油基泥漿，又稱油基鉆井液，其基本組成是油、水、有機(jī)粘土和油溶性化學(xué)處理劑。油基泥漿抗高溫、抗鹽鈣侵蝕，有利于井壁穩(wěn)定、潤滑性好、對油氣層損害小，廣泛運(yùn)用在各類鉆井平臺。但是，油基泥漿中的基礎(chǔ)油——柴油，會產(chǎn)生帶有毒素的芳香烴，所含芳香烴的量越多，毒性越大。2011年，中國“渤海蓬萊油田溢油事故”主要泄漏的就是油基泥漿。

油基泥漿 - 油基泥漿

油基泥漿，以油為分散介質(zhì)組成的泥漿稱之。其基本組成是油、水、有機(jī)粘土(或其他親油粉末)和油溶性化學(xué)處理劑。常見的是油包水乳化泥漿，它可有效地抑制水敏性泥頁巖地層、大段巖鹽層;適用于鉆進(jìn)低壓、粘土含量高的油氣層;也適用于高溫、高壓超深井鉆進(jìn)。這種泥漿能抗各種酸性氣體如c02、H2S等對金屬鉆具的腐蝕，潤滑性能良好;具有防坍、防卡性能。油包水乳化泥漿以油為外相,水為內(nèi)相，用乳化劑配制而成。油相一般用柴油或煤油，占泥漿的60%～70%;水相一般采用飽和鹽水，或按活度要求調(diào)解其含鹽量;乳化劑常用的有石油磺酸鐵、十二烷基酰醇胺、司盤一80等;油基泥漿或油包水乳化泥漿組成復(fù)雜、配制工藝要求高、成本更高。因此，除不得已，一般少用。

油基泥漿 - 分類

主要有兩大類：

一種是油相鉆井液，是氧化瀝青、有機(jī)酸、堿、穩(wěn)定劑及高閃點柴油的混合物。通常只混3%～5%的水;

另一種是油包水乳化鉆井液(反相鉆井液)，有各種添加劑被用來使水乳化和穩(wěn)定，這種體系最高含水可達(dá)50%。

油基泥漿 - 作用原理

在乳狀液中存在的水越多，水滴聚集和合并的機(jī)會越大。假定水珠的大小相同，含水量小的體系更穩(wěn)定，如果水量相同，水珠越細(xì)，乳狀液越穩(wěn)定，大水珠比小水珠更易聚結(jié)，另外，水珠大小愈均勻，乳狀液也就越穩(wěn)定。為了使水在油中乳化，必須有足夠的化學(xué)乳化劑，以便在每個水珠周圍形成完整的一層膜。若加入的乳化劑不足，乳狀液將不會穩(wěn)定。為得到更細(xì)的大小均勻的水細(xì)珠，應(yīng)該以剪切的方式給體系施加外力，可以通過泥漿槍或離心泵的攪拌作用來實現(xiàn)，尤其在初配油基泥漿時，盡一切可能高度剪切泥漿是非常重要的。M-I泥漿公司還推薦一種剪切泵，使泥漿通過時受到很高的剪切作用。正常鉆進(jìn)后油基泥漿經(jīng)過鉆頭幾個循環(huán)周后就獲得足夠的剪切了。水珠大小對粘度和凝膠強(qiáng)度也有影響。

當(dāng)加入油時，由于水珠之間的隔離更大，乳狀液就變得更穩(wěn)定，反之，增加水時，由于水珠之間的距離變小將降低穩(wěn)定性。加入油和水將影響粘度，油會降低粘度而水增加粘度。為了控制粘度、凝膠強(qiáng)度和濾失量，需要調(diào)整適當(dāng)?shù)挠团c水的比例。

固體顆粒進(jìn)入油包水乳狀液中，可以有正負(fù)兩種不同的效應(yīng)，這取決于固相被潤滑的方式，如果由一種液相和固相形成的角小于90度，就說該固相優(yōu)先地被該液相潤濕，如果接觸角為0度，固相被液相完全潤濕。固相加在乳狀液中同時與兩種 液相接觸，是油潤濕還是水潤濕取決于該固相與這兩種液體的接觸角，此時兩個接觸角之和為180°，一種接觸角小于90°,則另一種的接觸角必然大于90°。也就是說該固相不可能同時被兩種液相潤濕。在油基泥漿中加入一定的表面活性劑，它們能改變固/液界面的接觸角(可潤濕性)，這些物質(zhì)將使固相變成被油優(yōu)先潤濕。當(dāng)使用過量時會被油完全潤濕。在油包水泥漿中，若里面的固相變成水潤濕，則固相將趨于聚結(jié)并從懸浮液中沉降下來，但如果固相過于油潤濕，由于懸浮性的降低，固相也可能沉淀為十分堅硬的沉淀物，此時需加入較大量的膠凝劑(提切劑)，故此加入潤濕劑保持固相適當(dāng)?shù)挠蜐櫇駹顟B(tài)是維持穩(wěn)定乳狀液的保證。

如同任何水基泥漿一樣，對于給定的密度，控制固相含量在最佳范圍是很重要的。當(dāng)固相被引入油基泥漿時，不管活性或是惰性，乳狀液的穩(wěn)定性將變?nèi)?，這是因為固相變成油潤濕時吸收部分的油，這樣保持水珠分開的有效的油就減少了。一般巖屑是親水性的，有促進(jìn)水包油乳狀液(而不是油包水)生成的趨勢，故巖屑對油包水乳狀液是有害的，避免巖屑水化而分散是很重要的。維持足夠量的乳化劑和可促進(jìn)固體油潤濕的其它處理劑，使其只有油接觸固相表面，將有效地減少固相的水化，另一種減少固相水化的成功方法是在水相中使用某些電解質(zhì)，這種方法叫活度控制。使用油基泥漿比水基泥漿在震動篩面上會獲得更大而堅實的巖屑。同樣的道理，親水性的金屬表面由于被油潤濕，就明顯地減輕含大量電解質(zhì)的水相對金屬表面的腐蝕。

油基泥漿 - 應(yīng)用

油基泥漿主要用在：

1) 鉆復(fù)雜和麻煩的頁巖

2) 鉆高溫深井

3) 生產(chǎn)層的鉆進(jìn)和取芯

4) 鉆鹽層、硬石膏層、雜鹽層

5) 用作定向井的鉆井液

6) 用作小井眼的鉆井液

7) 鉆含 H2S和 CO2的地層

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) 用作防腐蝕控制液

13) 用作套管封隔液

油基泥漿 - 環(huán)境影響

由于環(huán)境要求越來越嚴(yán)格，尤其海上鉆井作業(yè)排放物毒性限制更加嚴(yán)格，過去通常使用的以柴油為基礎(chǔ)油的油基泥漿體系不能滿足環(huán)境保護(hù)部門提出的毒性指標(biāo)要求，所以近年來發(fā)展了低毒和無毒油基鉆井液以滿足生態(tài)環(huán)境方面的要求。

油基泥漿的毒性主要來自基礎(chǔ)油-柴油，實際上是來自柴油中的芳香烴，所含芳香烴的量越多，毒性越大。芳香烴的含量一般用苯胺點來表示，苯胺點越低，則芳香烴的含量越高，毒性也越大。在環(huán)保要求更加嚴(yán)格的地方，使用合成油配制的油基泥漿，這是完全無毒的。比如M-I公司的NOVADRIL體系，曾在東方1-1-1井用作完井液，需要強(qiáng)調(diào)的是毒性越低，所需的費用就越高。所以應(yīng)該使用哪種油基泥漿應(yīng)視實際情況綜合考慮。

油基泥漿 - 溢漏事故

事故概況

據(jù)蓬萊19-3油田作業(yè)者康菲中國2011年8月11日對外發(fā)布稱，在海底發(fā)現(xiàn)新的油基泥漿，這使得油基泥漿溢出總量增加到400立方米(2500桶)。海面原油溢出量仍為114立方米(717桶)。是次事件中溢出的石油和油基泥漿總量為514立方米(3217桶)，超出作業(yè)者原先預(yù)計的240立方米(1500桶)。

根據(jù)康菲中國報告，其應(yīng)急清理工作組已經(jīng)從蓬萊19-3C平臺海底回收了269立方米油基泥漿(1700桶)，并從海面上回收大約70立方米(440桶)油水混合物。為達(dá)到海洋局提出的要求，公司將繼續(xù)督促及協(xié)助康菲中國在8月底之前完成封堵及清污工作，以盡量減少是次溢油事件對海洋環(huán)境造成的影響

事故處理

康菲公司同時表示，造成礦物油油基鉆井泥漿泄漏的平臺C-20井于2011年6月19日被永久性封堵，已無滲漏發(fā)生。應(yīng)急清理工作組至今已經(jīng)從蓬萊19-3油田C平臺海底回收了269立方米礦物油油基泥漿(1700桶)，從海面上回收大約70立方米油水混合物(440桶)，在海岸邊發(fā)現(xiàn)微量的油污顆粒已回收。

康菲公司稱，原油溢出量依然是114立方米(717桶)，這些溢油已被回收，以及通過自然蒸發(fā)，或者經(jīng)由海水、風(fēng)、海流等自然運(yùn)動而降解。

據(jù)了解，康菲公司目前采取的措施包括900名工作人員參與溢油處理工作(其中近500人直接在溢油現(xiàn)場進(jìn)行清理工作，約100人進(jìn)行海岸巡查保護(hù)工作，還有約300人在陸地進(jìn)行相關(guān)工作)、動用33艘船只(包括工作船和潛水作業(yè)船)、部署3000米吸油欄、機(jī)動車沿海岸巡查48645公里和人工步行沿海岸巡查3289公里等?？捣剖椭袊邢薰究偛盟就饺鸨硎荆捣乒揪o作業(yè)，以最大限度減少對環(huán)境的影響。同時，已經(jīng)調(diào)集大量資源，在2011年8月底之前全面完成清理工作。