钻井液用黑色正电胶BPS油层保护剂的研究和应用郭保雨温庭敬李波吕振华陈娟顾法钊胜利石油管理局钻井泥浆公司摘要随着油田开发技术的不断提高，油气保护层技术也越来越来受到人们的重视。在现有的地层条件下，如何提高采油量是世界性的重要研究课题之一。传统的钻井液和完井液对油层有一定的损害，主要原因有两个方面：一方面是滤液促使产层粘土矿物吸水膨胀；再者是固体颗粒堵塞地层毛细管；从而损害了产层的渗透性，降低了产层产量。大量的研究结果表明亲水性粘土矿物的吸水膨胀与其所带的电性密切相关，实验表明负电荷密度越大，其吸水膨胀越大。而常规的钻井液和完井液都使用了大量的阴离子处理剂，它们被吸附使负电性粘土表面的负电性增高而不利于粘土矿物的稳定。MMH正电胶钻井液的应用也证明了这一点。室内实验和现场应用都表明MMH正电胶钻井液是对油气层损害晟小的一种钻井液。尽管如此，MMH正电胶钻井液仍存在者不足，首先MMH正电胶的正电性还不够高，且水溶而油不溶。因此需迸一步提高正电性，增加油溶性。其次MMH正电胶钻井液体系的失水偏大，可配伍的降滤失剂不多，并且抗温能力差。再者MMH正电胶钻井液体系对降粘剂特别敏感，粘切不易控制，并且粘切一旦被破坏，再恢复其性能就特别困难。鉴于MMH正电胶及MMH正电胶钻井液存在的不足，钻井泥浆公司同山东大学联合研制开发了一种新型的钻井液处理剂黑色正电胶BPS，该剂具有更强的正电性，能被水润湿，具有油溶性，并易于与其它钻井液处理剂配伍。因此该剂也具有更强的页岩抑制性，稳定井壁性和保护油层能力。BPS黑色正电胶钻井液的室内研究BPS黑色正电胶由于本身带有高正电，其表面电荷密度鲋理论值是蒙脱土带有永久电荷的2～3倍，在钻井液中它一方面将水分子极化，形成水化膜，BPS胶粒通过静电吸引力同蒙脱土紧紧地吸附在一起，另一方面BPS胶粒表面同蒙脱土表面的羟基相互作用，从而使BPS具有强抑制性和优良的剪切稀释特性。一、BPS黑色正电胶与岩芯的电性随PH的变化而变化不同PH的水溶液对岩芯和BPS电性的影响见表1和图1。表1、水溶液PH的变化对岩芯和BPS电性的影响PH6．587．979．3410．0910．58岩芯的电性(my)一13．69一17．2BPS的电性(mv)+85，0+74．9+68．9+65．3O．OO‘(rnv)100O一50PHl、在不同PH水溶液中BPS电性的变化曲线2、在不同PH水溶液中岩芯电性的变化曲线图1、不同PH的水溶液对BPS和岩芯电性的变化曲线从表1和图1可见，PH值对BPS电性的影响很大，随PH值的增高，电性有正变为负，等电点为PH=10．58。PH值在6．58～10．00之间，电性由+85my降到十59mv，变化较小，其电性比MMH正电胶的电性高一倍；PH值在10．0～11．00之间，电性由正变为零，这种性质与MMH相似。二、BPS在不同PH下对沙二岩样的抑制作用1、在不同时间不同PH下，沙二岩样在3％BPS中的膨胀趋线见图2图3膨胀高度(mm5．04．03．02．O1．0OH1、岩样在H：O中的膨胀曲线2、岩样在10％KCL中的膨胀曲线3、岩样在3％BPS中的膨胀曲线图2、岩样在HzO、10％KCL、3％BPS中随PH变化的膨胀曲线膨胀高度4．03．O2．O1．01、岩样在H：O中的膨胀曲线2、岩栏在3％BPS中的膨胀曲线图3、在不同PH下在不同溶液中岩样的膨胀曲线·3‘2、在不同PH下，岩样在3％BPS中的膨胀强度见裂2PH值6．589_3411．OO13．02者芯膨张高度水3．953．753．903．9lith(mm)3％BpS1．902．052．073．43相对抑制率(以水为】00％，在相应51．945．341．812．2PH下加3％BPS)从上述实验结果，可以看出：a、随着PH值的上升，岩芯膨胀性增强。b、BPS对各种PH下的岩芯都表现出抑制性，即使已变成负电性。c、PH过商，BPS的抑制能力减弱，在PH<11也有极强的抑制性。而且抑制膨胀能力近视相同。d、3％BPS的抑制能力相高于10％KCL的抑制能力。三、黑色正电胶BPS的钻井液性能1、BPS黑色正电胶对不同含土量的钻井液性能的影响配制不同含土量的钻井液静止水化24h，然后加入BPS高搅20min老化24h，再搅5min。然后测定性能。钻井液性能见表3～表5表3、含土量为2．5％的钻井液BPS的W|API滤失加量由600咖300咖200由100士6由3YP量I'lll1．7／基浆4．22．51．50．7O00．434基浆+1．5／0．5％BPS6．04．53．53．O1...