第三章钻井液性能及其控制案例.ppt

第三章 钻井液性能及其控制;第一节 钻井液密度及其调整;第一节 钻井液密度及其调整;2、钻井液密度对钻井的影响;二、钻井液密度测量;2、测量程序;三、钻井液密度调整;表1 高密度不溶性矿物或矿石;水溶性盐;（3）加重材料用量计算;联立（1）式和（2）式可得：;若泥浆罐有限制，加重前需排放掉部分钻井液，可根据加重后体积V2，计算出应保留的原浆体积V1，然后由（4）计算加重剂用量。;例：使用重晶石将200m3密度为1.32g/cm3的钻井液加重到密度为1.38g/cm3。 （1）如最终体积无限制，求重晶石（密度为1.32g/cm3）的用量 （2）如果最终体积200m3，求重晶石的用量;;(2)最终体积有限制，V2=200m3;;2、降低钻井液密度;第二节 钻井液PH值和碱度;二、钻井液酸碱性表示法;（2）钻井对钻井液PH值要求;（3）PH值法缺点 钻井液维持碱性的无机离子除了OH-外，还可能有HCO3-和CO32-等离子，PH值不能反映钻井液中这些离子的种类和类型。;2、碱度表示法;②甲基橙碱度：以甲基橙为指示剂，滴定样品使其PH值降至4.3所需要的酸量（甲基橙变色点为PH=4.3, 颜色黄色变为橙红色).;（2）碱度的测定及碱性来源判断 ;②甲基橙碱度：在测定完酚酞碱度的样品中加入甲基橙指示剂溶液2-3滴，用酸滴定至水样呈橙红色，记录消耗盐酸的体积为V2 （不包括滴定酚酞碱度消耗的酸量），此时起如下反应：;;三、钻井液酸碱性调整;第三节 钻井液含砂量及其测定;含砂量过大会对钻井过程造成以下危害：; 三、含砂量控制方法 充分利用震动筛和除砂器等固控设备。;2、测量方法 （1）将一定体积的钻井液注入玻璃容器中，然后注入清水至刻度线。 （2）用力振荡后将容器中的流体倒入筛网筒过筛．然后将漏斗套在筛网筒上反转，漏斗嘴插入玻璃容器。 （3）将不能通过筛网的砂粒用清水冲入玻璃容器中，待砂粒全部沉淀后读出体积刻度，由下式求出钻井液含砂量N：;;1、试验步骤 （1）用不带针头的注射器量取1mL钻井液，放入适当大小的锥形瓶中，加入10mL水稀释。为消除有机处理剂的干扰，加入15mL3%的H2O2和0.5mL浓度为2.5M的释H2S04，缓缓煮拂10min，然后用水稀释到50mL。; (2) 以每次0.5mL亚甲基蓝标准溶液（0.01M）加入到锥形瓶中，然后旋摇30s，在固体悬浮的状态下，用搅拌棒取一滴液体放在滤纸上，观察染色的钻井液固相周围有无兰色环出现，若无兰色环出现，重复以上操作。一旦发现兰色环，摇荡锥形瓶2min，再放1滴在滤纸上，如色圈仍不消失，即达到滴定终点，如图1-5所示。此时，所消耗的亚甲基蓝标准溶液的毫升数即为钻井液的阳离子交换容量(CEC)。;图1-5 亚甲基蓝滴定终点的点滴试验;2、膨润土含量计算;第五节 钻井液固相含量;二、钻井液中固相的类型;4、按固相粒度分类 按照美国石油学会制定的标准，钻井液中的固相可按照其颗粒的大小分为三类： （1）粘土（或称胶粒） 粒径2um （2）泥 粒径2~73um （3）砂（或称API砂） 粒径74um; 在钻井过程中，过高的固相含量往往对井下安全造成很大的危害，其表现主要有以下几个方面：;5、固相含量越大，钻速越低;固相颗粒大小：室内模拟实验结果还表明，钻井中小于1μm的亚微米颗粒要比大于1 μm的颗粒对钻速的影响大12倍。因此，如果钻井液中小于1 μm的亚微米颗粒越多，所造成钻速下降的幅度就越大。;分散钻井液：亚微米颗粒约占全部固相颗粒总数的80% 聚合物不分散钻井液：亚微米颗粒仅占全部固相颗粒总数的13％;四、钻井液固相含量测定;五、固相控制方法;第六节 钻井液滤液分析;1、测量原理;2、计算;如果Cl-完全是由NaCl电离产生的，则滤液中的NaCl含量可由下式计算：;二、钙离子与镁离子的测定; (1)某些地区的配浆水中含有较高浓度的Ca2+和Mg2+ ，通常称这样的水为硬水，并称Ca2+和Mg2+的总质量浓度为水的硬度。;2、测量原理与方法;; 在滴定中，EDTA标准溶掖的浓度为0.02N，所使用指示剂为一种常见染料—铬黑T。在溶液中有Ca2+和Mg2+两种离子共存的情况下，EDTA先与Ca2+生成螯合物。待Ca 2 +反应完全后，才与Mg2+生成螯合物，一直到溶液中的Mg2+耗尽时，溶液颜色将由酒红色变为蓝色，表示巳达到反应终点。根据滴定中消耗的EDTA的体积，可计算钻井液中的Ca2+和Mg2+含量，计算公式如下：;; 钻井液除以上讲到的性能，钻井液的其它性能还包括流变性、滤失造壁性、抑制性、