油基泥浆

拼音：yóu jī ní jiāng

油基泥浆，又称油基钻井液，其基本组成是油、水、有机粘土和油溶性化学处理剂。油基泥浆抗高温、抗盐钙侵蚀，有利于井壁稳定、润滑性好、对油气层损害小，广泛运用在各类钻井平台。但是，油基泥浆中的基础油——柴油，会产生带有毒素的芳香烃，所含芳香烃的量越多，毒性越大。2011年，中国“渤海蓬莱油田溢油事故”主要泄漏的就是油基泥浆。

油基泥浆 - 油基泥浆

油基泥浆，以油为分散介质组成的泥浆称之。其基本组成是油、水、有机粘土(或其他亲油粉末)和油溶性化学处理剂。常见的是油包水乳化泥浆，它可有效地抑制水敏性泥页岩地层、大段岩盐层;适用于钻进低压、粘土含量高的油气层;也适用于高温、高压超深井钻进。这种泥浆能抗各种酸性气体如c02、H2S等对金属钻具的腐蚀，润滑性能良好;具有防坍、防卡性能。油包水乳化泥浆以油为外相,水为内相，用乳化剂配制而成。油相一般用柴油或煤油，占泥浆的60%～70%;水相一般采用饱和盐水，或按活度要求调解其含盐量;乳化剂常用的有石油磺酸铁、十二烷基酰醇胺、司盘一80等;油基泥浆或油包水乳化泥浆组成复杂、配制工艺要求高、成本更高。因此，除不得已，一般少用。

油基泥浆 - 分类

主要有两大类：

一种是油相钻井液，是氧化沥青、有机酸、碱、稳定剂及高闪点柴油的混合物。通常只混3%～5%的水;

另一种是油包水乳化钻井液(反相钻井液)，有各种添加剂被用来使水乳化和稳定，这种体系最高含水可达50%。

油基泥浆 - 作用原理

在乳状液中存在的水越多，水滴聚集和合并的机会越大。假定水珠的大小相同，含水量小的体系更稳定，如果水量相同，水珠越细，乳状液越稳定，大水珠比小水珠更易聚结，另外，水珠大小愈均匀，乳状液也就越稳定。为了使水在油中乳化，必须有足够的化学乳化剂，以便在每个水珠周围形成完整的一层膜。若加入的乳化剂不足，乳状液将不会稳定。为得到更细的大小均匀的水细珠，应该以剪切的方式给体系施加外力，可以通过泥浆枪或离心泵的搅拌作用来实现，尤其在初配油基泥浆时，尽一切可能高度剪切泥浆是非常重要的。M-I泥浆公司还推荐一种剪切泵，使泥浆通过时受到很高的剪切作用。正常钻进后油基泥浆经过钻头几个循环周后就获得足够的剪切了。水珠大小对粘度和凝胶强度也有影响。

当加入油时，由于水珠之间的隔离更大，乳状液就变得更稳定，反之，增加水时，由于水珠之间的距离变小将降低稳定性。加入油和水将影响粘度，油会降低粘度而水增加粘度。为了控制粘度、凝胶强度和滤失量，需要调整适当的油与水的比例。

固体颗粒进入油包水乳状液中，可以有正负两种不同的效应，这取决于固相被润滑的方式，如果由一种液相和固相形成的角小于90度，就说该固相优先地被该液相润湿，如果接触角为0度，固相被液相完全润湿。固相加在乳状液中同时与两种 液相接触，是油润湿还是水润湿取决于该固相与这两种液体的接触角，此时两个接触角之和为180°，一种接触角小于90°,则另一种的接触角必然大于90°。也就是说该固相不可能同时被两种液相润湿。在油基泥浆中加入一定的表面活性剂，它们能改变固/液界面的接触角(可润湿性)，这些物质将使固相变成被油优先润湿。当使用过量时会被油完全润湿。在油包水泥浆中，若里面的固相变成水润湿，则固相将趋于聚结并从悬浮液中沉降下来，但如果固相过于油润湿，由于悬浮性的降低，固相也可能沉淀为十分坚硬的沉淀物，此时需加入较大量的胶凝剂(提切剂)，故此加入润湿剂保持固相适当的油润湿状态是维持稳定乳状液的保证。

如同任何水基泥浆一样，对于给定的密度，控制固相含量在最佳范围是很重要的。当固相被引入油基泥浆时，不管活性或是惰性，乳状液的稳定性将变弱，这是因为固相变成油润湿时吸收部分的油，这样保持水珠分开的有效的油就减少了。一般岩屑是亲水性的，有促进水包油乳状液(而不是油包水)生成的趋势，故岩屑对油包水乳状液是有害的，避免岩屑水化而分散是很重要的。维持足够量的乳化剂和可促进固体油润湿的其它处理剂，使其只有油接触固相表面，将有效地减少固相的水化，另一种减少固相水化的成功方法是在水相中使用某些电解质，这种方法叫活度控制。使用油基泥浆比水基泥浆在震动筛面上会获得更大而坚实的岩屑。同样的道理，亲水性的金属表面由于被油润湿，就明显地减轻含大量电解质的水相对金属表面的腐蚀。

油基泥浆 - 应用

油基泥浆主要用在：

1) 钻复杂和麻烦的页岩

2) 钻高温深井

3) 生产层的钻进和取芯

4) 钻盐层、硬石膏层、杂盐层

5) 用作定向井的钻井液

6) 用作小井眼的钻井液

7) 钻含 H2S和 CO2的地层

8) 用作射孔和完井液

9) 用作解卡的浸泡液

10) 用作封隔液

11) 用作修井液

12) 用作防腐蚀控制液

13) 用作套管封隔液

油基泥浆 - 环境影响

由于环境要求越来越严格，尤其海上钻井作业排放物毒性限制更加严格，过去通常使用的以柴油为基础油的油基泥浆体系不能满足环境保护部门提出的毒性指标要求，所以近年来发展了低毒和无毒油基钻井液以满足生态环境方面的要求。

油基泥浆的毒性主要来自基础油-柴油，实际上是来自柴油中的芳香烃，所含芳香烃的量越多，毒性越大。芳香烃的含量一般用苯胺点来表示，苯胺点越低，则芳香烃的含量越高，毒性也越大。在环保要求更加严格的地方，使用合成油配制的油基泥浆，这是完全无毒的。比如M-I公司的NOVADRIL体系，曾在东方1-1-1井用作完井液，需要强调的是毒性越低，所需的费用就越高。所以应该使用哪种油基泥浆应视实际情况综合考虑。

油基泥浆 - 溢漏事故

事故概况

据蓬莱19-3油田作业者康菲中国2011年8月11日对外发布称，在海底发现新的油基泥浆，这使得油基泥浆溢出总量增加到400立方米(2500桶)。海面原油溢出量仍为114立方米(717桶)。是次事件中溢出的石油和油基泥浆总量为514立方米(3217桶)，超出作业者原先预计的240立方米(1500桶)。

根据康菲中国报告，其应急清理工作组已经从蓬莱19-3C平台海底回收了269立方米油基泥浆(1700桶)，并从海面上回收大约70立方米(440桶)油水混合物。为达到海洋局提出的要求，公司将继续督促及协助康菲中国在8月底之前完成封堵及清污工作，以尽量减少是次溢油事件对海洋环境造成的影响

事故处理

康菲公司同时表示，造成矿物油油基钻井泥浆泄漏的平台C-20井于2011年6月19日被永久性封堵，已无渗漏发生。应急清理工作组至今已经从蓬莱19-3油田C平台海底回收了269立方米矿物油油基泥浆(1700桶)，从海面上回收大约70立方米油水混合物(440桶)，在海岸边发现微量的油污颗粒已回收。

康菲公司称，原油溢出量依然是114立方米(717桶)，这些溢油已被回收，以及通过自然蒸发，或者经由海水、风、海流等自然运动而降解。

据了解，康菲公司目前采取的措施包括900名工作人员参与溢油处理工作(其中近500人直接在溢油现场进行清理工作，约100人进行海岸巡查保护工作，还有约300人在陆地进行相关工作)、动用33艘船只(包括工作船和潜水作业船)、部署3000米吸油栏、机动车沿海岸巡查48645公里和人工步行沿海岸巡查3289公里等。康菲石油中国有限公司总裁司徒瑞表示，康菲公司紧作业，以最大限度减少对环境的影响。同时，已经调集大量资源，在2011年8月底之前全面完成清理工作。