关于检测钻井液用磺甲基酚醛树脂高温高压滤失量影响因素的探讨

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【摘要】通过对钻井液用磺甲基酚醛树酯检测获得的大量数据进行归纳分析发现在执行SY/T5094-2008《钻井液用磺甲基酚醛树脂》标准的过程中，主要指标高温高压滤失量数据的准确性、可比性和再现性比较低。针对上述问题分析了7种影响因素并进行研究比较，提出了解决办法。

【关键词】磺甲基酚醛树脂 高温高压滤失量 影响因素

钻井液用磺甲基酚醛树脂（代号SMP）是一种水性的不规则线性高聚物，是用于深井、超深井的水基钻井液降滤失剂，具有很强得抗温抗盐能力。SMP与磺化褐煤（SMC）、磺化栲胶（SMK ）等共同使用以配制理想的高温深井泥浆体系“三磺泥浆”体系，能有效地降低钻井液高温高压滤失量。高温高压滤失量是反映SMP抗盐抗温能力的使用性能指标，也是反映SMP质量的主要技术指标之一。标准SY/T5094-2008《钻井液用磺甲基酚醛树脂》是现行用于检测SMP产品质量的技术标准。在使用该标准检测SMP高温高压滤失量时，由于操作过程复杂，使用仪器多，检测时间长，影响因素多，因而时常发生平行样的数据之差超过标准允差的现象，只有通过反复测试才能确定实验数据，影响了检测速度。因此对影响高温高压滤失量的7种有关因素进行了分析比较，并提出解决办法。

1 SMP高温高压滤失量的检测方法

以SY/T5094-2008《钻井液用磺甲基酚醛树脂》的检测方法为依据，选择某种钻井液用磺甲基酚醛树脂（SMP―Ⅱ）样品进行了高温高压滤失量的对比实验，钻井液配方如下：

基浆： 350mL蒸馏水+0.56g无水碳酸钠+16.0g评价土+12.0g新疆土，高速搅拌20min，在（24±3）℃下密闭养护24h。

样浆：350mL基浆+17.5g磺化褐煤（干基）+17.5g磺化栲胶（干基）+17.5g磺甲基酚醛树脂（干基）+105.0g氯化钠+8.75g无水碳酸钠，每次加入药品后高速搅拌15min。

将配好的钻井液装入老化罐，放入滚子炉中在（180±5）℃下恒温滚动老化16h，取出冷却至室温，倒出钻井液高速搅拌5min，检测150℃下的高温高压滤失量。

2 影响因素及解决办法

2.1 磺化栲胶、磺化褐煤的影响

分别秤取恒重前的磺化栲胶、磺化褐煤17.5g和恒重后的磺化栲胶、磺化褐煤17.5g各三份配制6个磺甲基酚醛树脂钻井液，用相同的实验方法由同一实验员进行对比实验，结果见表1：

从实验可以看出，加入未恒重的SMC、SMK，其滤失量和重复性都比加入恒重的SMC、SMK差。因此，在实验过程中加入恒重的SMC、SMK有利于提高实验的精密度和准确性。

2.2 消泡剂的影响

配制6份磺甲基酚醛树脂钻井液，其中三份加入消泡剂，另外三份未加入消泡剂，用相同的实验方法由同一实验员进行对比实验，从实验可以看出：加入消泡剂与否，对滤失量的影响不大。但加入消泡剂的钻井液其重复性要比未加入消泡剂的钻井液要好。

2.3 滚子加热炉的影响

在滚子加热炉中放置8个老化罐，位置分别为左边靠炉壁、中间偏左、中间偏右和右边靠炉壁，前后两排。将相同钻井液放置在温度为180℃滚子加热炉的不同位置进行滚动，平行测出2组高温高压滤失量。实验中可以看出，在靠近炉壁位置的钻井液其滤失量偏大，而在滚子加热炉中间位置的钻井液数据较平行，且重复性好。因此，在实验时应选择滚子加热炉的中间位置进行钻井液的高温养护，可减少误差，提高实验的成功率。

2.4 钻井液用滤纸的影响

滤纸的质量直接影响钻井液的高温高压滤失量，而滤纸的质量与它的厚度、纤维的粗细、排列方向、空间网架结构、致密程度和韧性等有关。配制6份磺甲基酚醛树脂钻井液，选择不同的滤纸，用相同的实验方法和钻井液由同一实验员进行对比实验，实验中可以看出，当升温时间小于等于60min时，标准偏差在2左右；当升温时间超过60min后，标准偏差为3.3，且滤失量有明显增加，影响检测结果。所以应控制升温时间不超过60 min。

2.5 温度的影响

研究了140、145、150、155、160℃5种测试温度对高温高压滤失量的影响程度，实验温度控制在150±5℃时，滤失量保持在稳定水平，且重复性好。温度在140℃时，滤失量偏小，温度在160℃时，滤失量偏大。

2.6 压力的影响

用相同的实验方法由同一实验员进行，选择3.0、 3.45 和3.8MPa测试压力，测得高温高压滤失量，实验中可以看出，不同压力下测得的数据差值很大，压力越大，滤失量越大。表明测试压力对高温高压滤失量的影响很大，应定期对压力表进行校验，保证测试数据的准确性。

通过对上述影响因素的分析可以看出：磺化栲胶、磺化褐煤的使用，应该严格按照标准秤取干基。实验温度控制在（150±5）℃内，升温时间控制在1h之内。规范滤纸、消泡剂的使用。在老化过程中，尽量将老化罐放置在滚子加热炉的中间位置。

3 结论

（1）磺化栲胶、磺化褐煤、滚子加热炉、升温时间、温度等4种因素对钻井液用磺甲基酚醛树脂高温高压滤失量影响比较大。在实验中，要尽量统一实验方法，排除影响因素的干扰。

（2）各种相关因素对钻井液用磺甲基酚醛树脂高温高压滤失量影响的研究结果，有利于在今后的工作中保证高温高压滤失量测试数据的准确性，及不同时期测试数据的可比性和再现性。

参考文献

[1] SY/T5094-2008.钻井液用磺甲基酚醛树脂

[2] GB/T16783.1-2006.石油天然气工业 钻井液现场测试 第1部分：水基钻井液