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精细石油化工进展
ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS
第18卷第2期
页岩气井用固井隔离液体系研究现状
王崇榆，欧红娟，汪垚，陈林
（西南石油大学材料科学与工程学院，成都610500）
摘要综述了目前国内外油基钻井液条件下的高效隔离液用防污染剂和表面活性剂优选所存
在的难题，总结了国内外隔离液体系的研究进展。关键词页岩气井油基钻井液固井隔离液
页岩气是一种非常规的环保新能源，目前在
国内外具有很大的储量和产能潜力。由于页岩地层岩性硬脆，具有易膨胀、易破碎和水性强等特点,所以钻井过程中一般较多采用油基钻井液[1]。强抑制性的油基钻井液虽能完全满足页岩气储层钻井的需要，但易残留在井壁和套管壁表面，且与固井水泥浆的相容性极差，给固井作业带来油基钻井液顶替和清洗困难、混浆流变性能变差、混浆强度严重下降等问题[2-3]。本文综述了目前国内外油基钻井液条件下的高效隔离液用防污染剂和表面活性剂优选存在的难题，总结了国内外隔离液体系的研究进展。
1油基钻井液接触污染固井水泥浆性能的研究现状
钻井液和固井水泥浆是两种理化性质完全不
同的流体，所以多数钻并液与水泥浆均难以相容[4-5]。一旦钻井液和固井水泥浆产生直接接触，水泥浆就会产生团状絮凝物质，浆体变得非常黏稠，进而导致流动性能急剧下降等问题(6-*]。有效隔离油基钻井液和水泥浆，缓解两者之间的接触污染，是高效隔离液在固并作业的重要作用之一。因此，明确油基钻井液影响固井水泥浆性能的机理，对合理设计隔离液材料体系具有重要意义。
目前已有学者对油基钻井液影响固井质量进行了相应的研究，如HARDER(9]和FLEMINC[10) 指出掺混的油基钻井液会严重影响固井水泥浆性能，且不同种类基油、乳化剂对水泥浆性能的影响都不相同。张兴国等"]指出油基钻井液密度、流变性和形成的滤饼会影响固并质量，但没有进行实验数据验证与规律总结。单高军等！12]研究油基钻井液各组分溶液对二界面胶结强度会产生不利的影响，但没有对被污染的水泥浆其他性能进
万方数据
行相应的研究。
目前有关钻井液接触污染水泥浆性能的影响机理主要集中于水基钻井液体系的研究。例如 JOEL等[13]研究发现钻井液的塑性黏度、屈服应力和胶凝强度均随着掺混水泥浆含量增加而明显增加。ALERUCHI等[14]分析得出加人碳酸氢钠和碳酸钠可缓解水泥浆对KC1聚合物水基钻井液流变性和滤失性能的影响。李静等!13]研究发现水泥浆的钙离子易吸附于混浆中黏土和聚合物表面，不易解离，会使颗粒变粗，导致黏度和切力增大。马勇等[16]研究得出钻井液中一些处理剂会与固井水泥浆中部分外加剂发生相互作用，产生凝胶效应，进而导致掺混浆体的稠度迅速增大，而急剧缩短混浆的稠化时间。李明等[17-20]分析得出钻井液体系中生物增黏剂和聚丙烯酰胺钾盐会参与水泥水化，影响水泥浆结构的形成过程。
虽然国外已有学者对防止油基钻井液接触污染水泥浆性能的措施进行了一些研究。如 BROTHER等[21)研究指出盐水水泥浆可有效提高与深水钻井用乳化钻井液的相容性。KATHERINE 等[2]研究发现H级水泥比G级水泥防合成基钻井液污染能力强。HARDER(2]和ABHIJIT[24]等指出加人水溶性表面活性剂的水泥浆抗油基钻井液能力较强。但这些缓解油基钻井液污染的措施均没有从机理上进行解释。
2油基钻并液条件下高效隔离液体系研究
目前适用于油基钻并液条件下的固并用高效隔离液体系的研究主要侧重于：物理方面通过施工过程中的相关计算得到隔离液体系的最佳流
收稿日期：201609-27。
作者简介：王崇榆，在读本科生，从事固井前置减研究。
基金项目：四川省大学生创新创业训练计划项目“适用于页岩气井固并的高效前置液体系研究"（201510615080）。