钻井液处理剂钻井液降滤失剂.ppt

关于钻井液处理剂钻井液降滤失剂钻井液滤失量的重要性钻井液滤失量大易引起页岩的膨胀和垮塌，造成井壁不稳定。钻井液和滤液侵入地层，引起粘土膨胀，堵塞地层油气流通道，损害产层。在滤失量增大的同时滤饼也增厚，而厚滤饼使井径缩小，造成钻具扭矩大，起钻抽汲，下钻遇阻，固井质量差等问题。因此，适当低的滤失量是钻井液的重要性能之一。第2页,共30页，星期六，2024年，5月降滤失剂的作用原理第一、护胶作用。为了形成渗透率低的泥饼，要求钻井液中粘土颗粒粒径有合适的大小分布，同时要求有较多的细颗粒。降滤失剂的护胶作用在于（1）吸附在粘土表面形成吸附层，以阻止粘土颗粒絮凝变大；（2）能把在钻井液循环搅拌下所拆散的细颗粒通过吸附稳定下来，不再粘结成大颗粒。这样增加了细颗粒的比例，有利于形成致密泥饼。第3页,共30页，星期六，2024年，5月第二、提高滤液粘度可以降低滤失量。滤失量与钻井液滤液粘度的0.5次方成反比。有机降滤失剂加入钻井液后提高了滤液粘度,使滤失量降低。第三增加钻井液中粘土颗粒的水化程度,可以降低滤失量。降滤失剂吸附在钻井液中的粘土颗粒上,使其水化程度增加颗粒的水化膜增厚,形成的滤饼在高压下易变形,滤饼的渗透率降低。第4页,共30页，星期六，2024年，5月第四、降滤失剂分子本身的堵孔作用。有机高分子降滤失剂的分子尺寸在胶体颗粒范围内，加入这些外理剂后，它们一方面是分子的长链楔入滤饼的间隙中，另一方面长链分子卷曲成球状，堵塞滤饼微孔隙，使滤饼薄而致密，从而降低滤失量。第5页,共30页，星期六，2024年，5月羟甲基纤维素钠盐（Na-CMC）

CMC是由棉花纤维用20%NaOH处理后，加入氯乙酸钠进行醚化反应而成。由于其聚合度的不同又分高粘、中粘、低粘三种。一般CMC聚合度在200-600左右,取代度0.60-0.90。CMC分子链中羟基、醚基是吸附基团，羟钠基为水化基团。CMC抗温一般130℃，经过改性可提高抗温能力20℃~30℃,低粘CMC具有良好的抗盐、抗钙的能力,并且对钻井液流变性影响小，常用于处理盐水侵或盐水钻井液。第6页,共30页，星期六，2024年，5月CMC的降失水机理第一：是由于其可以增加钻井液中细的粘土颗粒的数量,增加水化膜的厚度,提高粘土颗粒的电动电位起到护胶作用。第二：CMC可有效提高钻井液的滤液粘度以及本身的堵孔作用。第7页,共30页，星期六，2024年，5月CMC性能及使用特点由于CMC良好的降滤失效果，及增加钻井液及滤液粘度的作用,在上部井眼使用会导致井径较小，在下部井眼使用常引起钻屑粘附上部井眼井壁，导致起下钻不畅通。因此,一般井使用CMC应在进入沙河街组地层以后,并且每次加量不宜过大。上部地层由于特殊情况被迫使用CMC时,应在井下恢复正常后用低粘、切，高失水的钻井液充分冲洗井眼,使井径适当扩大，井壁干净。醚化度0.80-0.85的LV-CMC适用于高矿化度水泥浆体系,具有抗盐抗钙效果好,流变性易控制等优点。第8页,共30页，星期六，2024年，5月磺甲基酚醛树脂（SMP）SMP是在酸性条件下使甲醛苯酚生产成线性酚醛树脂,再在碱性条件下加入磺甲基化试剂进行分步磺化制得。第9页,共30页，星期六，2024年，5月SMP的结构及性能特点SMP分子结构有如下特点（1）分子链由亚甲基桥和苯环构成引入磺酸基故热稳定性高，可抗180℃-200℃高温。（2）由于引入磺酸基，其抗无机电解质的能力强。其中SMP-1可适用于矿化度小于10万PPM的钻井液体系，SMP-2可适用于盐水钻井液、饱和盐水钻井液体系，抗钙达2000PPm。SMP能有效降低钻井液的高温高压失水，明显改善泥饼质量，增强钻井液的热稳定性。同时，它还有较好的润滑和防塌作用。第10页,共30页，星期六，2024年，5月SMP的使用方法SMP单独做为降滤失剂的加量是3%-5%，其中SMP-2用于盐水钻井液时其加量是5%-8%，SMP-1有增粘作用，SMP-2略微降粘，SMP与褐煤类降失水剂如SMC或褐煤碱液共同使用可大大增强其降失水效果，这一方面是由于复配后SMP在粘土表面的吸附量可增加5-6倍，第二是褐煤类处理剂与SMP发生交联，增强降失水效果。因此建议在垂深超过2500米的井才开始使用SMP，并配合褐煤类降失水剂以免造成浪费。第11页,共30页，星期六，2024年，5月高温高压降失水剂SCUR（褐煤类）

褐煤类降失水材料主要利用褐煤中的腐植酸,腐植酸不是单一的化合物,而是一种复杂的、相对分子量不均一的羟基苯羧酸的混合物，难溶于水，溶于烧碱溶液生成腐植酸钠作