微粉加重剂与普通重晶石复配加重油基钻井液性能

江成辉　张辉祥

摘要：在使用钻井液的过程中，固相含量过高会对加重油基钻井液的性能造成严重的影响，进而干扰调控和维护工作。针对这一问题，通过合理使用微粉加重剂和普通重晶石按一定比例进行复配，能够有效改变加重油基钻井液的性能，对其流变、失水造壁以及电稳定等方面的性能，都能产生明显的改变。借此方法来调整加重油基钻井液的性能，是保证调整和维护工作安全和质量的重要措施。在进行复配的过程中，微粉加重剂和普通重晶石的比例是关键因素，不同比例对加重油基钻井液性能的影响程度也不同。本文对此进行系统研究，并提出可靠的建议，为加重油基钻井液性能的改造，提供支持和帮助。

关键词：微粉加重剂;重晶石;钻井液

随着我国经济的发展和科技的进步，在油气勘探开发中，深井、超深井以及非常规油气的勘探开发已成为该行业发展的必然趋势。而在这类勘探开发工作中，要求必须要使用性能更好的钻井液，才能够保证勘探开发工作的质量安全。目前，钻井液总体可分为水基和油基两大类，在性能上相比，油基钻井液具有更好的抗盐钙和抗高温性能，此外其润滑性能和井壁稳定也远远高于水基钻井液。因此，在更为复杂的勘察钻探工作中，已普遍使用油基钻井液。加重油基钻井液在实际应用中，由于密度高，固相含量超过70%，这就导致其塑性黏度大，难以对其流变性进行有效的调控，进而影响钻探工作的安全实施，也影响了钻探质量。针对这一问题，通过实验研究发展，在加重油基钻井液中应用微粉加重剂进行复配，能够有效改善其性能。目前，在国外该项技术已得到了成功应用。但受到微粉加重剂成本较高的限制，我国在此方面发展较为有限。为了有效限降低成本，推广加重油基钻井液的广泛应用，将普通重晶石与微粉进行复配，从而要保证加重油基钻井液性能的前提下，减少微粉加重剂用量，是该项技术未来发展的趋势之一。

1、微粉加重剂和普通重晶石粒度对加重油基钻井液的影响

采用微粉加重剂和普通重晶石复配方法来调控加重油基站钻井液的性能，微粉加重剂和普通重晶石的粒度会对最终的调控效果造成一定程度的影响。因此，控制微粉加重剂和普通重晶石粒度，是调控加重油基钻井液的关键要点之一。普通重晶石的粒度直径一般在19.1μm左用，而微孟矿粉和微粉重晶石都属于超细颗粒，其粒度直径远远小于普通重晶石。当三者进行复配时，就全产生粒度组成不均匀问题。随着微粉加重剂材料的变动以及同一材料粒度的变化，也会导致其不均匀情况随之发生变化，进而影响加重油基钻井液的性能。因此，在采用微粉加重剂和普通重晶石复配方式对加重油基钻井液的性能进行调控时必须要充分考虑微粉加重剂和普通重晶石的粒度因素，对粒度不均匀情况进行合理控制，以保证加重油基钻井液性能的最终调控效果，满足相关要求。此外，结合具体要求，也可以对微粉加重剂和普通重晶石的粒度以及复配后的粒度不均匀系数进行有效调整，对加重油基钻井液的性能进行调配，调制出实践工作所需的加重油基钻井液。

2、复合加重剂对加重油基鉆井液性能的影响

微粉加重剂价格较高，因此导致复配加重油基钻井液难以得到广泛应用。针对这一问题，目前主要的解决措施就是加入部分普通重晶石，从而减少对微粉加重剂的使用量，以达到减少成本，推广和普及加重油基钻井液使用范围和目的。目前来看，这是一种较为可行的方式，但对微粉加重剂和普通重晶石的使用比例具有较为严格的要求，因此其使用比例会对加重油基钻井液的性能造成影响，导致性能产生变化。

通过实验对，使用了不同的比例的微粉加重剂和普通重晶石进行复配生产加重油基钻井液，将其与单独采用普通重晶石的加重油其钻井液进行性能对测试发现，只使用普通重晶石的加重油基钻井液具有较高的表观和塑性黏度，同时还具有较高的API失水量，整体性能也不高。这样的加重油基钻井液在实际勘探工作中，根本无法使用，因此必须要加入一定量的微粉加重剂改善其性能，以满足勘探工作要求。

使用微粉重晶当作微粉加重剂时，当按照5：5的比例加入微粉重晶和普通重晶石进行复配，在这种情况下得到的加重油基钻井液，其性能得到显著改善，此时的黏度及切力都达到最小。如果增加微粉重晶和普通重晶石的比例，黏度和切力也会随之增长。

如果使用微锰矿粉作为微粉加重剂，将其与普通晶石进行复配，这样得到的加重油基钻井液其体系密度会随着微锰矿粉的比例增长而不断提高，而黏度和切力则会与之成反比。

3、加重油基钻井液性能调控

通过大量的实验研究发展，使用微粉加重剂和普通重晶石来调整加重油基钻井液的性能，由于微粉加重剂的材料不同，其最佳比例也会发生改变。如果使用微粉重晶作为微粉加重剂，其最佳比例应为5：5到4：6之间;如果使用微锰矿粉作为微粉加重剂，其与普通晶石进行复配，体系性能则取决于微锰矿粉的使用量，微锰矿粉的使用比例越大，性能就越好。此时，就要将经济因素和实际使用要求相结合，对微锰矿粉的使用比例进行综合分析，再选择合理的比例。

在对加重油基钻井液性能进行调控的过程中，除了要使用微粉加重剂和普通重晶石之外，还要加入适量的有机土、主乳化剂和辅乳化剂等，从而对加重油基钻井液的性能进行有效优化。对于这些辅助成份比例的确定，也会受到微粉加重剂材料因素的影响，使用微粉重晶和微粉锰矿粉，两者对辅助原料的比例要求有明显的区别，需要根据实际要求，进行具体调整。结合实际勘探工作要求，选择适合的比例，从而使加重油基钻井液的性能，有效满足复杂油气井的勘探工作要求。

结束语

油气井勘探对我国油气行产以及工业发展建设，具有至关重要的影响，因此必须要对勘探工作进行深入研究，提高勘探质量。而微粉加重剂与普通重晶石复配加重油基钻井液技术，就对勘探工作的发展具有积极的影响，是高质量完成复杂油气井勘探工作的必要条件，必须要不断加强研究，优化钻井液性能，为我国油气产业和工业建设的发展进步做出重要保障。

参考文献：

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