[发明专利]一种钻井液的沉降稳定性的测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试方法，具体是指一种钻井液的沉降稳定性的测试方法。

背景技术

随着世界石油工业的不断发展，油气钻探开发区域不断拓宽，钻探开发正逐渐由浅层向深层发展，地质构造日趋复杂，钻探深度不断增大，对于所需要的钻井液提出了更高的要求，以满足石油工业的日益发展。

目前，在中国油气勘探开发中，深井将是今后勘探开发的重点。在新疆巴什托地区进行的钻探作业，由于储层埋藏相对较深、地层压力变化大、岩性复杂多变，钻探较为困难，时效低，成本高。具体表现为：深井井下温度和压力高，地层复杂，有时钻遇超高压盐水层、复杂的盐膏层和膏泥岩，常规钻井液体系难以解决钻井液高固相含量、滤液高矿化度、性能不稳定、滤失量过高等技术难题，在钻井施工过程中经常发生盐膏层蠕变，井壁不稳定、易喷易漏、起下钻遇阻和易卡钻等井下复杂事故，同时由于地层盐溶解造成井径扩大，严重影响井身质量，给油气钻探带来极大的困难，严重阻碍着油气勘探进程；使用高密度钻井液钻进时，钻井液流动性差、泥饼厚、滤失量大、固相清除困难、钻井液性能难以维护；随着井深的增加，地温越来越高，钻井液在井底高温条件下，处理剂降解加快，失水大幅度增加，造成钻井液粘度增加或固化，井壁不稳定等。同时由于深部地层地质复杂，深井钻井不可避免地将遇到多套压力层系地层并存的问题，如何安全钻进多套压力层系地层，进行深部地层钻进过程的防漏堵漏，提高地层承压能力，是安全钻进深井超深井的关键，这对钻井液工艺技术提出了较高的要求。

深井钻井不仅给现有钻井液体系提出了挑战，同时给保护油气层的钻井液技术也提出了很多新问题，因此要成功地进行勘探开发，必须有优质的钻井液技术作保障，要求钻井液必须具有：高温稳定性、良好的润滑性和剪切稀释特性，固相含量低流变性好、高压失水量低、抗各种可溶性盐类和酸性气体的污染，有利于配制、处理、维护和减轻地层污染。

我国抗高温深井钻井液技术的发展大致可分为钙处理钻井液、磺化钻井液和聚磺钻井液三个阶段。

(1)钙处理钻井液

钙处理钻井液是我国在六十年代到七十年代初使用的基本深井钻井液类型，主要利用无机钙盐(Ca(OH)2)或钠盐(NaCl)来提高井眼稳定性，另外再加上铁铬木质素磺酸盐(FCLS)或煤碱剂(NaC)，羧甲基纤维素(CMC)及一些表面活性剂等来维持钻井液的流变性能。如松基井(钙基)、东风2井(钙基)、新港57井(盐水基)、王深2井(饱和盐水基)等均是用这一类钻井液钻成功的。

(2)三磺钻井液

三磺钻井液是70年代以后我国大多数深井所使用的钻井液类型，所谓“三磺”即是磺化酚醛树脂(SMP)、磺化褐煤(SMC)和磺化拷胶(SMK)。这三种处理剂有效地降低了钻井液的高温高压滤失量，进而提高了“井眼稳定性”，四川石油管理局用这三种处理剂再配合FCLS、CMC、Ca(OH)2以及重铬酸钾(K2Cr2O7)、表面活性剂等钻成了我国最深的关基井(7175m)，女基井(60llm)。三磺钻井液的研制成功，是我国在深井钻井液技术上的一大进步，其主要标志是：这三种处理剂能有效地降低高温高压滤失量，特别是加入磺化酚醛树脂后，随着井深及压差的增加，其滤失量增加很少，有时还降低(而这一特性是原钙处理钻井液体系达不到的)，这样就大大低改善了泥饼质量，减少了井下的坍塌卡钻等复杂情况，提高了深井钻探的成功率。例如在自深1井(四川)钻进时，在4700～5335m，向含10％的膨润土浆加入：SMP4％，SMC6％、SP-80活性剂0.3％、AS(烷基磺酸钠)0.15％、Na₂Cr₂O₇ 2％、柴油5％后，在井底192℃温度下，其滤失量从未加SMP的23.7ml下降至9.6ml，摩擦系数(Kf/45min)0.07。经过五次断钻具、三次打水泥塞，一次顿钻事故，均未发生卡钻。为我国深井钻井液技术开创了新的局面。

(3)聚磺钻井液阶段