前沿应用|油田现场核磁在线表征完井液高温热稳定性

随着全球油气资源开发向深层、超深层及非常规储层延伸，井下温度环境日趋苛刻。完井液作为保障井筒完整性和储层保护的关键工作液，其高温热稳定性直接影响：完井作业安全性（井控风险）；储层保护效果（渗透率伤害）；完井工具使用寿命（腐蚀/沉积）；经济效益（高温失效导致的非生产时间）等。

随着油气勘探开发向深井、超深井及高温高压（HTHP）井发展，井下温度超过 100°C，甚至 200°C。在此背景下，传统完井液体系（如盐水基、聚合物基）普遍存在高温失效风险，亟需建立精准的热稳定性评价方法。目前，完井液在高温环境下的老化评价方法遇到一些挑战：传统的高温老化试验（如HTHP老化罐）、高温流变测试仅能观察宏观变化，无法深入分析纳米级材料在高温条件下的团聚、沉降、降解等机制（高温导致完井液组分，如纳米颗粒、乳化剂的相互作用机制尚不清晰，影响配方优化）；高场核磁（>300MHz）设备昂贵，且不适用于现场快速检测。因此，依托低场核磁共振技术研究完井液的高温热稳定性的方法应运而生。

低场核磁共振技术为完井液热稳定性研究提供了对应的原位地层高温环境模拟，可以建立分钟级别的快速定量的检测评价方法，通过T₂分布快速评价纳米材料分散稳定性，进而进行分子运动层面的失效机制解析。

低场核磁共振在线表征完井液高温热稳定性实例：

实验材料：

样品：某油基完井液

仪器：低场核磁共振变温分析仪（VTMR20-010V-I）

实验方案：

1、将某油基完井液分成对照组和实验组。

2、对照组样品常温25℃条件下保存测试。

3、实验组在核磁提供的150℃高温条件下进行在线老化测试，高温老化时间为48小时。

4、通过对照组和实验组的T₂弛豫测试对比结果，判断该款油基完井液的高温热稳定性。

样品	T21	T22	T23
对照组	20ms （6%）	189ms （54%）	512 （40%）
实验组	15ms （17%）	152ms （40%）	598ms （43%）

通过核磁弛豫分析，可以看到对照组的完井液T₂₂主峰位于189ms（对应游离油相），在实验组经过48小时的150℃高温老化处理后，T₂₂主峰发生了左移下降到152ms 的位置，同时峰值面积占比发生下降；短弛豫信号图T21由于高温老化产生的乳化剂降解产物导致信号量提高12%。而长弛豫信号T₂₃由于长时间的高温老化，破坏了油基完井液的油水相态平衡，导致水分被进一步解离，从而弛豫时间变长。

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