有效調整，對加重油基鉆井液的性能進行調配，調制出實踐工作所需的加重油基鉆井液。

2、復合加重劑對加重油基鉆井液性能的影響

微粉加重劑價格較高，因此導致復配加重油基鉆井液難以得到廣泛應用。針對這一問題，目前主要的解決措施就是加入部分普通重晶石，從而減少對微粉加重劑的使用量，以達到減少成本，推廣和普及加重油基鉆井液使用范圍和目的。目前來看，這是一種較為可行的方式，但對微粉加重劑和普通重晶石的使用比例具有較為嚴格的要求，因此其使用比例會對加重油基鉆井液的性能造成影響，導致性能產生變化。

通過實驗對，使用了不同的比例的微粉加重劑和普通重晶石進行復配生產加重油基鉆井液，將其與單獨采用普通重晶石的加重油其鉆井液進行性能對測試發現，只使用普通重晶石的加重油基鉆井液具有較高的表觀和塑性黏度，同時還具有較高的API失水量，整體性能也不高。這樣的加重油基鉆井液在實際勘探工作中，根本無法使用，因此必須要加入一定量的微粉加重劑改善其性能，以滿足勘探工作要求。

使用微粉重晶當作微粉加重劑時，當按照5：5的比例加入微粉重晶和普通重晶石進行復配，在這種情況下得到的加重油基鉆井液，其性能得到顯著改善，此時的黏度及切力都達到最小。如果增加微粉重晶和普通重晶石的比例，黏度和切力也會隨之增長。

如果使用微錳礦粉作為微粉加重劑，將其與普通晶石進行復配，這樣得到的加重油基鉆井液其體系密度會隨著微錳礦粉的比例增長而不斷提高，而黏度和切力則會與之成反比。

3、加重油基鉆井液性能調控

通過大量的實驗研究發展，使用微粉加重劑和普通重晶石來調整加重油基鉆井液的性能，由于微粉加重劑的材料不同，其最佳比例也會發生改變。如果使用微粉重晶作為微粉加重劑，其最佳比例應為5：5到4：6之間;如果使用微錳礦粉作為微粉加重劑，其與普通晶石進行復配，體系性能則取決于微錳礦粉的使用量，微錳礦粉的使用比例越大，性能就越好。此時，就要將經濟因素和實際使用要求相結合，對微錳礦粉的使用比例進行綜合分析，再選擇合理的比例。

在對加重油基鉆井液性能進行調控的過程中，除了要使用微粉加重劑和普通重晶石之外，還要加入適量的有機土、主乳化劑和輔乳化劑等，從而對加重油基鉆井液的性能進行有效優化。對于這些輔助成份比例的確定，也會受到微粉加重劑材料因素的影響，使用微粉重晶和微粉錳礦粉，兩者對輔助原料的比例要求有明顯的區別，需要根據實際要求，進行具體調整。結合實際勘探工作要求，選擇適合的比例，從而使加重油基鉆井液的性能，有效滿足復雜油氣井的勘探工作要求。

結束語

油氣井勘探對我國油氣行產以及工業發展建設，具有至關重要的影響，因此必須要對勘探工作進行深入研究，提高勘探質量。而微粉加重劑與普通重晶石復配加重油基鉆井液技術，就對勘探工作的發展具有積極的影響，是高質量完成復雜油氣井勘探工作的必要條件，必須要不斷加強研究，優化鉆井液性能，為我國油氣產業和工業建設的發展進步做出重要保障。

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