为调查
SBM 与水基液包括盐、酸与压裂液之间的不相溶性,使用了若干种试验方法。包
括钻屑或模拟钻屑的泥浆样本在每口井的井底以静态温度热轧预处理
16 小时。每次取泥浆
样品时,泥浆都经过了预搅拌这样取的样品才均匀。另外,每个试验批次都要试验一个泥浆
样本作为其外观与流变学的对照试样。无论何时都尽可能的在现场取样。如果不具备去现场
取样的条件,使用了含有模拟钻屑的实验室泥浆或工厂样本。盐水完井液的样本是在现场取
的。
5%-NH4CL 盐水与酸是在实验室从现场的样本中提取的。隔离液的样本也是从现场取的。
泥浆与水基液的体积比是
20:80、50:50、80:20.
4.化学添加剂
本研究着重了像表面活性剂、溶剂这样的化学添加剂的效能,旨在减少泥浆与水基液的
不相溶性。表面活性剂是含有一个非极性疏水链和一个极性端基的亲水亲油分子。分子中疏
水性与亲水性的平衡使表面活性剂在不混合相的边界层相溶于水与凝结物。表面活性剂在固
体
/液体、液体/液体、固体/气体及液体/气体界面都是活性的。在水基液中选择使用合适的添
加剂还不是很明显,
因为几种表面活性剂在 SBM 中被当做乳化剂来使用,例如重晶石与
钻屑中使用的油润湿剂以及用于其它用途的,例如防止有机土水合的。本研究调查了各种结
构的表面活性剂对
SBM 与水基液特别是酸的相溶性的效能以及作用。
5.试验结果
试验了几个密度从
9.6 到 15.9lbm 变化的 SBM。所选的盐水完井液中盐的含量与密度和
泥浆的盐与密度相匹配。流变学数据证明对高密度
SBM 和锌盐基的盐,表面活性剂自己还
不能降低泥浆与盐混合物中的粘度。因此,研究了溶剂、互溶剂及其它分散添加剂的影响。
这些结果显示或者对
CaBr2 或者对 NH4CL 盐,添加一种溶剂都可以有效的降低泥浆、
盐混合物的粘度。然而溶剂过量会破坏完全乳化,造成相分离。经验证明当泥浆形成黏块,
且密度高于原始泥浆的密度时,则需要额外多的时间清洗井,
需要更多的循环时间来去除
这些颗粒含量很高的黏块。
6.SBM/酸混合物
用
13.0-15.4 lbm/gal SBM 试验了三种酸。酸是 10% HCL,10%甲酸及 9% HCL/1%HF,所
有这些都在
GOM 中使用。所有样本都是在以 1800F 热轧后 16 个小时取的。由于相分离、结
块很黏没有测量粘度。酸中不含有腐蚀性阻聚剂或者其它正常加到酸里的添加剂。所试验的
SBM/酸的体积比是 50:50、20:80.
对三种酸,
15.2lbm/gal SBM 泥浆形成了比 13.0lbm/gal SBM 更厚的混合物。体积比
50:50 也产生了比较厚的混合物。比较三种酸,10% HCL/SBM 产生了最黏的混合物。为防止
混合物过厚,评估了各种类型的表面活性剂与溶剂,包括互溶剂。将所选的表面活性剂与溶
剂的组合物加到
10% HCL 酸中,当 SBM 和酸搅拌到一起然后热轧的时候没有形成粘性混
合物。
7.结论
本研究所论述的试验室试验方法能显示
SBM 与水基液包括盐、隔离液、压裂液和酸的外
观与数量。
·试验从 9.6 到 15.8 lbm/gal 不同密度的 SBM,发现泥浆密度小于 14 lbm/gal 时,只使用
表面活性剂就可以减少泥浆与盐或其它水基液如酸的不相溶性。
·对于密度更低的泥浆,有几种类型的表面活性剂可以帮助降低其不相溶性。
·当泥浆密度大于 14 lbm/gal 时,泥浆/水基液混合物的粘度则很高,只使用表面活性剂
自己就很难降低了。溶剂、特别是互溶剂与表面活性剂组合则可以降低其不相溶性,降低其
粘度。
·更高密度的泥浆与 HCL 或者乙酸、甲酸之间的不相溶性会变得比泥浆与盐之间的不相
溶性更严重。必须认真测试
HCL 的配方。