中国石油大学（油田化学）实验报告实验三钻井液钙侵及处理

中国⽯油⼤学（油⽥化学）实验报告实验三钻井液钙侵及处理
中国⽯油⼤学（油⽥化学）实验报告
实验⽇期：2011/10/10 成绩：
班级：学号：姓名：教师：
同组者：
实验三钻井液钙侵及处理
⼀.实验⽬的
1. 了解⼀般淡⽔钻井液钙侵后性能的变化规律。

2. 学会钙侵钻井液性能的调整
⼆. 实验原理
1. 钻井液钙侵后，原来的钠质⼟变为钙质⼟，其ξ电位降低，⽔化膜变
薄，粘⼟颗粒间形成或增强絮凝结构。

从⽽导致钻井液粘度、切⼒上升、失⽔增⼤。

当钙侵到⼀定程度后，粘⼟颗粒继续变粗⽽沉淀，此时粘⼟分散度明显降低，使粘度、切⼒转⽽下降，失⽔继续增⼤。

钻井液性能参数变化趋势见下图。

2. 钙侵钻井液加⼊适量有机处理剂（稀释剂）后，⼀是拆散因钙离⼦作
⽤形成较⼤较强的粘⼟絮凝结构，使钻井液处于适度絮凝状态，⼆是保护粘⼟颗粒使它保持适度尺⼨，不⾄于结合⽽⼜变得过⼤，从⽽使钻井液性能得到改善。

三．仪器、药品
仪器：ZNN-D6粘度计⼀台；电⼦天平⼀台。

药品：CMC、降粘剂。

四．实验步骤
1．取原浆500ml⾼搅5分钟，测其性能。

2．各组按下表加⽣⽯灰，⾼速搅拌10分钟后测全套性能。

组 1 2 3 4 5 ⽣⽯灰,% 0.05 0.15 0.2 0.25 0.3 3．根据加⽣⽯灰后的钻井液性能，加适量稀释剂和降失⽔剂使其性能得到恢复。

处理剂加量参考下表：
组 1 2 3 4 5
CaO,% 0.05 0.15 0.20 0.25 0.3
降粘剂,% 0.1 0.1 0.2 0.2 0.3
CMC,% 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
五．实验数据及处理
1．将所得数据及计算结果整理列表，如下所⽰：
表⼀钻井液钙侵数据记录表
项⽬φ600 φ300 φ200 φ100 φ6 φ3 滤失量ml 泥饼mm pH 基浆20 16 23.0
基浆+CaO 11 8 6.5 5 3 2 12.5×
2=25
2 10
基浆+CaO+降粘剂+降虑失剂23 17 14 11 9 7 7.5×
2=15
1 10
数据的计算与处理：
(1)测得的是在7.5分钟下的滤失量，经理论推证，30分钟下的滤失量是其两倍，所以：
在基浆+CaO液体组成下，12.5×2=25（ml）
在基浆＋CaO+降粘剂＋降虑失剂液体组成下，7.5×2=15（ml）
表⼆钻井液钙侵数据统计表
组别φ600 φ300 滤失量/ml
1/2 23 20 34.6
3/4 27 23 41.0
5/6 12 10 50.0
7/8 10 8 62.0
9/10 8 5 75.0
(2)泥浆剪切应⼒τ0与粘度计读数Ф的对应关系为
=0.511×(2φ300-φ600)：
τ
以1/2组数据为例，当转数为600时，读数为23格，当转数为300格时，读数为20：
=0.511×（2×20-23）=8.687Pa
τ
与转数的对应关系为：
（3）钻井液的表观粘度η
p
=φ600-φ300：
η
p
同样以1/2组的数据为例，当转数为600时，读数为23格，当转数为
300格时，读数为20：
η
=23-20=3mPa.s
p
根据上⾯的描述对上⾯的表格⼆进⾏处理得：
表⼆钻井液钙侵数据处理表
组别CaO/% φ600 φ300 剪切应⼒τ0 粘度ηp 滤失量1/2 0.05 23 20 8.687 3 34.0 3/4 0.15 27 23 9.709 4 41.0 5/6 0.2 12 10 4.088 2 50.0 7/8 0.25 10 8 3.066 2 62.0
9/10 0.3 8 5 1.022 3 75.0
2．给出钻井液表观粘度、动切⼒以及失⽔随⽣⽯灰加量的变化曲线并简要
解释。

根据对数据的分析与处理，可以得出表观粘度、动切⼒以及滤失量随⽣⽯灰
加量的变化曲线，如下所⽰:
图像分析:
图像中蓝⾊、黄⾊和粉红⾊分别代表代表粘度、滤失量和动切⼒随CaO百分数的变化曲线，由图像可以更加直观、清楚的看出，随着⽣⽯灰的加⼊，使原来的钠质⼟变为钙质⼟，其ξ电位降低，⽔化膜变薄，粘⼟颗粒间形成或增强絮凝结构。

从⽽导致钻井液粘度、切⼒上升、失⽔增⼤。

当钙侵到⼀定程度后，粘⼟颗
粒继续变粗⽽沉淀，此时粘⼟分散度明显降低，使粘度、切⼒转⽽下降，失
⽔继续增⼤。

六、实验总结
⾸先，通过本次试验，是我巩固了对钻井液性能的测试⽅法，使我加深了对于钻井液钙侵知识的理解。

然后，使我认识到钙侵对于油井⽣产的巨⼤
危害，进⼀步了解了应对钙侵所采⽤的⽅法和试剂。

在实验的过程中，由于泥浆数量的限制，⾃⼰认为分半⽤于实验可能较为合理，但不知这样做影响了粘度的测定，使得在实验的过程中所测的剪切
应⼒的数值偏⼩，这对以后进⾏类似的实验积累了经验。