钻井液工艺学.pptx

CP6 Water based Drilling Fluids第六章 水基钻井液;§6—1 分散钻井液;2．分散剂 丹宁、褐煤、铁铬木质素、CMC、NaOH等。 3．分散钻井液特点 （1）所用药品多为分散剂 （2）矿化度低 NaCl1% [Ca2+]120ppm （3）性能不稳定，易受污染。 （4）优点：工艺简单，成本低 细分散泥浆虽然缺点较多，但配制工艺简单。处理剂用量少，成本低因此有的地方仍在使用。;二、钻井液受侵及处理;（一）钙侵;2.性能变化 第一阶段：粘、切、失水↗泥饼增厚 第二阶段：粘、切↘失水↗泥饼增厚 3.作用机理 阳离子交换 Ca2+与Na交换→钠土转换为钙土→粘土ξ电势减小，水化膜变薄。 4.石膏侵，水泥侵区别 石膏侵，PH值一直下降 水泥侵：PH值增加;5.石膏侵的处理？？？;（二）盐侵及盐水侵;;（2）机理 NaCl→压缩粘土双电层→粘土ζ电势降低水化膜变薄→粘土絮凝，聚结 （3）处理;三、泥浆性能调节;加重前的要求 Ⅰ加重前泥浆粘度不宜过高 Ⅱ加重应提切力（0.5Pa） 为了满足以上两点要求，搬土含量应控制在一定范围。 Ⅲ注意降低泥饼摩擦系数（可加表面活性剂） 3.降密度 方法：加水、稀处理剂、低密度泥浆。 ;（二）粘度的调节 1.提粘度 （1）处理时机 当井壁垮塌、沉砂过多或者堵漏时。 （2）方法（分为三种情况） Ⅰ提塑粘 a.加分散剂（CMC） b.加油 c.加惰性固体 Ⅱ提结构粘度 加电解质（氯化钙）;2.降粘切 （1）处理时机 钻进泥质岩石，配加重泥浆，以及泥浆受可溶盐侵污导致的粘切上升。 （2）方法 a.加稀释剂 b.加水或稀处理剂 c.加明矾;（三）失水 钻达生产层，易垮塌及吸水膨胀地层。 方法： 1.使用降失水剂 2.有助于形成致密泥饼的物质（如磺化沥青） （四）调节PH值 方法：1.一般使用NaOH 2.防塌泥浆中用KOH 3.深井可配合表面活性剂，可有效的稳定PH 值。;（五）混油 1.优点： （1）降失水 （2）降摩阻 （3）保护油气层 （4）防塌 2.工艺要求 （1）调节好泥浆性能，粘度不宜太高 （2）混油量5～10% （3）注意搅拌均匀 （4）可加适量亲水性活性剂（如AS、OP等按油量的0.1～0.3%）;§6—2 钙处理泥浆;二、配制原理;三、钙处理泥浆抗污染机理;四、性能调节;§6—3 盐水泥浆 ;三、饱和盐水泥浆特点;四.工艺要点;五.常用饱和盐水泥浆;2. SMC—SMP饱和盐水泥浆 （1）特点：抗高温，泥饼摩阻小，适用于超深井 （2）维护要点 a.搬土含量4～6%体积比 b.PH=7～10 c.SMP为主处理剂，配合SMC使用。;§6—4 聚合物钻井液;（二）粘度对钻速的影响;机理分析： 1.钻头破碎岩石之前需先将钻头与地层之间的流体排开，泥浆粘度高相当于在两者间提供了粘性缓冲垫子，即是减小了钻头对岩石的冲击力，导致Vt下降。 2.粘度↗ 岩屑下沉速度↘ 固含↗ 导致了ρ和粘度上升。 Vt↘;（三）失水量对钻速的影响;（四）固相含量及类型对速的影响;结论：;二、聚合物处理剂及作用;3.水解聚丙烯酰胺（PHP） （1）水解反应 （2）水解度;4.PHP、PAM的性质。 （1）水溶性 ↗ 水溶性愈差。 PHP的水溶性优于PAM （2）粘滞性 a.分子量愈大，粘度愈大。 b.水解度愈大，粘度愈大。 c.温度↗ 粘度↘ （3）交联 （4）抗温可达200℃ （5）PH=8时絮凝效果最佳（PH10时，PHP继续水解） （6）抗盐抗钙能力 PHP抗Ca2+200PPm,(PHP200转化为完全絮凝剂) 抗Cl-2000PPm;（二）聚合物处理剂的作用;(2)影响因素 ①分子量 目前国内使用的=300～600万 ②水解度 H=30%效果最佳 ③絮凝剂浓度 小于临界浓度 ④PH值 PH=7～8.5时（此时H=30%）PHP的絮凝效果最佳。 ⑤分散剂 分散剂抵消PHP的絮凝效果; ⑥电解质 电解质加入，如CaCl2 、NaCl等加入，使PHP成为完全絮凝剂。 使用不分散低固相钻遇石膏层时。要加适量纯碱处理。 (3)为什么PHP会有选择絮凝的性质 这主要是因为PHP分子链上的-COO-与搬土表面上的静电斥力，以及搬土表面上的水化膜厚等，因此PHP在粘土颗粒表面上的吸附能力降低，但PHP与钻屑和其它劣土间没有这种排斥效应，所以PHP是絮凝劣土而不絮凝搬土。;2. 防塌作用 PAM和PHP具有一定的防塌作用，（这是与淡水相比较而言）它的防塌机理有这些: (1)长链高分子横过泥页岩井壁