HLX加入对LG植物胶海水钻井液性能的影响

四、体系优化评价

通过依次改变膨润土、BIP、A50、HLX和LG植物胶等的加量，考察它们对海水钻井液体系流变性能和滤失性能的影响。

1.膨润土加量的影响（热滚100℃，12h，配方10^＃～13^＃均采用2^＃土，除此之外全部用美国土）

配方10^＃：海水＋0.3%BIP＋1.5%DFD＋0.5%LG＋3%KCl＋2%A50＋2%HLX＋1%2^＃TU；

配方11^＃：海水＋0.3%BIP＋1.5%DFD＋0.5%LG＋3%KCl＋2%A50＋2%HLX＋2%2^＃TU；

配方12^＃：海水＋0.3%BIP＋1.5%DFD＋0.5%LG＋3%KCl＋2%A50＋2%HLX＋3%2^＃TU。

2.BIP加量的影响（热滚100℃，12h）

配方13^＃：海水＋0.2%BIP＋1.5%DFD＋0.5%LG＋3%KCl＋2%A50＋2%HLX＋2%2^＃TU；

对配方10^＃～13^＃进行测试的结果如表3－16、图3－7所示。

表3－16　膨润土和BIP加量对LG植物胶海水钻井液体系性能的影响

图3－7　膨润土加量对LG植物胶海水钻井液性能的影响

从图3－7可以看出：

（1）膨润土量增加，滤失量（FL）增加；

（2）膨润土量增加，表观粘度（μ_a）、塑性粘度（μ_p）及动切力（τ₀）均增加；

（3）在同样膨润土含量情况下，BIP含量下降，失水略微增加，粘度和切力均有下降。

3.A50加量影响（120℃热滚4h）

配方14^＃：海水＋0.3%BIP＋1.5%DFD＋0.5%LG＋3%KCl＋1.1%TU；（GX＝BIP∶LG）

配方15^＃：海水＋0.3%BIP＋1.5%DFD＋0.5%LG＋3%KCl＋0.5%A50＋1.1%TU；

配方16^＃：海水＋0.3%BIP＋1.5%DFD＋0.5%LG＋3%KCl＋1.0%A50＋1.1%TU；

配方17^＃：海水＋0.3%BIP＋1.5%DFD＋0.5%LG＋3%KCl＋2.0%A50＋1.1%TU。

测试的结果如表3－17所示。

表3－17　A50加量对LG植物胶海水钻井液性能的影响

从表3－17的结果可以看出，A50的加入有利于降低滤失，加入0.5%的A50后，滤失量（FL）从19ml降至8.5ml。

4.HLX加量影响（在没有注明的情况下均为美国膨润土）

配方18^＃：海水＋（0.3%BIP＋0.5%LG）＋1.5%DFD＋3%KCl＋0.5%HLX＋1%TU；(www.xing528.com)

配方19^＃：海水＋（0.3%BIP＋0.5%LG）＋1.5%DFD＋3%KCl＋1.0%HLX＋1%TU；

配方20^＃：海水＋（0.3%BIP＋0.5%LG）＋1.5%DFD＋3%KCl＋2.0%HLX＋1%TU。

测试的结果如表3－18所示。

表3－18　HLX加量对LG植物胶海水钻井液性能的影响

表3－18的结果表明，HLX的加入可以有效降低体系滤失，当HLX的加量从0.5%增至2.0%时，体系滚后的滤失量（FL）从9.5ml降至7.5ml。

5.LG加量的影响（100℃热滚12h）

配方21^＃：海水＋0.3%BIP＋1.5%DFD＋0.0%LG＋3%KCl＋2%A50＋1%2^＃TU；

配方22^＃：海水＋0.3%BIP＋1.5%DFD＋0.3%LG＋3%KCl＋2%A50＋1%2^＃TU；

配方23^＃：海水＋0.3%BIP＋1.5%DFD＋0.5%LG＋3%KCl＋2%A50＋1%2^＃TU；

配方24^＃：海水＋0.3%BIP＋1.5%DFD＋1.0%LG＋3%KCl＋2%A50＋1%2^＃TU。

测试的结果如表3－19、图3－8所示。

表3－19　LG植物胶加量对海水钻井液性能的影响

图3－8　LG植物胶加量对海水钻井液流变性能的影响

从表3－19和图3－8可以看出，随着LG植物胶加量的增加，表观粘度（μ_a）、塑性粘度（μ_p）和动切力（τ₀）呈明显的增加趋势。

6.A50与HLX混合物影响（100℃热滚12h）

配方25^＃：海水＋0.3%BIP＋1.5%DFD＋0.5%LG＋3%KCl＋2%A50＋1%2^＃TU；

配方26^＃：海水＋0.3%BIP＋1.5%DFD＋0.5%LG＋3%KCl＋2%A50＋0.5%HLX＋1%2^＃TU；

配方27^＃：海水＋0.3%BIP＋1.5%DFD＋0.5%LG＋3%KCl＋2%A50＋1.0%HLX＋1%2^＃TU；

配方28^＃：海水＋0.3%BIP＋1.5%DFD＋0.5%LG＋3%KCl＋2%A50＋2.0%HLX＋1%2^＃TU。

配制方法：取渤海海水400ml于高速搅拌杯中，然后依次加入0.3%BIP、1.5%DFD、0.5% LG、3%KCl、2%A50、（0～2.0%）HLX、1%2^＃TU，其中BIP、DFD、LG、KCl、TU为质量体积比（g／ml），A50、HLX为体积比（ml／ml），然后高速搅拌30min，搅拌速度以不起泡为准，3 000～4 000r／min；热滚之后，4 000r／min转40min，测其流变性能以及滤失量，测试结果如表3－20所示。

从表3－20可以看出，随着HLX加量的增加，体系的表观粘度（μ_a）、塑性粘度（μ_p）、动切力（τ₀）呈现下降的趋势，而滤失量（FL）则有所降低。

表3－20　A50和HLX混合物对LG植物胶海水钻井液性能的影响

通过上述在海水体系中的优化配方实验，得出LG植物胶在海水钻井液中的最佳配方为：海水＋0.3%BIP＋1.5%DFD＋（0.3%～0.5%）LG＋3%KCl＋2%A50＋1%2＃TU，在这种情况下，体系具有较好的流变性，动切力高（10.0Pa左右）；携屑能力强，静切力高（7.0Pa），停钻时，钻屑不会下沉；剪切稀释效果好，其表现为：动塑比滚前0.692～0.958Pa／mPa·s，滚后1.1～1.15Pa／mPa·s；滤失量（FL）只有5.5ml，能较好地满足海洋钻井的需求。