[發明專利]一種油基鉆井液低密度固相含量的檢測方法

在審

• 申請號: 202210868677.1
• 申請日: 2022-07-22
• 公開（公告）號: CN115015043A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 呂開河;杜宏艷;孫金聲;黃賢斌;白英睿;劉敬平;王金堂;沈浩坤
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N9/36
• 分類號: G01N9/36
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 孫倩文

本發明涉及一種油基鉆井液低密度固相含量的檢測方法，屬于石油工業的油田化學領域，包括取油基鉆井液樣品攪拌均勻；采用蒸餾法測定鉆井液中的油和水的體積，計算得到油、水和固相的體積分數；將蒸餾后得到的固相使用粉碎機粉碎后干燥保存；配制密度不同的若干份二碘甲烷分選液備用；依次使用密度從低到高的二碘甲烷分選液，將鉆井液固相通過浮沉分離的方法形成不同密度的分樣；稱量各個分樣的質量，并計算各個分樣的體積；根據鉆井液中的低密度固相的密度范圍，將不屬于低密度固相的密度范圍的分樣體積剔除。本發明在蒸餾法測固相含量的基礎上，采用分選液將不屬于低密度固相的材料分離并剔除，大大提高了測量準確性。

技術領域

本發明涉及一種油基鉆井液低密度固相含量的檢測方法，屬于石油工業的油田化學領域。

背景技術

隨著頁巖油、頁巖氣等非常規油氣資源的大規模開發，頁巖地層的井壁失穩問題愈發嚴重，油基鉆井液因其優異的抑制性、潤滑性和抗污染能力得到廣泛使用。

油基鉆井液的固相含量作為一項重要指標，對鉆井液的流變、濾失性能影響很大。根據固相密度的不同，油基鉆井液中的固相可分為高密度固相和低密度固相兩類：重晶石屬于高密度固相，除重晶石以外的固相包括有機土、氧化鈣、降濾失劑、鉆屑等均屬于低密度固相。

隨著油基鉆井液重復利用次數的增加，鉆井液中的鉆屑不斷增加，特別是當大顆粒經反復磨削變為小顆粒后，固控設備對小顆粒的清除能力減弱，使得鉆井液中的低密度固相含量迅速增加。當低密度固相含量過大時，會造成鉆井液黏度和流動阻力增大，導致機械轉速降低；此外，低密度固相含量高還容易造成泥餅質量變差，導致托壓、卡鉆等井下復雜情況。因此，在鉆井過程中不僅需要關注油基鉆井液的固相含量，更需要密切關注的是低密度固相含量。

目前，評價鉆井液低密度固相含量的方式依靠蒸餾法。根據國家標準GB/T16783.2-2012《石油天然氣工業鉆井液現場測試第2部分：油基鉆井液》規定，油基鉆井液中低密度固相體積等于總懸浮固相與加重材料體積差(總懸浮固相是指油基鉆井液中不溶固相，按照密度可以分為兩類：一類是用于調整鉆井液密度的加重材料，如重晶石，鐵礦粉，錳礦粉等密度大于4.0g/cm³；一類是低密度固相，如鉆屑、劣質土、沙礫等)。

總懸浮固相的平均密度如式(1)所示。

式中，ρ_sol為懸浮固相的平均密度，g/cm³；ρ_s為鉆井液密度，g/cm³；θ_O為油的體積百分數，％；ρ_O為油的密度，g/cm³；θ_B為鹽水占鉆井液的體積百分數，％，其中鹽水為水和溶解鹽的復合物；ρ_B為鹽水的密度，g/cm³；θ_sol為校正后固相的體積百分數。

加重材料的體積百分數如式(2)所示：

式中，θ_wm為加重材料占總懸浮固相的體積百分數，％；ρ_wm為加重材料的平均密度，g/cm³；ρ_lg為低密度固相的密度，g/cm³。

低密度固相的體積百分數如式(3)所示：

θ_lg＝θ_sol-θ_wm (3)

式中，θ_lg為低密度固相占總懸浮固相的體積百分數，％。