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第六章 钻井液体系;第一节 水基钻井液;第一节 水基分散型钻井液;1. 水基分散型钻井液的组成和特点 组成： 淡水 + 粘土 + 处理剂;? 特点： 滤失量小、泥饼致密、配高密度钻井液(2以上)、抗温能力强、成本低 粘土分散度改变、导致性能改变、性能容易受电解质污染、稳定性差 ? 技术关键： 保持粘土颗粒的高度分散;2. 选土与配浆 ? 选土 要求：最少的土量得到最高的粘度。 实验观察：不同的土达到相同粘度时，用土量相差很大。 ;选择配浆土的指标 —— 造浆率。 造浆率：每吨干土配出表观粘度为15mPa.s的钻井液的体积量。 单 位：m3/T 测定计算方法： ? 三个样品杯，加入350ml蒸馏水，再加入不同重量的土； ? 搅拌20分钟 ? 陈化24小时 ? 搅拌5分钟； ? 测定600r/min读数，计算表观粘度； ? 在半对数坐标上作图，找出15mPa.s时的膨润土加量； ? 按照公式计算造浆率。 ; 造浆率（m3/t） = 1000 / Cc + 0.4 Cc —— 表观粘度为15mPa.s时膨润土的加量，g/L； 0.4 —— 每吨膨润土所占体积，m3/t。 ;? 配浆 —— 配制原浆、基浆 原浆：仅由水 + 膨润土组成的一种初始钻井液。 基浆：原浆 + 处理剂 ;钙膨润土特点： Ca++价数高，与晶层吸引力强，水中不易分散； Ca++半径大，水化差，胶粒周围扩散双电层薄，造浆性差。 性能上表现为： 表观粘度小、造浆率低、静失水量大。;钠膨润土特点： Na+价数低、吸引力弱；Na+水化能力强。 表观粘度大； 造浆率高；静失水量小。 ;钙土改造为钠土： Ca土 + Na2CO3 ? Na土 + CaCO3 ? Ca土 + NaOH ? Na土 + Ca（OH ）2? ? Ca++ + OH- 原理：利用离子交换吸附，钙钠置换。;最优加碱量确定;最优加碱量确定方法 ? 最大造浆率法 ? 最低失水量法 ? 最大?电位法 ;? 配制定量、定密度钻井液所需土量 式中： ?浆 —— 钻井液密度，g/cm3; ?土 —— 粘土密度，g/cm3; ?水 —— 配浆水密度，g/cm3； V浆 —— 欲配钻井液体积, cm3。 ;? 配制定量、定密度钻井液所需水量 V水 = V浆 - W土 / ?土;例题 用密度为2.4的粘土，欲配密度为1.25钻井液45m3，计算需要多少吨粘土？多少m3水？ 解：;3. 水基分散型钻井液受污染及其处理 污染物定义:凡进入钻井液中使性能变坏的物质. 可溶性盐 （钙、钠盐） 污染物类型 钻屑 地层流体 (水、气体); ? 钙污染 钙来源： ? 石膏层：CaSO4 ? Ca++ +SO42- ? 水泥塞：Ca(OH)2 ? Ca++ + 2OH - 影响规律： ? 失水：Ca++↑→Vf ↑ ? 有效粘度： 高固相： Ca++ ↑→ ? ↑ → ? max 低固相： ? 先升后降; ;钙污染机理： —— 电解质压缩双电层，? ↓ ，改变聚结稳定性。 ;钙污染处理 处理原则：除钙、护胶、拆结构。 ? 除钙：加纯碱。 CO32-+Ca++? CaCO3 ? ? 护胶：加降失水剂（NaC、CMC） ? 拆结构：加入稀释剂（NaT、FCLS）;? 水泥侵的处理 特点：PH ↘ 处理： ? 加低碱比的护胶混合液 NaC : NaOH : NaT : Na2CO3 : H2O 5 : 1-2 : 1 : 2 : 50 ? 清水钻水泥塞，钻完放掉。;? 石膏侵的处理 特点：PH ↘ 因为：SO42- ↗ 处理： ? 对于薄层石膏层 纯碱 + 烧碱 （除钙） （提PH） ? 对于大段石膏层 使用高碱比的混合液 NaC : NaOH : NaT : Na2CO3 : H2O 5 : 2-3 : 1 : 2 : 50 ? 预处理 预先配成钙处理钻井液，抑制石膏溶解。;? 盐污染及其处理 污染曲线 ;污染规律 NaCl↗→PH ↘ NaCl ↗→ Vf ↗ 、? ↗→ ↘ → C（低固相 ,常数） 3%为分界线 ? 3%前，Vf 增加小，? ↗ ? 3%后，Vf