钻井液与完井液

作者：宋瀚轩,郑连杰,张世岭,郭继香,张小军,高晨豪,刘宏宇

单位：1.中国石油大学(北京) 非常规油气科学技术研究院, 北京 102249；2.中国石油集团工程技术研究院有限公司, 北京 100000；

关键词：钻井液, 套管污染, 超深井

基金：中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目“200 ℃/105 MPa完井井筒多功能一体化作业系统研发”(2021ZG10)

针对超深井钻井过程中钻井液对套管的污染问题，分析了超深井环境下钻井液在套管壁的残留率，明确温度是影响钻井液残留的主要因素。在超深井高温下，油基钻井液发生破乳效应，由疏水转变为弱亲水性；水基钻井液发生脱水效应，由亲水转为弱疏水性。采用XRD、元素分析、四组分、傅里叶红外光谱等测试方法，对钻井液残留物的成分进行分析，得到水基钻井液残留物的主要成分为纤维素、磺化酚醛树脂携带包裹黏土颗粒与重晶石混合物；油基钻井液残留物主要成分为沥青和油酸酰胺包裹重晶石混合物。结合测试分析结果，通过分子动力学模拟计算钻井液中大分子在套管壁上的吸附效应，得到沥青主要成分卟啉和油酸酰胺与套管壁的结合能分别为?54.18 kcal/mol和?19.72 kcal/mol，纤维素和磺化树脂与套管壁的结合能分别为?19.09 kcal/mol和?93.19 kcal/mol，证实了水基钻井液中有机组分在高温状态下较油基钻井液更具有黏附性。通过对钻井液污染机理的分析，为日后套管清洗提供理论性指导。

来源：2023年第3期

《钻井液与完井液》期刊编辑部

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