钻井液处理剂类型与功用(11.21)

一、钻井液材料分类
（三）常用钻井液材料明细
常用 钻井 液原 材料 与处 理剂 8. 提 粘 （ 流 型 调 节 ） 剂 ： 高 粘 PAC （PAC-HV）、黄原胶（XC）、正 电 胶 （MMH） 、 羟 乙 基 纤 维 素 （HEC）。 9. 润滑剂：极压类、水基类（RH-4）、 聚合醇类、石墨类、塑料球类、油 基类。
一、钻井液材料分类
（三）常用钻井液材料明细
常用 钻井 液原 材料 与处 理剂 6. 防塌（抑制）剂：沥青类（磺化沥青 SAS/FT-1、氧化沥青、白沥青、溶解 沥青）、腐植酸类（ K-Hm 、 SMC 、 G-KHm） 7. 降 粘 剂 ： 铁 铬 木 质 素 磺 酸 盐 （ FCLS ）、磺甲基单宁（ SMT ）、 磺甲基栲胶（ SMK ）、无铬稀释剂 (HMP)、硅稀释剂（SI-Th）、低分子 量丙烯酸共聚物 XY-27、XB-40。
90%ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
100% 110% 120%
1.40
1.43 1.45 1.47
130%
140% 150%
1.50
1.53 1.55
三、加重材料
加量(W/V水) 10% 20% 密度(g/cm3) 1.072 1.123 加量(W/V水) 160% 170% 密度(g/cm3) 1.635 1.653
30%
10%
20% 30% 40%
1.10
1.15 1.19 1.24
1.14
1.18 1.22 1.26
1.18
1.21 1.25 1.28
1.21
1.24 1.27 1.30
1.23
1.26 1.30 1.33
1.26
1.29 1.32 1.35
1.29
1.32 1.34 1.37
1.32
1.34 1.36 1.39
1.特质粘土（造浆率>16 m3/T） 2.优质粘土（造浆率>7.4 m3/T） 3.普通粘土（造浆率>3.6 m3/T） 4.低质粘土（造浆率>1.6 m3/T）
二、配浆材料
（三）抗盐土
抗盐土包括海泡石、凹凸棒石和坡缕缟 石等，是铝和镁的水硅酸盐，其晶体构造为 纤维状或棒状，是较典型的抗盐、耐高温的 粘土矿物，在盐水甚至饱和盐水中造浆率达
12-16m3/T ，主要用于配制盐水钻井液和饱
和盐水钻井液。缺点是滤失量大，泥饼质量 不好，须配合降滤失剂才能使用。
二、配浆材料
（四）有机土
有机土是由钠土或抗盐土，以阳离子型 表面活性剂活化，使其改变表面性质（由亲 水变为亲油）而制成的，它可以在油中分散 配制成符合各种需要的油基钻井液（或解卡
液），主要用于复杂地层（如盐膏层、盐泥
很少加量就会对钻井液产生极大影响。
一、钻井液材料分类
（二）钻井液材料分类
无机处理剂 按化学性质 分类 有机处理剂
阴离子处理剂
阳离子处理剂 非离子处理剂 复合离子处理剂
一、钻井液材料分类
（二）钻井液材料分类
粘土类、加重剂、絮凝剂、
降滤失剂、页岩抑制剂、增 按作用分类 粘剂、润滑剂、降粘剂、堵 漏剂、消泡剂、泡沫剂、解 卡剂、缓蚀剂、杀菌剂、乳
1.45
1.48 1.49 ※ ※ ※
1.45
1.48 ※ ※ ※ ※
1.46
※ ※ ※ ※ ※
※
※ ※ ※ ※ ※
※
※ ※ ※ ※ ※
三、加重材料
（二）液体加重剂
2.甲酸盐系列加重剂 甲酸盐包括三种：甲酸钠（ HCOONa ）、 甲酸钾（ HCOOK）和甲酸铯（HCOOCs）。 HCOONa 、 HCOOK 和 HCOOCs 饱和溶液 的密度分别为1.34、1.60 和2.3 g/cm3 ，由于不 需另添加膨润土和固体加重材料，因此非常适 于配制无固相或低固相钻井液与完井液。且具 有水力特性优良，环空压耗小，机械钻速高， 储层保护好的作用。
石灰石
铁矿粉 钛铁矿粉 方铅矿
CaCO3
Fe2O3 TiO2. Fe2O3 PbS
2.7-2.9
4.9-5.3 4.5-5.1 7.4-7.7
酸溶
酸溶 酸溶 酸溶
三、加重材料
（二）液体加重剂
1.有机盐系列加重剂
有 机 盐 BZ-WYJ 系 列 产 品 是 低 碳 碱 金 属 （钾、钠、铵、季铵）有机酸盐、有机酸铵、 有机酸季铵的复合物
加 量 和 密 度 的 关 系
1.20
1.25 1.27 1.29 1.32
1.35
三、加重材料
加量(W/V水) 密度(g/cm3)
10%
20% 30% 40%
1.06
1.12 1.16 1.23
BZ-W2 加 量 和 密 度 的 关 系
50%
60% 70% 80%
1.26
1.33 1.35 1.37
膏层）、超深井及完井的各种施工作业。

材料分类
配浆材料 加重材料 无机盐类
目
录
防塌/抑制剂
降粘剂
提粘/流型调节剂 润滑剂
大分子包被剂 堵漏剂 其他 降滤失剂
三、加重材料
（一）固体加重剂
名称 重晶石 分子式 BaSO4 密度g/cm3 4.2-4.6 酸溶性 /
二、配浆材料
（一）常见粘土矿物晶体构造
1.粘土矿物的两种基本构造单元 （1）硅氧四面体： 是由一个硅原子和四 个等距的氧原子组成， O-O 距离为 2.61 埃， Si-O距离为1.61埃。
二、配浆材料
（一）常见粘土矿物晶体构造
1.粘土矿物的两种基本构造单元
（ 2 ）铝氧八面体：是 由一个铝原子和六个氧 原子或氢氧原子组成， 铝原子处于正八面体中 心，氧原子或氢氧原子 处 于 八 面 体 顶 点 ， O-O 距离为 2.60 埃， OH-OH 距 离为2.94埃。
三、加重材料
（二）液体加重剂
3.无机盐系列加重剂
主要用于配制完井及修井液及无固相钻 井液，主要包括NaCl、KCl、CaCl2、CaBr2 和ZnBr2等。

材料分类
配浆材料 加重材料 无机盐类
目
录
防塌/抑制剂
降粘剂
提粘/流型调节剂 润滑剂
大分子包被剂 堵漏剂 其他 降滤失剂
有机盐系列产品水溶液密度调节范围 BZ-W3 1.55 g/cm3 1.80 g/cm3
1.00 g/cm3
BZ-W1
1.35 g/cm3
BZ-W2
三、加重材料
加量(W/V水) 10% 密度(g/cm3) 1.05 1.10 1.15 1.18
BZ-W1
20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 95%
1.750 1.773 1.786
110%
120% 130% 140%
1.520
1.562 1.581 1.593
260%
1.802
150%
1.616
三、加重材料
BZ-W1 10% BZ-W2 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%
、
混 合 加 量 和 密 度 的 关 系
BZ-W1 BZ-W2
一、钻井液材料分类
（三）常用钻井液材料明细
常用 钻井 液原 材料 与处 理剂 10.堵漏材料：果壳、云母片、单封、 石棉粉。
11.其他

材料分类
配浆材料 加重材料 无机盐类
目
录
防塌/抑制剂
降粘剂
提粘/流型调节剂 润滑剂
大分子包被剂 堵漏剂 其他 降滤失剂
1.40
※ ※ ※
1.40
※ ※ ※
90%
100% 110% 120% 130% 140%
1.39
1.42 1.44 1.47 1.49 1.51
1.42
1.44 1.46 1.48 1.50 1.52
1.43
1.45 1.46 1.49 1.50 1.52
1.44
1.46 1.49 1.50 1.51 ※
（4）阳离子交换容量（CEC）：分散介质 的 PH=7 时，从粘土上所能交换下来的阳离子 总量。以meq/100g(毫克当量/100克）示之。
二、配浆材料
（二）钠膨润土及钙膨润土
是配制水基钻井液的基础材料，其主要 矿物成分是蒙脱石，钠土造浆率较高，而钙 土则需加碱处理（一般碱土比为5~7%），膨 润土根据造浆率可分为：
一、钻井液材料分类
（三）常用钻井液材料明细
常用 钻井 液原 材料 与处 理剂 4. 大 分 子 包 被 剂 ： PHPA 、 K-PAM 、 PAC-141、PAMS-601、FA-367、大 阳离子。 5. 降 滤 失 剂 ： 纤 维 素 类 （ PAC-LV 、 CMC-MV、 CMC-LV ）；丙烯酸类 （ NH4HPAN 、 Redu ） ； 淀 粉 类 (CMS 、 羟 丙 基 淀 粉 ) ； 树 脂 类 （SMP、SPNH）
用途：钻井液碱度调节剂。
四、无机盐类
不同碱度下的离子状态：引起滤液碱度 的 离 子 主 要 是 氢 氧 根 （ OH- ） 、 碳 酸 根 （CO32-）和碳酸氢根（HCO-）离子。
渤海钻探工程公司集中培训课件-钻井液专业
制作人：王思友

材料分类
配浆材料 加重材料 无机盐类
目
录
防塌/抑制剂
降粘剂
提粘/流型调节剂 润滑剂
大分子包被剂 堵漏剂 其他 降滤失剂
一、钻井液材料分类
（一）基本概念
1. 配浆材料：指在配浆中用量较大的基本 组分。例如：膨润土、水、油和加重材料等。 2. 处理剂：指用于改善和稳定钻井液性能 或为满足钻井液某种性能需求而加入的化学添 加剂。处理剂是钻井液的核心部分，往往使用
二、配浆材料
（一）常见粘土矿物晶体构造
2.几种常见粘土矿物的晶体构造
（ 1）蒙脱石（ 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。
蒙脱石晶体结构示意图
二、配浆材料
（一）常见粘土矿物晶体构造
化剂、 其它等。
一、钻井液材料分类
（三）常用钻井液材料明细
常用 钻井 液原 材料 与处 理剂 1. 粘土类：膨润土、抗盐土、有机土。
2. 加重剂类：重晶石、铁矿粉、石灰石、 CaCl2、NaCl、甲酸盐、有机盐。
3. 无机盐类： Na2CO3 、 NaOH 、 KOH 、 NaCl 、 KCl 、 CaCl2 、 CaO 、 ZnO 、 ZnCO3.2Zn(OH)2.H2O 。
3.几个基本概念 （1）晶格取代：在晶体结构保持不变的条件 下，高价中心离子被低价正离子取代的现象。结 果是正电荷亏损，粘土带负电。 （2）补偿阳离子：被吸附来补偿正电荷亏损 的阳离子。如K+、Na+、Ca2+、Mg2+等。
二、配浆材料
（一）常见粘土矿物晶体构造
3.几个基本概念
（3）可交换阳离子：在有水存在时，可与 溶液中其它阳离子发生交换那部分补偿阳离子。
2.几种常见粘土矿物的晶体构造
（3）伊利石（2:1型）：
伊利石中硅氧四面体中有较 多的硅被铝取代，因取代所 缺的正电荷由处在相邻两个 硅氧层之间的 K+ 补偿，因 K+ 进入晶层间的六方网格，使 层间拉得较紧，水分不易进 入层间，使其不易膨胀。
伊利石晶体结构示意图
二、配浆材料
（一）常见粘土矿物晶体构造
四、无机盐类
（一）氢氧化钠（NaOH）
物性：氢氧化钠又称片碱、烧碱、火碱、 苛性钠，分子量40.00，纯品为无色透明晶体， 工业品为乳白色片状固体或颗粒，常温下密度 为2.0~2.2g/cm3。
特 点 ： 易 吸 湿 ， 从 空 气 中 吸 收 CO2 变 成 Na2CO3，其水溶液俗称液碱。浓溶液对皮肤有 强腐蚀性，易溶于水，也溶于酒精和甘油，难 溶于醚及烃类。
1.195
1.240 1.306 1.342
180%
190% 200% 210%
1.675
1.689 1.701 1.713
BZ-W3 加 量 和 密 度 的 关 系
40% 50% 60%
70%
80% 90% 100%
1.392
1.434 1.455 1.479
220%
230% 240% 250%
1.731
1.34
1.34 1.36 1.40
50%
60% 70% 80%
1.27
1.30 1.32 1.37
1.29
1.32 1.35 1.38
1.32
1.35 1.37 1.40
1.35
1.37 1.39 1.43
1.37
1.38 1.41 1.44
1.38
1.40 1.42 1.44
1.40
1.40 1.42 1.44
2.几种常见粘土矿物的晶体构造
（ 2 ）高岭石（ 1:1 型）： 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。晶层 间连接紧密，阳离子交换容 量低，水化分散性膨胀性差， 矿物稳定行强，C轴间距 =7.2埃。
高岭石晶体结构示意图
二、配浆材料
（一）常见粘土矿物晶体构造