新型钻井液/固井加重剂(密度>6.50g/cm^3)

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新型钻井液/固井加重剂(密度>6.50g/cm^3)

2023-03-22

   技术前沿:新型钻井液/固井加重剂(密度>6.50g/cm^3)

   在高密度钻井液中,保持低塑性粘度(PV)以降低当量循环密度(ECD),从而实现更高的机械钻速(ROP)也有其自身的挑战。低PV表示由于在钻头实现低粘度流体的喷射钻井,钻井液协助钻头能够更快地破岩。高PV是由基液或钻井液中固相含量过高引起的。会降低机械钻速(ROP)

对一种新惰性材料加重剂,在高温高压钻井液中的使用进行了评估,该产品的密度>6.50g/cm^3,本文称为Super-WS

Super-WS为钻井液提供了远比重晶石和微锰等加重材料更高的加重效率,钻井液中的固相含量远低于传统加重剂配制的体系,并且还没有铁矿粉加重材料的磁性产生屏蔽井下工具信号的问题。

与使用API重晶石加重的钻井液相比,使用Super-WS作为加重材料配制的钻井液由于Super-WS的超高密度,从而大幅度降低了体系的固相含量,因此有助于ECD控制,减少井下复杂情况,可以实现钻井提速。

本研究的目的是讨论高温高压钻井液的性能,其中Super-WS被用作加重材料。因此,对两批密度为2.0g/cm^3的HPHT水基泥浆(WBM)进行了比较,其中一批含有API标准重晶石,另一批含有Super-WSHPHT滤失是在400°F和500 psi的静态条件下测量的。颗粒堵塞装置(PPA)在2000psi的压差下用于测量陶瓷盘上的滤饼密封能力。在400°F下对钻井液进行16小时的热老化后,测量了钻井液的流变性能、粒度分布(PSD)、沉降趋势、滤液体积和滤饼厚度。使用幂律模式作为流变类型模拟循环液柱压力和摩压耗测量,以评估该产品对API重晶石当量循环密度(ECD)降低的影响。

本文讨论了Super-WS在HTHP WBM体系中,与添加API重晶石的体系就实验室测试结果作性能对比,并最终得出了该材料作为加重剂的适用性结论。

由于Super-WS所具有的高密度,使其在低固相高密度完井液、高密度固井水泥浆体系中,也都具有了相当有前景的潜在用途。


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