钻井液课件
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概述钻井液详情课件
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切力
钻井液的切力是指钻井液在静止状态 下,内部颗粒之间相互作用力所产生 的阻力。切力大小反映了钻井液的结 构强度和流动性。切力过大可能导致 钻井液流动性差,难以泵送;切力过 小则可能导致钻井液失去携岩能力。 通常使用切力计来测量钻井液的切力 。
滤失性、润滑性和防卡性等工程性能
滤失性
钻井液的滤失性是指在压力作用下,钻井液中的水分和固体颗粒通过地层孔隙或裂缝进入 地层的能力。滤失性过大可能导致地层损害和井壁失稳,因此需要控制钻井液的滤失量。 通常使用滤失仪来测量钻井液的滤失性。
高温高压地层
研发抗高温高压钻井液体 系,提高钻井液热稳定性 和抗污染能力。
复杂结构井
针对水平井、大位移井等 复杂结构井,优化钻井液 携岩能力,确保井眼清洁 。
04
钻井液技术发展趋势与挑 战
超深井、高温高压环境下钻井液技术难题
01
02
03
04
高温稳定性
钻井液在高温环境下易发生热 分解、氧化等反应,导致性能
常规性能测试方法介绍及操作流程
粘度测试
使用粘度计测量钻井液的流动 性能,评估其携岩能力。
滤失性测试
通过滤失仪测量钻井液在地层 中的滤失量,评估其封堵性能 。
密度测试
采用密度计测定钻井液的密度 ,以确保其具备足够的压力平 衡地层压力。
pH值测试
使用pH试纸或pH计测定钻井 液的酸碱度,以确保其稳定性
行业前沿动态关注及资讯获取途径分享
新型钻井液研发
随着钻井工程难度和复杂性的增加,新型钻井液的研发成 为行业前沿动态之一。例如,环保型水基钻井液、抗高温 高压油基钻井液等。
钻井液废弃物处理
钻井液废弃物处理是钻井工程中的一大难题,目前行业正 在研究废弃物无害化处理和资源化利用的新技术和新方法 。
钻井液基本解析ppt课件

当需要配制较低密度的钻井液时,应尽量选用高造浆率粘土;反之,当需 要的密度较高时,则应选用造浆率较低的粘土。但需注意,单纯为实现高 密度而选择造浆率很低的粘土配浆的方法是不可取的,因为会导致钻井液 的固相含量超出所允许的范围。
11
二、钻井液的滤失造壁性
在钻井过程中,当钻头钻过渗透性地层时,由于钻井液的液柱压力一般总 是大于地层孔隙压力,在压差作用下,钻井液的液体便会渗人地层,这种 特性常称为钻井液的滤失性。在液体发生渗滤的同时,钻井液中的固相颗 粒会附着并沉积在井壁上形成一层泥饼。随着泥饼的逐渐加厚以及在压差 作用下被压实,会对裸眼井壁有效地起到稳定和保护作用,这就是钻井液 的所谓造壁性。由于泥饼的渗透率远远小于地层的渗透率,因而形成的泥 饼还可有效地阻止钻井液中的固相和滤液继续侵入地层。在钻井液工艺中, 通常用一个重要参数——滤失量来表征钻井液的渗滤速率。
10
提高钻井液密度的方法是加入各种加重材料。在加重之前,应调整好钻井 液的各种性能,特别是要严格控制低密度固相的含量。所需密度值越高, 加重前钻井液的固相含量应越低,粘度、切力亦应越低。此外,加入可溶 性无机盐也是提高密度较常用的方法,如NaCl可将钻井液密度提高到 1.20 g/cm3左右。
降低钻井液密度的方法有以下几种: 1、用机械和化学絮凝的方法清除固相,降低钻井液固相含量; 2、加水稀释; 3、钻井液充气(钻低压油层时可选用)。
14
加重剂
SDMC 重晶石 英文:Barite powder SL—BAR 加重剂 产品描述:重晶石是一种以BaSO4为主要成分的天然矿石,经过机械加工 而成的灰白色粉末产品。主要用于提高密度不超过2.30g/cm3的水基钻井 液和油基钻井液的密度。 SL—BAR技术要求 性能 指标 密度,g/cm3 ≥4.20 水溶性碱金属(以钙计),mg/kg ≤250 大于75μm的筛余物质量分数,%(m/m) ≤3.0
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二、钻井液的滤失造壁性
在钻井过程中,当钻头钻过渗透性地层时,由于钻井液的液柱压力一般总 是大于地层孔隙压力,在压差作用下,钻井液的液体便会渗人地层,这种 特性常称为钻井液的滤失性。在液体发生渗滤的同时,钻井液中的固相颗 粒会附着并沉积在井壁上形成一层泥饼。随着泥饼的逐渐加厚以及在压差 作用下被压实,会对裸眼井壁有效地起到稳定和保护作用,这就是钻井液 的所谓造壁性。由于泥饼的渗透率远远小于地层的渗透率,因而形成的泥 饼还可有效地阻止钻井液中的固相和滤液继续侵入地层。在钻井液工艺中, 通常用一个重要参数——滤失量来表征钻井液的渗滤速率。
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提高钻井液密度的方法是加入各种加重材料。在加重之前,应调整好钻井 液的各种性能,特别是要严格控制低密度固相的含量。所需密度值越高, 加重前钻井液的固相含量应越低,粘度、切力亦应越低。此外,加入可溶 性无机盐也是提高密度较常用的方法,如NaCl可将钻井液密度提高到 1.20 g/cm3左右。
降低钻井液密度的方法有以下几种: 1、用机械和化学絮凝的方法清除固相,降低钻井液固相含量; 2、加水稀释; 3、钻井液充气(钻低压油层时可选用)。
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加重剂
SDMC 重晶石 英文:Barite powder SL—BAR 加重剂 产品描述:重晶石是一种以BaSO4为主要成分的天然矿石,经过机械加工 而成的灰白色粉末产品。主要用于提高密度不超过2.30g/cm3的水基钻井 液和油基钻井液的密度。 SL—BAR技术要求 性能 指标 密度,g/cm3 ≥4.20 水溶性碱金属(以钙计),mg/kg ≤250 大于75μm的筛余物质量分数,%(m/m) ≤3.0
《钻井液与完井液》课件
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《钻井液与完井液 》PPT课件
contents
目录
• 钻井液概述 • 钻井液的类型与选择 • 完井液概述 • 完井液的类型与选择 • 钻井液与完井液的应用案例 • 钻井液与完井液的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
钻井液概述
钻井液的定义
01
钻井液:在钻井过程中,用来循 环、悬浮、携带岩屑和稳定井壁 的循环流体。
环保法规与标准
遵守国内外相关环保法规和标准,确保钻井 液与完井液的环保合规性。
废弃物处理
采用适当的废弃物处理技术,如固液分离、 油水分离等,以减少对环境的污染。
生物降解性
研究和发展钻井液与完井液的生物降解性, 降低其对生态系统的长期影响。
循环利用技术
推广钻井液与完井液的循环利用技术,减少 资源浪费和环境污染。
至地面。
稳定井壁
钻井液在井壁上形成一层滤饼 ,保持井壁稳定,防止井壁坍 塌。
冷却钻头
通过循环带走钻头产生的热量 ,延长钻头使用寿命。
传递能量
作为循环流体,传递水力能量 ,如泵压和排量。
02
CATALOGUE
钻井液的类型与选择
常用钻井液类型
水基钻井液
以水为分散介质,加入 各种处理剂,用于钻进
淡水钻井。
总结词
提高采收率与储层保护
详细描述
某气田在完井过程中,采用了具有高 渗透性和储层保护能力的完井液,显 著提高了采收率,并有效保护了储层 ,延长了气田开采寿命。
案例三:复杂地层钻井液与完井液联合应用
总结词
应对复杂地层挑战
VS
详细描述
在某复杂地层的钻井和完井作业中,通过 联合应用钻井液和完井液,有效应对了地 层复杂多变带来的挑战,确保了钻井和完 井作业的顺利进行。同时,采用适当的钻 井液和完井液配方,对于提高油气勘探开 发效率具有重要意义。
contents
目录
• 钻井液概述 • 钻井液的类型与选择 • 完井液概述 • 完井液的类型与选择 • 钻井液与完井液的应用案例 • 钻井液与完井液的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
钻井液概述
钻井液的定义
01
钻井液:在钻井过程中,用来循 环、悬浮、携带岩屑和稳定井壁 的循环流体。
环保法规与标准
遵守国内外相关环保法规和标准,确保钻井 液与完井液的环保合规性。
废弃物处理
采用适当的废弃物处理技术,如固液分离、 油水分离等,以减少对环境的污染。
生物降解性
研究和发展钻井液与完井液的生物降解性, 降低其对生态系统的长期影响。
循环利用技术
推广钻井液与完井液的循环利用技术,减少 资源浪费和环境污染。
至地面。
稳定井壁
钻井液在井壁上形成一层滤饼 ,保持井壁稳定,防止井壁坍 塌。
冷却钻头
通过循环带走钻头产生的热量 ,延长钻头使用寿命。
传递能量
作为循环流体,传递水力能量 ,如泵压和排量。
02
CATALOGUE
钻井液的类型与选择
常用钻井液类型
水基钻井液
以水为分散介质,加入 各种处理剂,用于钻进
淡水钻井。
总结词
提高采收率与储层保护
详细描述
某气田在完井过程中,采用了具有高 渗透性和储层保护能力的完井液,显 著提高了采收率,并有效保护了储层 ,延长了气田开采寿命。
案例三:复杂地层钻井液与完井液联合应用
总结词
应对复杂地层挑战
VS
详细描述
在某复杂地层的钻井和完井作业中,通过 联合应用钻井液和完井液,有效应对了地 层复杂多变带来的挑战,确保了钻井和完 井作业的顺利进行。同时,采用适当的钻 井液和完井液配方,对于提高油气勘探开 发效率具有重要意义。
大学课件钻井液PPT课件
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2) 可变负电荷。在粘土晶体的断键边缘上有很多裸露的Al-OH键,其中OH中 的H在碱性条件下解离,会使粘土负电荷过剩;另外粘土晶体的边面上吸附了 OH-、SiO32-等无机离子或吸附了有机阴离子聚电解质也使 粘土带负电。由于 这种负电荷的数量随介质的pH值而改变,故称为可变负电荷。
3) 正电荷。不少研究者指出,当pH值低于9时,粘土晶体边面上带正电荷。 多数人认为其原因是由于裸露在边缘上的Al-O八面体在碱性条件从介质中接受 质子引起的。
高分子化合物对聚结稳定性的影响:
钻井液中粘土颗粒能够和高分子化合物之间发生相互作用,绝大部分高分子 化合物都会吸附在粘土颗粒的表面上。若高分子物质较多,粘土颗粒会尽可能多 地吸附高分子物质在它的表面上,当颗粒完全被高分子所包围,没有剩余的空白 表面,就会失去再吸附其它颗粒上的高分子的可能,使颗粒间的桥联作用无法实 现,使钻井液体系的稳定性增强,这种现象称为胶体的保护作用。
1) 物理吸附。物理吸附是靠吸附剂和吸附质之间分子间引力产生的,物 理吸附是可逆的,吸附速度与脱附速度在一定条件下呈动态平衡。非离子 型的有机处理剂,往往是因在粘土表面发生物理吸附而起作用的。
2) 化学吸附。化学吸附是靠吸附剂与吸附质之间的化学键力而产生的。 例如铁铬木质素磺酸盐在粘土晶体的边缘上可以发生螯合吸附。
离子交换吸附的规律:
浓度相同,价数越高,与粘土表面的吸力越强,交换到粘土表面上的 能力越强;
价数相同、浓度相近时,离子半径越小,水化半径越大,离子中心离 粘土表面越远,吸附能力弱(K+与H+除外);
当浓度很高时,低价离子同样能交换高价离子。常见的阳离子交换能 力强弱顺序是:
H+>Fe3+>Al3+>Ba2+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+>Li+ 粘土的阳离子交换容量是指在pH等于7的条件下,粘土所能交换下来的 阳离子总量。它包括交换性氢和交换性盐基,其数值均以每100 g粘土所交 换下来的阳离子的量表示。 粘土的阳离子交换容量,直接关系到粘土颗粒带电荷的多少和吸附处 理剂的能力。影响粘土阳离子交换容量的因素有粘土矿物的本性、粘土矿 物的分散度及溶液的pH值。
3) 正电荷。不少研究者指出,当pH值低于9时,粘土晶体边面上带正电荷。 多数人认为其原因是由于裸露在边缘上的Al-O八面体在碱性条件从介质中接受 质子引起的。
高分子化合物对聚结稳定性的影响:
钻井液中粘土颗粒能够和高分子化合物之间发生相互作用,绝大部分高分子 化合物都会吸附在粘土颗粒的表面上。若高分子物质较多,粘土颗粒会尽可能多 地吸附高分子物质在它的表面上,当颗粒完全被高分子所包围,没有剩余的空白 表面,就会失去再吸附其它颗粒上的高分子的可能,使颗粒间的桥联作用无法实 现,使钻井液体系的稳定性增强,这种现象称为胶体的保护作用。
1) 物理吸附。物理吸附是靠吸附剂和吸附质之间分子间引力产生的,物 理吸附是可逆的,吸附速度与脱附速度在一定条件下呈动态平衡。非离子 型的有机处理剂,往往是因在粘土表面发生物理吸附而起作用的。
2) 化学吸附。化学吸附是靠吸附剂与吸附质之间的化学键力而产生的。 例如铁铬木质素磺酸盐在粘土晶体的边缘上可以发生螯合吸附。
离子交换吸附的规律:
浓度相同,价数越高,与粘土表面的吸力越强,交换到粘土表面上的 能力越强;
价数相同、浓度相近时,离子半径越小,水化半径越大,离子中心离 粘土表面越远,吸附能力弱(K+与H+除外);
当浓度很高时,低价离子同样能交换高价离子。常见的阳离子交换能 力强弱顺序是:
H+>Fe3+>Al3+>Ba2+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+>Li+ 粘土的阳离子交换容量是指在pH等于7的条件下,粘土所能交换下来的 阳离子总量。它包括交换性氢和交换性盐基,其数值均以每100 g粘土所交 换下来的阳离子的量表示。 粘土的阳离子交换容量,直接关系到粘土颗粒带电荷的多少和吸附处 理剂的能力。影响粘土阳离子交换容量的因素有粘土矿物的本性、粘土矿 物的分散度及溶液的pH值。
《钻井液化学》课件
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固相控制设备
固控设备是实现固相控制的关键设备,包括振动筛、除砂器、除泥器、离心机等 ,用于分离和清除钻井液中的固相物质。
钻井液的油气层保护技术
油气层保护的重要性
油气层是油田开发的重要资源,保护油气层不受损害对于提 高油田采收率和降低开发成本至关重要。
油气层保护技术
采用适当的钻井液和完井液体系,减少对油气层的损害,同 时采取有效的油气层保护措施,如采用屏蔽暂堵技术、酸化 解堵技术等,提高油气层的渗透率和产能。
钻井液的滤失性
滤失性
钻井液中的水分通过滤饼在井壁上形成的液柱压 力差,向地层渗透的性能。
滤失量的测量
使用滤失仪测量钻井液在一定时间内向滤纸渗透 的水量。
滤失性的控制
通过调节钻井液的配方,控制滤失量,以保持井 壁稳定和防止地层水化膨胀。
钻井液的润滑性
01
02
03
润滑性
描述钻井液在钻柱与井壁 、钻屑与钻柱之间的润滑 性能。
润滑系数的测量
使用润滑系数测试仪测量 钻柱在钻井液中旋转时的 摩擦阻力。
润滑性的改善
通过添加润滑剂,降低摩 擦阻力,减少磨损和卡钻 事故。
钻井液的抗温性与抗盐性
抗温性
描述钻井液在高温下保持其性能稳定的能力。
抗盐性
描述钻井液在高盐度的地层水中保持其性能稳定的能力。
抗温性与抗盐性的改善
通过使用耐温、耐盐的钻井液处理剂,提高其抗温性和抗盐性,保 证钻井作业的安全和效率。
率。
教训分析
在钻井液技术应用中,也出现过一些问题和事故。这些问题和事故的原因主要包括技术 不成熟、操作不当、管理不善等。在教训分析中,需要深入剖析问题原因,提出改进措
施,避免类似问题的再次发生。
固控设备是实现固相控制的关键设备,包括振动筛、除砂器、除泥器、离心机等 ,用于分离和清除钻井液中的固相物质。
钻井液的油气层保护技术
油气层保护的重要性
油气层是油田开发的重要资源,保护油气层不受损害对于提 高油田采收率和降低开发成本至关重要。
油气层保护技术
采用适当的钻井液和完井液体系,减少对油气层的损害,同 时采取有效的油气层保护措施,如采用屏蔽暂堵技术、酸化 解堵技术等,提高油气层的渗透率和产能。
钻井液的滤失性
滤失性
钻井液中的水分通过滤饼在井壁上形成的液柱压 力差,向地层渗透的性能。
滤失量的测量
使用滤失仪测量钻井液在一定时间内向滤纸渗透 的水量。
滤失性的控制
通过调节钻井液的配方,控制滤失量,以保持井 壁稳定和防止地层水化膨胀。
钻井液的润滑性
01
02
03
润滑性
描述钻井液在钻柱与井壁 、钻屑与钻柱之间的润滑 性能。
润滑系数的测量
使用润滑系数测试仪测量 钻柱在钻井液中旋转时的 摩擦阻力。
润滑性的改善
通过添加润滑剂,降低摩 擦阻力,减少磨损和卡钻 事故。
钻井液的抗温性与抗盐性
抗温性
描述钻井液在高温下保持其性能稳定的能力。
抗盐性
描述钻井液在高盐度的地层水中保持其性能稳定的能力。
抗温性与抗盐性的改善
通过使用耐温、耐盐的钻井液处理剂,提高其抗温性和抗盐性,保 证钻井作业的安全和效率。
率。
教训分析
在钻井液技术应用中,也出现过一些问题和事故。这些问题和事故的原因主要包括技术 不成熟、操作不当、管理不善等。在教训分析中,需要深入剖析问题原因,提出改进措
施,避免类似问题的再次发生。
《钻井液完井液化学》课件
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油类物质
柴油
作为燃料提供能量,同时也可以作为润滑剂和加重剂。
油基处理剂
如油酸、脂肪酸等,用于提高钻井液的润滑性和稳定性。
聚合物
高分子聚合物
如聚丙烯酰胺、聚合物硅酸盐等,用于提高钻井液的粘度、 切力和稳定性。
生物聚合物
如淀粉、纤维素等,用于提高钻井液的粘度和稳定性,同时 可生物降解。
03
钻井液完井液的物理化学性质
04
钻井液完井液的性能评价
静切力评价
静切力
是指钻井液在静止状态下,受到外力作用时抵抗剪切的内部摩擦力。静切力是评价钻井液完井液性能 的重要指标之一,它能够反映钻井液的悬浮能力和稳定性。
静切力评价方法
通过测量钻井液在不同剪切速率下的剪切应力和粘度,绘制出剪切应力与剪切速率的关系曲线,从而 评估钻井液的静切力性能。
滤失性评价方法
通过测量钻井液在不同压力和温度下的滤失量和滤饼厚度,从而评估钻井液的滤失性。
05
钻井液完井液的配制与维护
配制方法与步骤
调整优化
根据性能检测结果,对钻井液完井液的配 方或配制参数进行调整优化,以提高其性 能。
配制方法
根据钻井液完井液的配方,按照规定的比 例混合各种原材料,确保配制出的钻井液 完井液符合性能要求。
润滑性
是指钻井液在钻进过程中对钻具和岩石表面 的润滑能力。润滑性是评价钻井液完井液性 能的重要指标之一,它能够降低钻进过程中 的摩擦阻力,提高钻进效率。
润滑性评价方法
通过测量钻井液在不同压力和温度下的摩擦 系数和润滑系数,从而评估钻井液的润滑性
。
滤失性评价
滤失性
是指钻井液在压力作用下通过滤饼时滤失量的多少。滤失性是评价钻井液完井液性能的 重要指标之一,它能够反映钻井液的封堵能力和保护油气层的能力。
钻井液化学课件 PPT

(2)损害油气层 (3)泥饼过厚(如起钻具时提力增加、遇卡、 泥包钻头、泥饼卡钻等)
第四节 钻井液滤失性及其控制
2、钻井液降滤失剂分类 降滤失剂: 能降低钻井液滤失量得化学剂
降滤失剂分类: 天然改性(改性褐煤、改性淀粉、改性纤维 素、改性树脂) 人工合成(烯类单体聚合物)
第四节 钻井液滤失性及其控制
两者得关系:一般滤失量少,造壁性就好
第四节 钻井液滤失性及其控制
2、钻井液滤失类型
按就是否流 动
动滤失 静滤失
按测试条件
常规滤失量(VAPI) 高温高压滤失量(VHTHP)
第四节 钻井液滤失性及其控制
VAPI测试条件: 24 ± 3 ℃ 、 0、69MPa 、 45、8cm2 、 30min
VHTHP测试条件:
钻井液化学课件
第一节 钻井液得功能与组成
一、钻井液得循环
泥浆罐
泥浆泵
地面高压管汇
立管
水龙带
水龙头
方钻杆
钻 杆 钻铤
钻头
钻柱与井壁形成得环形空间
从井口返出,流经固控设备进行处理
第一节 钻井液得功能与组成
一、钻井液得循环
第一节 钻井液得功能与组成
二、钻井液得功能 1、冲洗井底 2、携带岩屑与密度调整材料 3、冷却与润滑钻头钻具 4、平衡地层压力 5、获取地层信息 6、悬浮岩屑与固体密度调整材 料 7、稳定井壁 8、传递功率
二、为什么要调整钻井液密度 (1)防止喷、塌、漏钻井事故得发生 (2)钻井液密度与油气层损害有关 (3)钻井液密度影响钻井速度
第二节 钻井液密度及其调整
三、怎样调整钻井液密度
1、调整钻井液密度原则 平衡地层压力与地层构造应力
2、调整钻井液密度方法 (1)降低钻井液密度
第四节 钻井液滤失性及其控制
2、钻井液降滤失剂分类 降滤失剂: 能降低钻井液滤失量得化学剂
降滤失剂分类: 天然改性(改性褐煤、改性淀粉、改性纤维 素、改性树脂) 人工合成(烯类单体聚合物)
第四节 钻井液滤失性及其控制
两者得关系:一般滤失量少,造壁性就好
第四节 钻井液滤失性及其控制
2、钻井液滤失类型
按就是否流 动
动滤失 静滤失
按测试条件
常规滤失量(VAPI) 高温高压滤失量(VHTHP)
第四节 钻井液滤失性及其控制
VAPI测试条件: 24 ± 3 ℃ 、 0、69MPa 、 45、8cm2 、 30min
VHTHP测试条件:
钻井液化学课件
第一节 钻井液得功能与组成
一、钻井液得循环
泥浆罐
泥浆泵
地面高压管汇
立管
水龙带
水龙头
方钻杆
钻 杆 钻铤
钻头
钻柱与井壁形成得环形空间
从井口返出,流经固控设备进行处理
第一节 钻井液得功能与组成
一、钻井液得循环
第一节 钻井液得功能与组成
二、钻井液得功能 1、冲洗井底 2、携带岩屑与密度调整材料 3、冷却与润滑钻头钻具 4、平衡地层压力 5、获取地层信息 6、悬浮岩屑与固体密度调整材 料 7、稳定井壁 8、传递功率
二、为什么要调整钻井液密度 (1)防止喷、塌、漏钻井事故得发生 (2)钻井液密度与油气层损害有关 (3)钻井液密度影响钻井速度
第二节 钻井液密度及其调整
三、怎样调整钻井液密度
1、调整钻井液密度原则 平衡地层压力与地层构造应力
2、调整钻井液密度方法 (1)降低钻井液密度
钻井液化学PPT课件
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第32页/共174页
降滤失剂 1、钻井液滤失量过大的危害及使用降滤失剂的 必要性
(1)钻井过程中钻井液滤失量大,容易引 起泥页岩的水化膨胀、造浆和井漏井塌,造成井 壁不稳定;
(2)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。
第33页/共174页
(3)滤失量大的同时滤饼增厚,而滤饼增厚使 井径缩小,给旋转的钻具造成大的扭矩,容易造 成卡钻
Cc:滤饼中固相的体积分数; C m : 钻 井 液 中 固 相 体 积 分第数31;页/共174页
•其中 ( Cc 1) 固相含量系数、K主要由钻井液固相含
Cm
量、固相类型、颗粒分布以及水化分散程度有关,具 体来讲: (1)钻井液中优质活性固体——膨润土含量增加一般 滤失量下降。然而钻井液中固相含量增加会使钻井液 粘度升高,为了使钻井液有好的流动性,不采用提高 钻井液固相含量的方法来降低滤失量。 (2)降滤失剂如:CMC、磺甲基褐煤、酚醛树酯、 烯类单体聚合物等能堵塞滤饼的孔,降低K。
第3页/共174页
4、平衡地层压力 调节钻井液密度建立与地层压力相适应的液柱
压力,防止发生井喷、井长、井漏的井下复杂问 题。
第4页/共174页
5、冲洗井底 钻井液可在钻头水眼处形成高速的液流,喷
向井底。高速喷出的钻井液可将由于钻井液压力 与地层压力差而被压持在井底的岩屑冲起,起冲 洗井底的作用。
第一节 钻井液的功能与组成
一、钻井液的功能 1、携带和悬浮钻屑
泥浆的一个基本功用,就是要把钻头破碎的 岩屑从井底带出井眼。
当接钻杆换钻头或临时停止循环时,泥浆又 把井眼内的钻屑悬浮住,不致很快下沉,防止沉砂 卡钻的危险。
第1页/共174页
2、稳定井壁 井壁稳定、井眼规则是优质快速钻井的基础
降滤失剂 1、钻井液滤失量过大的危害及使用降滤失剂的 必要性
(1)钻井过程中钻井液滤失量大,容易引 起泥页岩的水化膨胀、造浆和井漏井塌,造成井 壁不稳定;
(2)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。
第33页/共174页
(3)滤失量大的同时滤饼增厚,而滤饼增厚使 井径缩小,给旋转的钻具造成大的扭矩,容易造 成卡钻
Cc:滤饼中固相的体积分数; C m : 钻 井 液 中 固 相 体 积 分第数31;页/共174页
•其中 ( Cc 1) 固相含量系数、K主要由钻井液固相含
Cm
量、固相类型、颗粒分布以及水化分散程度有关,具 体来讲: (1)钻井液中优质活性固体——膨润土含量增加一般 滤失量下降。然而钻井液中固相含量增加会使钻井液 粘度升高,为了使钻井液有好的流动性,不采用提高 钻井液固相含量的方法来降低滤失量。 (2)降滤失剂如:CMC、磺甲基褐煤、酚醛树酯、 烯类单体聚合物等能堵塞滤饼的孔,降低K。
第3页/共174页
4、平衡地层压力 调节钻井液密度建立与地层压力相适应的液柱
压力,防止发生井喷、井长、井漏的井下复杂问 题。
第4页/共174页
5、冲洗井底 钻井液可在钻头水眼处形成高速的液流,喷
向井底。高速喷出的钻井液可将由于钻井液压力 与地层压力差而被压持在井底的岩屑冲起,起冲 洗井底的作用。
第一节 钻井液的功能与组成
一、钻井液的功能 1、携带和悬浮钻屑
泥浆的一个基本功用,就是要把钻头破碎的 岩屑从井底带出井眼。
当接钻杆换钻头或临时停止循环时,泥浆又 把井眼内的钻屑悬浮住,不致很快下沉,防止沉砂 卡钻的危险。
第1页/共174页
2、稳定井壁 井壁稳定、井眼规则是优质快速钻井的基础
《钻井液工艺学绪论》课件

过程中,需要对其润湿性进行监测和控制。
04
钻井液处理剂
增粘剂
总结词
提高钻井液粘度,改善钻屑悬浮效果。
详细描述
增粘剂是一种高分子聚合物,能够显著提高钻井液的粘度,从而有助于更好地 悬浮和运输钻屑。在钻井过程中,钻屑常常会因为钻井液的流动性而难以悬浮 和运输,增粘剂的使用可以有效地解决这一问题。
降滤失剂
THANKS
感谢观看
表面张力
总结词
表面张力是衡量钻井液表面张力的指标 ,对钻井液的流变性和润滑性具有重要 影响。
VS
详细描述
表面张力是钻井液的又一重要化学性质, 它反映了钻井液表面的作用力。表面张力 的大小直接影响钻井液的流变性和润滑性 ,例如表面张力过大会导致钻井液的流变 性变差,润滑性降低。因此,在钻井液的 配制和使用过程中,需要对其表面张力进 行监测和控制。
提供钻井过程中的循环介质,维持井壁稳定,保护油气 层,提高钻速和钻头寿命。
钻井液的组成与分类
01
组成
水、膨润土、分散剂、降滤失剂、增粘剂、润滑 剂等。
02
分类
水基钻井液、油基钻井液、泡沫钻井液等。
钻井液技术的发展历程
水基钻井液
随着石油工业的发展,水基钻 井液成为主流。
泡沫钻井液
泡沫钻井液具有较好的携岩能 力和防漏失性能,适用于易漏 失地层和高压力地层。
06
钻井液工艺学展望
新型钻井液技术的发展趋势
总结词
环保化、高效化、智能化
详细描述
随着环境保护意识的增强和技术的进步,新 型钻井液技术正朝着更加环保、高效和智能 化的方向发展。环保化要求钻井液技术更加 注重环境保护和资源节约,高效化则追求提 高钻井效率和降低成本,智能化则通过引入 人工智能和大数据技术,实现钻井液工艺的 自动化和智能化。
04
钻井液处理剂
增粘剂
总结词
提高钻井液粘度,改善钻屑悬浮效果。
详细描述
增粘剂是一种高分子聚合物,能够显著提高钻井液的粘度,从而有助于更好地 悬浮和运输钻屑。在钻井过程中,钻屑常常会因为钻井液的流动性而难以悬浮 和运输,增粘剂的使用可以有效地解决这一问题。
降滤失剂
THANKS
感谢观看
表面张力
总结词
表面张力是衡量钻井液表面张力的指标 ,对钻井液的流变性和润滑性具有重要 影响。
VS
详细描述
表面张力是钻井液的又一重要化学性质, 它反映了钻井液表面的作用力。表面张力 的大小直接影响钻井液的流变性和润滑性 ,例如表面张力过大会导致钻井液的流变 性变差,润滑性降低。因此,在钻井液的 配制和使用过程中,需要对其表面张力进 行监测和控制。
提供钻井过程中的循环介质,维持井壁稳定,保护油气 层,提高钻速和钻头寿命。
钻井液的组成与分类
01
组成
水、膨润土、分散剂、降滤失剂、增粘剂、润滑 剂等。
02
分类
水基钻井液、油基钻井液、泡沫钻井液等。
钻井液技术的发展历程
水基钻井液
随着石油工业的发展,水基钻 井液成为主流。
泡沫钻井液
泡沫钻井液具有较好的携岩能 力和防漏失性能,适用于易漏 失地层和高压力地层。
06
钻井液工艺学展望
新型钻井液技术的发展趋势
总结词
环保化、高效化、智能化
详细描述
随着环境保护意识的增强和技术的进步,新 型钻井液技术正朝着更加环保、高效和智能 化的方向发展。环保化要求钻井液技术更加 注重环境保护和资源节约,高效化则追求提 高钻井效率和降低成本,智能化则通过引入 人工智能和大数据技术,实现钻井液工艺的 自动化和智能化。
《钻井液技术》课件

作用
钻井液在钻井过程中起着冷却、润滑、清洁井眼和控制地层压力等重要作用。
钻井液成分
主要成分
钻井液主要由基础液体、固相 悬浮物(如钻屑)和化学添加 剂组成。
辅助成分
辅助成分包括饱和盐水、聚合 物和胶体粒子等。
钻井液添加剂
添加剂用于调节钻液性质
1 密度和重度
2 钻井液技术的前景
钻井液技术将继续为高效、安全的钻井作业提供重要保障,推动油气勘探开发的进程。
3
循环过程的重要性
循环过程要稳定可靠,确保钻井液的性能不受影响,保护地层和井眼的完整性。
钻井液的处理
钻井液的回收
回收钻井液可以降低成本, 减少环境污染,并保护地下 水资源。
钻井液的处理方法
钻井液通常通过离心分离、 过滤、化学处理和固体控制 等方法进行处理。
钻井液的废弃处理
废弃钻井液需要经过处理后 才能进行安全处置,以防止 对环境造成污染。
钻井液的安全
钻井液的毒性
钻井液中的化学物质可能对人 体和环境造成毒害,需要合理 使用和妥善处理。
火灾和爆炸危险
钻井液中的可燃物质和气体可 能引发火灾和爆炸危险,需要 严格的安全措施。
环境污染
不当使用和处理钻井液可能导 致土壤和水源的污染,对周围 环境造成损害。
结语
1 钻井液技术的发展
随着钻井工艺和设备的不断进步,钻井液技术也在不断发展和创新。
油基钻井液
油基钻井液适用于高温、高压或 特殊环境下的钻井,具有优异的 稳定性和润滑性。
气基钻井液
气基钻井液适用于高气藏含油气 井的钻井,可以减少水泥浆和泥 浆替代物对地层的损害。
钻井液的循环
1
钻井液的循环系统
钻井液通过井口到地层,再从地层返回井内循环使用。
钻井液在钻井过程中起着冷却、润滑、清洁井眼和控制地层压力等重要作用。
钻井液成分
主要成分
钻井液主要由基础液体、固相 悬浮物(如钻屑)和化学添加 剂组成。
辅助成分
辅助成分包括饱和盐水、聚合 物和胶体粒子等。
钻井液添加剂
添加剂用于调节钻液性质
1 密度和重度
2 钻井液技术的前景
钻井液技术将继续为高效、安全的钻井作业提供重要保障,推动油气勘探开发的进程。
3
循环过程的重要性
循环过程要稳定可靠,确保钻井液的性能不受影响,保护地层和井眼的完整性。
钻井液的处理
钻井液的回收
回收钻井液可以降低成本, 减少环境污染,并保护地下 水资源。
钻井液的处理方法
钻井液通常通过离心分离、 过滤、化学处理和固体控制 等方法进行处理。
钻井液的废弃处理
废弃钻井液需要经过处理后 才能进行安全处置,以防止 对环境造成污染。
钻井液的安全
钻井液的毒性
钻井液中的化学物质可能对人 体和环境造成毒害,需要合理 使用和妥善处理。
火灾和爆炸危险
钻井液中的可燃物质和气体可 能引发火灾和爆炸危险,需要 严格的安全措施。
环境污染
不当使用和处理钻井液可能导 致土壤和水源的污染,对周围 环境造成损害。
结语
1 钻井液技术的发展
随着钻井工艺和设备的不断进步,钻井液技术也在不断发展和创新。
油基钻井液
油基钻井液适用于高温、高压或 特殊环境下的钻井,具有优异的 稳定性和润滑性。
气基钻井液
气基钻井液适用于高气藏含油气 井的钻井,可以减少水泥浆和泥 浆替代物对地层的损害。
钻井液的循环
1
钻井液的循环系统
钻井液通过井口到地层,再从地层返回井内循环使用。
钻井液性能及其测试ppt课件(共23张PPT)
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第十七页,共23页。
调理钻井液pH值的方法: 参与烧碱 有时也运用纯碱或石灰
第十八页,共23页。
五、钻井液含砂量
钻井液中不能经过200目筛网,即粒径大于74微米的砂粒 占钻井液总体积的百分数
在现场运用中,该数值越小越好,普通要求控制在0.5%以下
含砂量过高的危害: 使钻井液密度增大,对提高钻速不利; 使构成的泥饼松软,导致滤失量增大,不利于井壁稳定,并 影响固井质量
钻井液性能及其测试
第一页,共23页。
钻井液常规性能包括:
密度、pH值、含砂量、固相含量 流变性〔漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、动切力、静切 力等〕
滤失造壁性〔滤失量、滤饼厚度、滤饼性能等〕 ……
第二页,共23页。
一、钻井液密度 1.钻井液密度及其在钻井作业中的重要性
1.1 密度〔Density〕 单位体积钻井液的质量
平衡地层构造应力 → 防止井塌 因此钻井液密度不能过低,但钻井液密度过高会导致: 井漏;钻速下降;损害油气层等
1.5 意义 钻井液密度是确保平安、快速钻井和维护油气层的一个非常 重要的参数
第四页,共23页。
井漏
厚泥饼 钻具
复杂情况
卡钻
第五页,共23页。
种专门设计的钻井液比重秤(Mud Balancer 〕测得
第十页,共23页。
钻井液流变性的丈量
第十一页,共23页。
三、钻井液的滤失造壁性
1 钻井液的滤失性
钻井过程中,当钻头钻过浸透性地层时,由于钻井液的 液柱压力普通总是大于地层孔隙压力,在压差作用下,钻 井液的液体便会渗入地层,这种特性常称为……
2 钻井液的造壁性
在液体发生渗滤的同时,钻井液中的固相颗粒会附着堆积在 井壁上构成一层泥饼(Mud cake);随着泥饼的逐渐加厚以及在 压差作用下被压实,会对裸眼井壁有效地起到稳定和维护作用 ,这就是……
调理钻井液pH值的方法: 参与烧碱 有时也运用纯碱或石灰
第十八页,共23页。
五、钻井液含砂量
钻井液中不能经过200目筛网,即粒径大于74微米的砂粒 占钻井液总体积的百分数
在现场运用中,该数值越小越好,普通要求控制在0.5%以下
含砂量过高的危害: 使钻井液密度增大,对提高钻速不利; 使构成的泥饼松软,导致滤失量增大,不利于井壁稳定,并 影响固井质量
钻井液性能及其测试
第一页,共23页。
钻井液常规性能包括:
密度、pH值、含砂量、固相含量 流变性〔漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、动切力、静切 力等〕
滤失造壁性〔滤失量、滤饼厚度、滤饼性能等〕 ……
第二页,共23页。
一、钻井液密度 1.钻井液密度及其在钻井作业中的重要性
1.1 密度〔Density〕 单位体积钻井液的质量
平衡地层构造应力 → 防止井塌 因此钻井液密度不能过低,但钻井液密度过高会导致: 井漏;钻速下降;损害油气层等
1.5 意义 钻井液密度是确保平安、快速钻井和维护油气层的一个非常 重要的参数
第四页,共23页。
井漏
厚泥饼 钻具
复杂情况
卡钻
第五页,共23页。
种专门设计的钻井液比重秤(Mud Balancer 〕测得
第十页,共23页。
钻井液流变性的丈量
第十一页,共23页。
三、钻井液的滤失造壁性
1 钻井液的滤失性
钻井过程中,当钻头钻过浸透性地层时,由于钻井液的 液柱压力普通总是大于地层孔隙压力,在压差作用下,钻 井液的液体便会渗入地层,这种特性常称为……
2 钻井液的造壁性
在液体发生渗滤的同时,钻井液中的固相颗粒会附着堆积在 井壁上构成一层泥饼(Mud cake);随着泥饼的逐渐加厚以及在 压差作用下被压实,会对裸眼井壁有效地起到稳定和维护作用 ,这就是……
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4、期末考试(60%)
(期末考试成绩100分:60分)
2
课程学时分布
• • • • • • • • • • 钻井液概论(3学时) 粘土矿物和粘土胶体化学基础(6学时) 钻井液的流变性(6学时) 钻井液的滤失和润滑性能(5学时) 钻井液配浆材料与处理剂(5学时) 水基钻井液(5学时) 油基钻井液(4学时) 对付井下复杂情况的钻井液技术(4学时) 保护油气层的钻井液技术(2学时) 钻井液固相控制(自学)
22
铝氧(氢氧)八面体片 单个八面体与相邻的八面体 通过共用晶棱连接起来,顶端和 底端氧原子则构成两个平行的平 面(每个八面体同相邻的六个其 它八面体通过共用氧(氢氧)连 接。 两种八面体(片) 二八面体(铝氧片)—— 每三 个八面体中心只有二个中心被 Al3+、Fe3+占据(1/3空位)。 三八面体(镁氧片)——每三个 八面体中心全被Mg3+、Fe3+充填 (无空位)。
• 吸附——物质在两相界面上自动浓集(界面浓 度大于内部浓度)的现象。 • 吸附质——被吸附的物质 • 吸附剂——吸附吸附质的物质 • 按吸附的作用力性质不同,可将吸附分为: • ——物理吸附 • ——化学吸附
28
第一节 粘土矿物的晶体构造与性质
粘 土:主要由粘土矿物和少量非粘土矿物组成的 细粒粘滞土 状物质。 特点:粒度 < 5微米. 成分:粘土矿物(蒙托石等)+ 非粘土矿物(石英、 长石等)+ 胶体矿物(蛋白石等)。 粘土矿物:含水的层状及层 — 链状铝硅酸盐总称。 特点:具有相对固定的化学组成和确定的内部结 构— 内部格子构造。
6OH -6 4Al +12 4O+2OH -10 4Si +16 6O -12 ----=0
氧
氢氧
铝
硅
36
25
2. 蒙脱石(Montmorillonite) 晶体结构 —— 2:1型 两层四面体片中间夹一层八面体 片。每个四面体尖顶均指向中央的八 面体,通过共用的氧连接成晶层。若 干个晶层按一定距离在C轴方向上重 叠构成晶体。 晶胞分子式:Al4Si8O20(OH)4 特点 晶格取代 主要在八面体中:Mg2+ Al3+ 补偿阳离子:Na+、Ca2+ 阳离子交换容量高: 70-~130 毫克当量/100克土 水化能力强。
24
几个基本概念
1. 相和相界面
相 —物质的物理化学性质都完全相同的均匀部分。 体系中有两个或两个以上的相,称为多相体系。 相界面 —— 相与相之间的宏观物理界面。 在相互接触的两相中: 若一相为气体,相界面称为表面。 若是液/固分界面,称为界面。
25
16
2.分散相与分散介质 分 散 相 —在多相分散体系中,被分散的物 质。
钻井液与完井液
Drilling and Completion Fluids
李 方
CNPC钻井液重点研究室
(西南石油大学)
成
1、出勤率(10%)
绩
分
布
(每次出勤听课,无迟到、早退、缺课者:10分)
2、作业(20%)
(每次独立完成作业,并提交作业:20分)
3、提问(10%)
(回答问题正确率达80%以上:10分)
29
19
粘土矿物的晶格构造和特点
• 常见的粘土矿物(clay minerals)
–高岭土(Kaolinite) –蒙脱石(Montmorillonite) –伊利石(illite)
• 化学组成
30
一、粘土矿物的两种基本构造单元
1.硅氧四面体与硅氧四面体片
硅氧四面体
由一个硅原子和四个等距的氧原子组 成的正四面体。硅原子在四面体的中心, 氧原子在四面体的顶点。
14
埃 6O 4Si 4O+2OH 4Al 4O+2OH 4Si 6O
氧
氢氧
铝
硅
37
26
3. 伊利石(illite) 晶体结构 —— 2:1型+K+ 晶体结构类似与蒙脱石的晶体结构。 区别: A 、晶格取代比蒙脱石多,且主要发 生在四面体片中。 B 、 补偿阳离子主要为K+。 C 、 单位晶胞电荷数比蒙脱石的高 1-1.5倍。 特点 A、 单位晶胞电荷数高:0.6-1.8。 B、单位层之间由分之间力和K+连接。 C、 阳离子交换容量低: CEC=20-40 meg/100g土 D、水化能力弱。
6
3
1. 钻井液的主要作用(简图)
控制压力
携带、悬浮岩屑
传递水功率
形成泥饼
破岩、清岩
保护油气层
7
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8
1. 钻井液的主要作用(具体内容) 保持清洁;控制压力;
冷却润滑;防止垮塌;
避免损害;取准资料; 传递功率;承受重量。
8 9
第二节
钻井液的组成和类型
2. 钻井液的组成 分散相+分散介质+化学处理剂 连续相+不连续相 液相+固相+化学处理剂
22
14
第二章 粘土矿物和粘土胶体化学基础
本章要求重点掌握内容: 1. 几种粘土矿物的晶体构造特点及其水化性质。
2. 扩散双电层理论和电解质对电动电势的影响。 3. 胶体体系的基本概念。 4. 分散度、比表面的概念。 5. 聚结稳定性和沉降稳定性概念及其影响因素。
23
15
粘土胶体化学基础(Fundaments of clay colloid chemistry)
35
24
二、几种粘土矿物的晶体构造
1. 高岭石(Kaolinite) 晶体结构 —— 1:1型 单元晶层由一层四面体片和一层八 面体片组成,所有硅氧四面体的尖顶都 朝向八面体,通过共用氧原子连接成晶 层。若干个晶层在C轴方向上层层重叠, 而在a、b轴方向上连续延伸。 特点 晶层间连接紧密(晶层一面为‚O‛ 层,一面为‚OH‛层,易形成氢键。) 水化分散性差,矿物较稳定。 C轴间距=7.2埃。 晶胞分子式:Al4Si4O10(OH)8
• 原油
柴油为连续相钻井液
油包水乳化钻
井液
17
国内钻井液技术发展特点
• 同样经历了这些阶段,但滞后一定时间; • 水基体系的研究应用比油基体系多; • 深井水基钻井液、防塌钻井液、聚合物钻井液
• •
• •
理论较成熟; 成功研制了一些钻井液处理剂; 成功应用了一些钻井液体系,如三磺体系,两 性离子聚合物体系、聚磺体系等; 研制了大量钻井液性能评价仪器; 计算机应用相对滞后。
图中: 基底氧:四面体底面三个氧原子。 顶端氧:四面体顶点一个氧原子。 O-O距离:2.61埃。 Si-O距离:1.61埃。 —— 硅原子 —— 氧原子
31
20
硅氧四面体片 单个四面体与若干个相邻四 面体通过底面氧相连,构成平 面连续的四面体晶格。 四面体片特点: 由SiO4彼此连接而成的Si4O10 的无限重复的六方网格。 所有基底氧排列在同一个平面 上。 所有顶端氧在另一个平面上。 平面投影形成正六角形的三层 空心六角环网格。 四面体片在粘土中不能独立存 在。
18
1. 初步发展时期 —— 自然造浆阶段 主要解决问题: 典型技术:
携带钻屑 控制地层压力
水+钻屑+地面土 使用重晶石、铁矿粉(>1920年)
19
11
2. 快速发展时期 —— 细分散泥浆阶段 主要解决问题: 泥浆性能的稳定 井壁稳定 典型技术: 性能测定仪器研制出来 使用膨润土、单宁、烧碱、褐煤
3
钻
井
液
与
完
井
液
核心内容 钻井液流变性 钻井液处理剂
钻井液造壁性
钻 井 液 体 系
4
1
第一章
本章要求掌握:
绪
论
钻井液、完井液功用、类型和组成。
钻井液、完井液的性能及其测试。
钻井液、完井液的发展概况。
5
2
第一节
钻井液、完井液的功用类型组成
钻井液 —— 凡钻进中一切有助于从井眼产生和清除钻屑 的流体(液、气、液+气)。 广义完井液 —— 一切与产层接触的流体(各种盐水、 聚合物溶液、钻井液、泡沫等)。 狭义完井液 —— 钻开油气层的钻井液。
9
4
组分举例
某种水基钻井液组分为: 水 + 膨润土 + 处理剂
100ml 5g
1g
用组分表示的配方为: 5%膨润土浆+1%处理剂 配方表示的特点: 用W/V百分数表示组分。 不考虑处理剂的体积。
10
5
水基钻井液的典型组成
11
油基钻井液的典型组成
12
3. 钻井液的类型
通常根据分散介质分为三大类: 水基钻井液(Water-Base Drilling Fluids) 油基钻井液(Oill-Base Drilling Fluids) 气基钻井液(Gas-Base Drilling Fluids)
分 散 介质 —分散相所在的连续介质。
例如:钻井液中,粘土颗粒分散在水中。
—— 粘土为分散相; —— 水为分散介质。
26
17
分散度和比表面
分散度 —— 分散相的分散程度。
1 1 分散度 颗粒平均直径 L
比表面 —— 单位体积(重量)物质的总表面积。 比表面 = S/V = S/W
27
18
3.吸附作用
13
6
淡水 : NaCL 1% ;Ca 2 120mg / L 饱和 ) : NaCL 1% (W / V ) 盐水( 海水 石膏 / 石灰 钙处理( ) : Ca 2 120mg / L 水基 CaCL 2 低固相( PAM ) : S( V固 ) 7% ;S( W固 ) 4% FA 367 V浆 W浆 混油(Oil / Water ) : Oil 10%