【摘要】：隨著當(dāng)今鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,鉆遇深井、超深井的情況大大增加。隨著鉆井深度的增加,井內(nèi)的溫度和壓力也越來越高,溫度的升高會導(dǎo)致鉆井液的表觀粘度及剪切應(yīng)力下降,而壓力的增大將會導(dǎo)致表觀粘度及剪切應(yīng)力增大。本課題研究油包水鉆井液,油包水鉆井液具有抑制性強(qiáng),有利于井壁穩(wěn)定;潤滑性好,有利于提高機(jī)械鉆速;同時兼具抗溫性好等特點(diǎn)。因此,油包水鉆井液在鉆遇高溫深井,水平井等復(fù)雜井時具有更多更大的優(yōu)勢。目前油包水鉆井液已成為解決復(fù)雜地層鉆井問題的重要手段。然而在高溫高壓情況下,油包水鉆井液的性能會發(fā)生巨變且不宜于控制和調(diào)整。其中流變性是鉆井液的重要性能之一,它是指在外力作用下,鉆井液發(fā)生流動和變形的特性。如何更有效的掌控溫度和壓力對流變性能的影響是當(dāng)下的主要課題,是解決油包水鉆井液抗高溫性能的關(guān)鍵。在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,首先對抗高溫油包水鉆井液的乳化劑進(jìn)行了研究。分析了油包水鉆井液的抗溫原理,對乳化劑的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,合成了雙子季銨鹽型表面活性劑并對其乳化性能進(jìn)行評價。其次,通過對油包水鉆井液的基本組分和性能調(diào)節(jié)機(jī)理的深入分析,最終優(yōu)選出抗高溫油包水鉆井液的基礎(chǔ)配方。同時對油包水鉆井液的流變性能開展了室內(nèi)研究工作,本課題分析了影響鉆井液流變性的因素,主要研究溫度和壓力對鉆井液流變性能的影響,利用Herschel-Bulkley關(guān)系式對鉆井液樣品的黏度進(jìn)行數(shù)學(xué)描述,為選擇和設(shè)計抗高溫油包水鉆井液體系提供基礎(chǔ);為提高高溫深井的勘探與開發(fā)效益提供技術(shù)支持。有關(guān)研究成果為在國內(nèi)進(jìn)一步開展油包水鉆井液技術(shù)現(xiàn)場試驗(yàn)奠定了堅實(shí)的理論基礎(chǔ),具有重要的實(shí)際應(yīng)用價值。
[Abstract]:With the continuous development and improvement of drilling technology, the situation of drilling in deep wells and ultra deep wells is greatly increased. With the increase of drilling depth, the temperature and pressure in the well are higher and higher. The increase of temperature will lead to the decrease of apparent viscosity and shear stress of drilling fluid, and the increase of pressure will lead to the increase of apparent viscosity and shear stress. This paper studies the oil-in-water drilling fluid. The oil-in-water drilling fluid has the characteristics of strong inhibition, good lubricity, good temperature resistance and so on. Therefore, oil-in-water drilling fluid has more and more advantages in drilling complex wells such as high temperature deep wells and horizontal wells. At present, oil-in-water drilling fluid has become an important means to solve drilling problems in complex formations. However, under the condition of high temperature and high pressure, the performance of oil-in-water drilling fluid will change dramatically and should not be controlled and adjusted. Rheology is one of the important properties of drilling fluid, which refers to the flow and deformation of drilling fluid under external force. How to more effectively control the effect of temperature and pressure on rheological properties is the main issue and the key to solve the high temperature resistance of oil-in-water drilling fluid. On the basis of full investigation, the emulsifying agent of high temperature oil-in-water drilling fluid was studied. The principle of temperature resistance of oil-in-water drilling fluid was analyzed, the molecular structure of emulsifier was designed, the Gemini quaternary ammonium salt surfactant was synthesized and its emulsifying property was evaluated. Secondly, by analyzing the basic composition and performance regulation mechanism of oil-in-water drilling fluid, the basic formula of anti-high-temperature oil-in-water drilling fluid is selected. At the same time, the rheological properties of oil-in-water drilling fluid are studied in laboratory. The factors influencing the rheological property of drilling fluid are analyzed in this paper, and the effects of temperature and pressure on the rheological properties of drilling fluid are mainly studied. By using Herschel-Bulkley relation, the viscosity of drilling fluid sample is described, which provides the foundation for selecting and designing high temperature resistant oil-in-water drilling fluid system, and provides technical support for improving the efficiency of exploration and development of high temperature deep wells. The relevant research results have laid a solid theoretical foundation for further field test of oil-in-water drilling fluid technology in China and have important practical application value.
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE254

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本文編號：2131023