微锰矿粉与重晶石加重油基钻井液差异性分析

doi:10.3969/j.issn.1672-6952.2022.04.007

辽宁石油化工大学学报 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (4): 37-41.DOI: 10.3969/j.issn.1672-6952.2022.04.007

微锰矿粉与重晶石加重油基钻井液差异性分析

吴若宁¹(), 孙枝青², 艾先婷¹, 张金元¹, 杨艳¹, 刘云¹, 贺康¹

^1.延长油田股份有限公司勘探开发技术研究中心，陕西延安 716000
^2.长庆油田第一采油厂，陕西延安 716000

收稿日期:2021-03-02 修回日期:2021-05-15 出版日期:2022-08-25 发布日期:2022-09-26
作者简介:吴若宁（1993⁃），男，硕士，工程师，从事钻完井液及储层保护方面的研究；E⁃mail:18702815069@163.com。
基金资助:
延长油田公司项目“水平井开发配套技术研究与应用——钻井液技术”(ycsy2014xjs?B?2)

Analysis of the Difference between Micromanganese Ore Powder and Barite Heavy Oil⁃Based Drilling Fluid

Ruoning Wu¹(), Zhiqing Sun², Xianting Ai¹, Jinyuan Zhang¹, Yan Yang¹, Yun Liu¹, Kang He¹

^1.Exploration and Development Technology Research Center，Yanchang Oilfield Co. ，Ltd. ，Yan'an Shaanxi 716000，China
^2.No. 1 Oil Production Plant of Changqing Oilfield，Yan'an Shaanxi 716000，China

Received:2021-03-02 Revised:2021-05-15 Published:2022-08-25 Online:2022-09-26

摘要/Abstract

摘要：

重晶石是油基钻井液的主要加重剂，但是其加重的高密度油基钻井液存在诸多问题。为了探究微锰矿粉在油基钻井液中的适用性，采用激光粒度分析仪和扫描电镜分析了重晶石和微锰矿粉的粒度分布和微观形态，对比分析了重晶石油基钻井液体系和微锰矿粉油基钻井液体系在流变性、失水造壁性、润滑性、沉降稳定性、储层保护性能方面的差异。结果表明，在低密度条件下，微锰矿粉体系和重晶石体系差异小；在高密度或超高密度条件下，微锰矿粉体系低黏高切，泥饼黏滞系数小于0.10，沉降密度差小于0.03 g/cm³，酸溶后渗透率恢复率大于95.00%，其流变性、润滑性、沉降稳定性、储层保护性能均优于重晶石体系；微锰矿粉体系比重晶石体系失水量大，泥饼质量差，建议将微锰矿粉中复配重晶石以提高体系的失水造壁性。研究结果全面揭示了微锰矿粉油基钻井液体系和重晶石油基钻井液体系性能的差异，对微锰矿粉改善高密度、超高密度油基钻井液的性能提供支撑，也为超高密度油基钻井液加重剂应用提供了新的发展方向。

关键词: 微锰矿粉, 重晶石, 流变性, 储层保护性

Abstract:

As the main weighting agent of oil?based drilling fluids, barite has many problems with high?density oil?based drilling fluids. In order to explore the applicability of micro?manganese mineral powder in oil?based drilling fluids. The particle size distribution and microscopic morphology of barite and micro?manganese ore powder were analyzed by laser particle size analyzer and scanning electron microscope. The differences in rheology, water loss and wall?building, lubricity, settlement stability, and reservoir protection performance between barytic petroleum?based drilling fluid system and micromanganese slag oil?based drilling fluid system were studied. The results show that under the condition of low density, the difference between the micromanganese ore powder system and the barite system is small; under high density conditions, the micro?manganese ore powder system has low viscosity and high cutting, the viscosity coefficient of the mud cake is less than 0.10, the sedimentation density difference is less than 0.03 g/cm³, and the permeability recovery rate after acid dissolution is higher than 95.00%. Its rheology, lubricity, sedimentation stability, and reservoir protection performance are better than the barite system, but compared with the barite system, the micro?manganese ore powder system has a large water loss and poor mud cake quality. It is recommended to compound the micro?manganese ore powder with a weight Spar to improve the water loss of the system. The research results fully reveal the difference in performance between the micro?manganese mineral powder oil?based drilling fluid system and the heavy crystal oil?based drilling fluid system, and provide support for the micro?manganese mineral powder to improve the performance of high?density oil?based drilling fluids, and also increase the weight of high?density oil?based drilling fluids. It also provides a new development direction for the application of ultra?high density oil?based drilling fluid weighting agents.

Key words: Micromanganese ore powder, Barite, Rheology, Reservoir protection

中图分类号:

TE254

吴若宁, 孙枝青, 艾先婷, 张金元, 杨艳, 刘云, 贺康. 微锰矿粉与重晶石加重油基钻井液差异性分析[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2022, 42(4): 37-41.

Ruoning Wu, Zhiqing Sun, Xianting Ai, Jinyuan Zhang, Yan Yang, Yun Liu, Kang He. Analysis of the Difference between Micromanganese Ore Powder and Barite Heavy Oil⁃Based Drilling Fluid[J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2022, 42(4): 37-41.

图/表 7

参考文献 15

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2	邱正松，韩成，黄维安.国外高密度微粉加重剂研究进展［J］.钻井液与完井液，2014，31（3）：78⁃82.
3	Al⁃Foudari S J，Al⁃Muhailan M S，Rajagopalan A， et al. Alternate weight ingmaterial for high pressured jurassic wells in kuwait⁃casehistories of successful K⁃formate Mn₃O₄ drilling fluids［C］//SPE/IADC Drilling Conference & Exhibition， 2015.
4	Moajil A， Nasr⁃Ei⁃Din H A. Formation damage caused by improper Mn₃O₄⁃based filter⁃cake⁃cleanup treatments［J］. Journal of Canadian Petroleum Technology， 2013， 52（1）：64⁃74.
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12	岳超先，熊汉桥，苏晓明，等. 加重剂类型对油基钻井液性能的影响评价［J］. 钻井液与完井液， 2017， 34（1）：83⁃86.
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加重剂	密度/ （g·cm^-3）	API失水量/mL	泥饼厚度/mm	泥饼渗透率×10⁴/D
重晶石	1.40	1.9	1.4	2.96
	1.60	2.2	1.5	4.95
	1.80	2.6	1.8	7.77
	2.00	2.8	2.0	10.18
	2.40	3.2	2.4	12.42
	2.60	3.5	2.7	14.15
微锰矿粉	1.40	2.8	2.0	6.13
	1.60	3.2	2.4	9.49
	1.80	3.6	2.6	12.06
	2.00	4.8	3.0	22.51
	2.40	5.4	3.5	28.45
	2.60	6.5	4.2	32.06

加重剂	密度/ （g·cm^-3）	API失水量/mL	泥饼厚度/mm	泥饼渗透率×10⁴/D
重晶石	1.40	1.9	1.4	2.96
	1.60	2.2	1.5	4.95
	1.80	2.6	1.8	7.77
	2.00	2.8	2.0	10.18
	2.40	3.2	2.4	12.42
	2.60	3.5	2.7	14.15
微锰矿粉	1.40	2.8	2.0	6.13
	1.60	3.2	2.4	9.49
	1.80	3.6	2.6	12.06
	2.00	4.8	3.0	22.51
	2.40	5.4	3.5	28.45
	2.60	6.5	4.2	32.06

实验方式	加重剂	岩心编号	返排压差/MPa	渗透率恢复率/%
未酸溶	重晶石	RZ⁃1	2.19	35.42
	重晶石	RZ⁃2	2.36	36.74
	微锰矿粉	RZ⁃3	1.87	50.45
	微锰矿粉	RZ⁃4	1.74	41.87
酸溶	重晶石	RZ⁃5	1.54	56.25
	重晶石	RZ⁃6	1.32	60.35
	微锰矿粉	RZ⁃7	0.56	95.56
	微锰矿粉	RZ⁃8	0.68	98.38

实验方式	加重剂	岩心编号	返排压差/MPa	渗透率恢复率/%
未酸溶	重晶石	RZ⁃1	2.19	35.42
	重晶石	RZ⁃2	2.36	36.74
	微锰矿粉	RZ⁃3	1.87	50.45
	微锰矿粉	RZ⁃4	1.74	41.87
酸溶	重晶石	RZ⁃5	1.54	56.25
	重晶石	RZ⁃6	1.32	60.35
	微锰矿粉	RZ⁃7	0.56	95.56
	微锰矿粉	RZ⁃8	0.68	98.38

微锰矿粉与重晶石加重油基钻井液差异性分析

Analysis of the Difference between Micromanganese Ore Powder and Barite Heavy Oil⁃Based Drilling Fluid

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