不同因素对硅酸盐水基钻井液性能影响研究
硅酸盐钻井液实验研究
司研 制 的 Ｓ １ ２和 高 温高压 降滤 失剂 Ｓ ＮＨ 都 能 Ｄ－０ Ｐ 大 幅降低 滤 失量 ， 略提 高 黏 度 和切 力 。Ｐ １ Ｚ － 、 Ａ－ 、 Ｘ ２
ＮＨ ＡＮ、 Ｄ １ ２ ＫＣ 、 Ａ（ １ １ ＭＶ－ ＭＣ， Ｐ Ｓ －０ ＋ ｌＰ ２ ４ 、 － Ｃ 非
小 后增 大 。对 于 Ｃ Ｃｚ 随 着 Ｃ Ｃ 加 量 （ 低 ） ａ １， ａ１ 较 增
加， 钻井 液 的黏 度和 切力都 急 剧增 加 ， 滤 失量 也是 但
先减小后 增 大 。
０５ ） ． ２ 中加 入 ５ ， ｉ）（ 数 为 ３ ５ 配 成 Ａ ０ｇ Ｌ ＮａＳ（ 模 ．） 浆 ， Ａ浆 中加入有 机 处理 剂 ， 行 常规 性 能 实验 。 在 进
究。 包括 ： 酸 盐 钻 井 澈 与常 用 钻 斗 液处 理 剂 的 配 伍 性 ； 机 盐 含 量 、 润 土 含 量 、 酸 盐 模 数 、 酸 盐 加 量 对 硅 酸 硅 无 膨 硅 硅
盐 钻 井 摄 性 能 的 影 响 。结 果 表 明 ， 酸 盐 钻 井 液 与含 有 铵 、 等 离 子 的 处 理 剂 如 ＮＨ ＡＮ Ｐ Ｃ １１等 不 配 伍 ， 硅 钙 Ｐ Ａ 一４ 与
Ｗ Ｆ１和 ＸＹ ２ 一 一８的 配 伍 性 也 不 是 很 好 ， Ｓ －０ 、 温 高 压 降 滤 失 剂 Ｓ ＮＨ、 － ＭＣ、 Ｖ Ｃ 与 Ｄ １２高 Ｐ ＨＶ Ｃ Ｌ － ＭＣ 等 处 理 剂 的 配 伍 性 较 ； 在 适 的 有机 处 理 剂 下 。 Ｃ 和 Ｎａ １ 硅 酸 盐 钻 井 液流 变 性 和 滤 失 量 的 影 响 较 小 ， Ｃ Ｃｚ的 影 响 较 大 ； Ｋ １ Ｃ对 而 ａｌ 廷 日 盐 的模 数 越 大 ， 井 液 抑 制 页 岩 分 散 的能 力 越 强 ， 塌 性 能越 好 ； 着 硅 酸 钠 加 量 的 增 大 ， 土 对硅 酸 钠 的 吸 《 钻 防 随 黏
pH值对硅酸盐钻井液性能的影响
第２ ９卷 第 ３期
２０ ０ ７年 ６月
石 油 钻 采 工 艺
ＯＩ Ｌ ＤＲＩ ＬＬＩ ＮＧ ＆ ＰＲＯＤＵＣＴＩ ＯＮ Ｉ ＣＨＮＯＬ ＯＧＹ
Ｖｏ． ９ Ｎｏ ３ １２ ．
Ｊ ｎ ２ ｏ ｕｅ ０７
文章编号 ：０ｏ一 ３ ３ ２０ ） ３— ０ ０— ３ １０ ７ ９ （０ ７ ０ ０ ８ ０
ｐ 值对 硅 酸盐 钻 井液 性 能 的影 响 Ｈ
蓝 强 邱正松 王 毅 张 妍
（． １ 中国石油大学泥浆研 究室， 山东东营 ２ ７６ ； ． ５０ １ ２ 山东大学化学与化工学院， 山东济 南 ２ ０ ０ ５ １０； ３ 胜利石油管理局 钻井工艺研 究院， ． 山东东营 ２ ７ １ ５ ０７）
老化 后 的常规性 能 。对 比图 １ 图 １ 出 ，． ％ ａ和 Ｃ看 １０
１ ｐＩ Ｉ 值对硅 酸盐钻 井液性能 的影响 －
按 加量 为 １０ ：０ ５ ０ ：７ ． ２的 比例 配 制 预 水化 浆
Hale Waihona Puke （ 基浆 ） 。在 基 浆 中 加 入 模 数 为 ３ ５ 加 量 分 别 为 ．， １０ 和 ５０ （ ．％ ．％ 以每 １０ ｍ ０ Ｌ基 浆 中加 入 的硅 酸盐 克数 为计 ） 硅 酸钠 溶 液 ， 速 搅 拌 均 匀 。采 用 浓 的 高 盐酸调 整硅 酸盐 钻井液 的 ｐ Ｈ值分 别 为 １． 、２ ０ ３ ０ １． 、
的最大问题是 ： 硅酸盐钻井液与处理剂 的配伍性不
够好 ， 流变性 难 以控制 ， 防塌效果 的影 响 因素有待 其 进一 步研究 。在 前 期 工 作 中 发 现 ， 系 的 ｐ 体 Ｈ值 是影 响硅 酸盐钻 井液性 能 的关 键 因素 。为 了详细考 察这种 影 响 ， 采用 粒度 分析 和 Ｚｔ ｅ ａ电位测 定 的方法 研究 了聚硅 酸 粒 子 对 ｐ 值 的 响应 ， 与硅 酸盐 钻 Ｈ 并 井液 的性能 联系 起来 ， 本 质 上 考察 硅 酸 盐 与 造浆 从 黏土 以及井 壁之 间 的作 用 。
硅酸盐钻井液综合机理研究
中 图 分 类 号 ：ＴＥ ５ ． ２４１
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编号 ：１ ０ —８ ０ （ ０ ２ ０— ０ １０ ０ １０ ９ ２ ０ ） ２０ ５ —３
井 眼 失稳 是钻 大段 泥 岩过 程 中遇 到 的 主要 问题 之
一
￣ ＳＯＮａ ｉ ＋Ｈ２ ， Ｓ ｏＨ＋ Ｎａ ０— ≥ ｉ ’＋ＯＨ一
１ 可溶性硅酸 盐的性质 ［ 。 ］
１ １ 制 取 可溶 性 硅酸 钠 、硅 酸 钾 的一 般方 法 ． 将 纯 碱 、硫 酸钾 和 石英 砂 （ ０ ６ ４ ～ ０目）按 照 一 定 的配 比混 合均 匀 （ 碱和 石 英砂 的 配 比依 成 品的 模数 纯
而定 ） ，在 １ ０ ￣ １ ０ Ｃ下 反应 得 到 所需 产 品 ： ４ ０ ５０
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石
油
钻
探
技
术
ＰＥＴＲＯＬＥ Ｍ Ｕ
ＤＲＩ ＬＬＩ ＮＧ
ＴＥＣＨＮＩ ＱＵＥＳ
Ｉ 井 与泥 浆 固
硅 酸 盐 钻 井 液 综合 机 理 研 究
魏 新 勇’ ，肖
（ ・中 国 石 化 新 星 公 司 西 北 石 油 局 ． 疆 乌 鲁木 齐 １ 新 ３ ．华 北 石 油 管 理 局 钻 井 工 艺 研 究 院 ， 北 任丘 河 ０２５ ） ６５２
１ ５ 硅 酸 盐在 溶 液 中 的聚 合作 用 ． 络 合硅 醇 的凝 聚 过 程能 用 下列 经验 式 表 示 ：
≥ Ｓ ｏＨ＋ ≥ ＳＯ一 ＞ Ｓ ＯＳ ≤ ＋ ｏＨ一 ｉ ｉ 一￣ ｉ ｉ
当 ｐ 值 和参 与 的硅 醇 基 团 的 Ｐ ａ值相 等 时 ，凝 Ｈ ｋ 聚作 用 发生 的 非常 快 。模 数 大于 ２的 除 了刚配 置 的属 于真 溶液 外 ，在 储 放过 程 中会 因聚 合作 用 生成 正 硅酸 与硅 酸胶 粒 的混 合 分 散体 系 而老 化 。
石油深井水基钻井液性能控制因素及应用探讨
石油深井水基钻井液性能控制因素及应用探讨作者：胡洋洋来源：《科学与财富》2019年第05期摘要：水基钻井液作为石油深井工程中不可缺少的重要因素，提高了深井工作的运行和效率，其很多性能决定了深井工作是否能顺利的开展下去。
水基钻井液的主要构成因素有水、处理剂、膨润土和钻屑等多种材料，这些材料体系的组成决定了水基钻井液的性能，因此，本文基于水基钻井液在高温、高压性能，沉降和流变性能以及失水造壁性能的控制应用上，对控制原理进行了探究，分析了我国当下石油深井工程中水基钻井液性能的应用和发展，以期能为水基钻进液的应用提供可借鉴的建议，进而解决我国未来石油深井开采过程中可能遇到的难题和困境。
关键词：石油深井;水基钻井液;性能;控制因素;应用一、石油深井水基钻井液的应用探究水基钻井液作为我国目前应用广泛的综合性技术工艺，在石油深井过程中占据着不可或缺的重要地位。
可目前我国在石油深井中水基钻井液的性能还没有做到完善的控制和应用，仍然存在着高温、高压、高密度等的影响因素，存在着沉降、流变性和失水造壁性的失控，因为在实际工程中，很难同时应对低温与高温流变性的差异，很容易导致HTHP大量失水和泥饼变厚的现象，因此还需要相关工作人员继续研究探讨水基钻井液的性能控制方案。
据可靠调查数据显示，因为石油深井钻井工程的特殊性和复杂性，让水基钻井液在以往工作中可以全方位分析深井内外环境的优势受到了限制，很容易发生难以预测的突变因素，如果没有做到在技术和原理方向上细致周到的分析，没有在钻井液承受高温和高压时，计算到环空中的摩擦指数和石屑的反速度指数，很容易会发生对高温高压环境下处理剂选择不当的问题，进而阻碍了石油深井工程的正常运行。
二、石油深井水基钻井液性能控制原理和影响因素（一）对水基钻井液耐高温、高压性能的控制高温度和高压力是影响石油深层钻井工程的两项重要参数，会直接关乎到水基钻井液的性能发挥，因此如何设计出完善的方案来控制水基钻井液在高温、高压的环境下实现高效工作是我们目前要着重考虑的问题。
pH值对硅酸盐钻井液性能的影响
文章编号:1000-7393(2007)03-0080-03pH值对硅酸盐钻井液性能的影响蓝 强1,2 邱正松1 王 毅3 张 妍2(1.中国石油大学泥浆研究室,山东东营 257061; 2.山东大学化学与化工学院,山东济南 250100;3.胜利石油管理局钻井工艺研究院,山东东营 257017)摘要:硅酸盐钻井液体系的流变性能、防塌性能以及油层保护性能受pH值影响最甚。
采用常规方法研究了不同pH值下硅酸盐钻井液体系的性能,采用动态光散射技术研究了聚硅酸粒子的粒径分布和表面电荷。
研究表明:pH值对体系的失水影响最大;对黏度影响则不同,在低浓度(1.0%)时pH值对体系的黏度影响不大,在高浓度(5.0%)时黏度随着pH值增加迅速下降;而防塌性能随着pH值增加先增强后减弱,在pH=8.0处达到最强;pH值通过控制聚硅酸粒子的粒径分布和表面电荷控制聚硅酸粒子的絮凝程度,从而影响到聚硅酸/造浆黏土和聚硅酸/井壁黏土之间的作用。
该研究结果有利于人们从本质上认识硅酸盐钻井液体系的宏观性能,进一步促进硅酸盐钻井液体系的应用。
关键词:硅酸盐钻井液;pH值;絮凝程度;防塌性能中图分类号:TE254.1 文献标识码:A 硅酸盐钻井液以显著的防塌效果、固壁防漏、材料费用低以及不污染环境等特点,备受国内外钻井界的青睐[1-7]。
但目前在硅酸盐钻井液应用中存在的最大问题是:硅酸盐钻井液与处理剂的配伍性不够好,流变性难以控制,其防塌效果的影响因素有待进一步研究。
在前期工作中[1]发现,体系的pH值是影响硅酸盐钻井液性能的关键因素。
为了详细考察这种影响,采用粒度分析和Zeta电位测定的方法研究了聚硅酸粒子对pH值的响应,并与硅酸盐钻井液的性能联系起来,从本质上考察硅酸盐与造浆黏土以及井壁之间的作用。
1 pH值对硅酸盐钻井液性能的影响按加量为100∶7∶0.52的比例配制预水化浆(基浆)。
在基浆中加入模数为3.5,加量分别为1.0%和5.0%(以每100mL基浆中加入的硅酸盐克数为计)的硅酸钠溶液,高速搅拌均匀。
硅酸盐钻井液室内试验研究
泥 岩岩 样 。 试验 仪器 主要 有高 （ ）速搅 拌机 、六速 旋转 粘 低 度计 、滚 子加 热炉 和岩心 线性 膨胀 仪 、岩心试 验评 价 装 置等 。
均 为 ３ 。试 验 结 果 ：基 浆 加 入 模 数 为 １ １ ． 、 ． 、２ ４ ２ ８和 ３ ２硅 酸 钠 后 的 页 岩 回收 率 分 别 为 ７ ． 、 ． ． ９８
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第３ ４卷 第 ４期
２０ ０ ６年 ７月
石
油
钻
探
技
术
Ｖｏ１ ３ Ｎ Ｏ ． ４． ．４
Ｐ ＥＴＲＯＩＥＵＭ ＤＲＩ ＮＧ ＴＥ Ｈ ＱＵＥ ＬＩＩ Ｃ ＮＩ Ｓ
Ｊ １ ２ ０ ｕ．，０ ６
固井 与泥 浆
硅 酸 盐钻 井液 室 内试 验源自研 究 一Ｓ 一 ＋３ Ｏ Ｓ ＮＨ＋ ３ Ｏ ＫＣ 。所 用 盐 酸 浓 度 ＭＰ ２ ． ０ Ｐ ．０ １ 为 ２ｍｏ／ ｌＬ。
表１ ｐ 值 对 硅 酸 盐 钻 井 液性 能 的影 响 Ｈ
。
在 长期 的钻井 实践 中 ，国 内外 研制 出多种 钻井 液
体 系来解 决井 壁失 稳 问题 ，如油基 钻井 液体 系 、多 元 醇钻 井液 体 系 、正 电胶钻 井 液体 系 、硅 酸盐钻 井液 体 系和 甲酸盐钻 井液 体系 等 。由于硅 酸盐 钻井 液的抑 制 性 能接 近于油 基钻 井液 ，有利 于保 护油气 层 ，且成 本 低 、无 毒 、无 污染 ，因而 日益 受到 各科研 单位 和大 专 院校 的 重视＿ 。笔 者通 过 实 验 室 试验 优 选 出 了硅 酸 １ 盐 钻井 液配方 ，对 硅酸盐 钻 井液 的性能 进行 了系统 的 评 价 ，并 阐述 了硅 酸盐钻 井 液稳定 井壁 的机理 。
钻井液润滑剂润滑性能及影响因素
钻井液润滑剂润滑性能及影响因素国内外研究者对钻井液的润滑性能进行了评价，得出的结论是：空气与油处于润滑性的两个极端位置，而水基钻井液的润滑性处于其间。
用Baroid 公司生产的钻井液极压润滑仪测定了三种基础流体的摩阻系数(钻井液摩阻系数相当于物理学中的摩擦系数)，空气为0．5，清水为0．35，柴油为0．07。
在配制的三类钻井液中，大部分油基钻井液的摩阻系数在o．08～o．09之间，各种水基钻井液的摩阻系数在0．20～0．35之间，如加有油晶或各类润滑剂，则可降到0．10以下。
对大多数水基钻井液来说，摩阻系数维持在o．20左右时可认为是合格的。
但这个标准并不能满足水平井的要求，对水平井则要求钻井液的摩阻系数应尽可能保持在0．08～0．10范围内，以保持较好的摩阻控制。
因此，除油基钻井液外，其它类型钻井液的润滑性能很难满足水平井钻井的需要，但可以选用有效的润滑剂改善其润滑性能，以满足实际需要。
近年来开发出的一些新型水基仿油性钻井液，其摩阻系数可小于0．10，很接近油基钻井液，其润滑性能可满足水平井钻井的需要。
从提高钻井经济技术指标来讲，润滑性能良好的钻井液具有以下优点：(1)减小钻具的扭矩、磨损和疲劳，延长钻头轴承的寿命；(2)减小钻柱的摩擦阻力，缩短起下钻时间；(3)能用较小的动力来转动钻具；(4)能防粘卡，防止钻头泥包。
钻井液润滑性好，可以减少钻头、钻具及其它配件的磨损，延长使用寿命，同时防止粘附卡钻、减少泥包钻头，易于处理井下事故等。
在钻井过程中，由于动力设备有固定功率，钻柱的抗拉、抗扭能力以及井壁稳定性都有极限。
若钻井液的润滑性能不好，会造成钻具回转阻力增大，起下钻困难，甚至发生粘附卡钻和日钻具事故；当钻具回转阻力过大时，会导致钻具振动，从而有可能引起钻具断裂和井壁失稳。
1．钻井作业中摩擦现象的特点随着密封轴承的出现，改善钻井液润滑性能的目的主要是为了降低钻井过程中钻柱的扭矩和阻力。
在钻井过程中，按摩擦副表面润滑情况，摩擦可分为以下三种情况(见图4-11)：(1)边界摩擦：两接触面间有一层极薄的润滑膜，摩擦和磨损不取决润滑剂的粘度，而是与两表面和润滑剂的特性有关，如润滑膜的厚度和强度、粗糙表面的相互作用以及液体中固相颗粒间的相互作用。
硅酸盐钻井液
硅酸盐钻井液硅酸盐钻井液是一种功能比较独特的钻井液，各种钻井液一般只在某一种或几种特定的技术指标上表现比较良好，如抑制能力、封堵效应、储层保护效果、流变性能、现场维护性等，但其余功能无法兼顾，有时为了达到某种技术要求甚至需要削弱或放弃一些重要功能。
从国内外使用硅酸盐钻井液的经验得知，除对地层有一定程度污染外，几乎具备了所有其它钻井液的优良功能1．硅酸盐—聚合物钻井液80年代以来，硅酸盐与聚合物配伍钻井液逐渐在现场中应用。
其中前苏联在卡巴科沃62号井5410"--'5521m井段所用的钻井液配方为：5～7％膨润土+5----7％硅酸盐+O．7～1．0％CMC+O．2"--'0．5％不水解PAM，现场应用中井眼的规则性和钻井综合效益要明显优于无聚合物的硅酸盐钻井液；80年代后期美国杜邦公司优选的硅酸盐钻井液配方为：基浆+O．35％聚阴离子纤维素+O．2％XC+0．3％PVA(部分水解聚醋酸乙烯酯)+O．3％硅酸钾+0．3％碳酸钾，其指导思想是以硅酸盐为催化剂，利用硅酸根夺取PVA羟基的质子，使PVA分子链上产生强亲核性的醇氧负离子，后者与粘土表面的硅醇基缩合，把多个粘土颗粒胶结起来，从而大大提高井壁稳定性。
80年代，在北海中部渐新世、始新世的高地应力页岩层钻井过程中，我国曾用含水54"---56％的液体硅酸钾钠与PHP作为泥页岩稳定剂，现场取得了较好地应用效果。
1987年在川东卧96井130"--'996m井段，使用l～5％含有150目粉状硅酸钾钠的聚合物钻井液，机械钻速比同地区提高lO．8～21．2％阱l。
塔西南KS一1井在近40MPa的井底压差下发生四次严重卡钻之后，使用了一定比例的硅酸钾与聚合物降滤失剂，改善了钻井液的防塌性能和润滑性能，从而有效地解决了超高压差卡钻的难题2．硅酸盐硼凝胶钻井液用三聚磷酸钠、煤碱剂与硅酸钠(体积比7～15％)复配成高效的降粘降滤失剂；用硼酸与硅酸钠制成液态硅酸盐硼凝胶，密度1．12～1．13kg／L，漏斗粘度40"--60s，pH值10"-11，加量为0．5～1．O％时有降粘作用。
适合西部地区新型硅酸盐钻井液技术研究
酸 盐钻 井液 技 术 ， 具 有 一定 的推 广应 用价 值 。
关键 词 ： 钻 井液 ； 硅 酸盐； 流 变性 ； 处理 维 护
中 图分 类号 ： Ｔ Ｅ ２ ５ ４ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — ０ ０ ４ ５ — ０ ３ 我 国早 期 的硅 酸盐 钻井 液 体 系 的主 要技 术 局 限性 （ ３ ） 两性 离 子酚 醛 树脂 （ Ｓ Ｐ Ｇ 一２ ） 。Ｓ Ｐ Ｇ 一２ 是 用 天
液 的性 能 如 下 ： Ｆ ５ ３ ｓ 、 ｐ ＝ １ ． ３ ０ ｇ ／ ｃ ｍ 、 尸 ２ １ ｍＰ ａ ・ Ｓ 、 Ｙ ｐ ＝
１ １ ． ５ Ｐａ、 ｙＪ ） ／ ＰＶ － ０． ５５、 Ｇｅ ／ ＝４ ／ ８Ｐ ａ、儿 ＝３ ． ２ ｍｌ 、ＦＬ｜ Ｉ Ｔ Ｈ Ｐ － ￣ －
循 环 钻 井 液 中加 入 高 效 复 合 硅 酸 盐 剂 ｃ ｓ Ｎ Ｐ —ｌ ２ ５ ０ ０ ｋ ｇ ， 含 量达 到 ｌ ％ ～３ ％的设计 要 求 ， 并配合 Ｎ ａ Ｏ Ｈ、 Ｐ Ａ Ｍ ｓ 一９ ０ ０、 Ｌ ｖ —ｃ Ｍ ｃ 、 Ｄ Ｈ 一５ ０ 、 ｓ Ｈ ｃ 一２ 等处理剂调
理 的关键 。体 系是依靠优质 的流型调节剂 （ 包括增粘 剂和降粘剂等） 来处理钻井液 以达到 良好 的剪切稀 释 特 性 的 。主要 通过 调 整增 粘 剂 的加量 来 获得 较高 的动
切 力 和流变 值 。
１ ０ ． Ｏ ｍｌ 、Ｖ ｏ ＝ １ ． ０ ％ 、Ｅ＝ １ ６ ％ 、Ｇ＝ ４ ０ ｋ ｇ ／ ｍ 、
是流变性 难以控制 、 要求 ｐ Ｈ值太高 、 高温高压失水较 难控制 ， 新型硅酸盐钻井液 的基础配方为 ： ３ ％～５ ％膨 润土＋ ０ ． ３ ％～ ０ ． ８ ％纯碱＋ ０ ． ２ ％～ ０ ． ３ ％聚合 物包 被剂 ＋ ３ ％～５ ％磺 甲基 酚醛树脂类 产品＋ ２ ％～ ３ ％封堵 类剂＋
硅酸盐钻井液流变性与滤失造壁性探讨
硅酸盐钻 井液流变性 与滤失造壁性探讨
艾 贵 成
（ 国石 油 大 学 石 油工 程 学 院 ， 东 东 营 ２ ７ ６ ） 中 山 ５ ０ １
摘 要 为 了解 决硅 酸 盐 钻 井液 的 流 变 性 、 失造 壁 性 问题 ， 过 分 析 硅 酸 盐 、 土 、 、Ｈ 值 、 滤 通 黏 盐 ｐ 温度 等 因素 对 钻 井 液 的 影 响 ， 讨 了硅 酸 盐体 系 的作 用机 理 。在 探 讨 硅 酸 盐 体 系黏 度 、 失量 影 响 因素 的基 础 上 ， 出 了晶 核 理 论 、 膜 理 论 、 探 滤 提 成 溶 胶／ 凝胶 理论 、 井壁 稳 定 机 理 、 性排 斥机 理 。 通 过 采 用聚 合 物 电 解 质 、 节 电 位 等 方 法 ， 成 无 黏 土硅 酸 盐钻 井 液 ， 电 调 形 实现 在
Ｉ ｒ ｅ ｏ ｖ ｈ ｒ ｂ ｅ ａ ｓ ｄ ｂ ｅ ｒ ｅ ｌ ｇｃ ｌａ ｄ ｆ ｔ ｔ ｇ ｐ ｏ ｅｔ ｓ ｏ ｉ ｃ ｔ ｄ ｉ ｉ ｇｆ ｉ ， ｈ ａ ｅ ｉｃ ｓ ｅ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｓ ｌ ｅ ｔ ｅｐ ｏ ｌ ｍｓｃ ｕ ｅ ｙ ｔ ｈ ｏ ｏ ｉａ ｎ ｉ ｒ ｉ ｒ ｐ ｒｉ ｆｓ ｉ ａｅ ｒｌ ｎ ｕ ｄ ｔ ｅ ｐ ｐ ｒｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｏ ｈ ｌａ ｎ ｅ ｌ ｌ ｌｎ ｌｚｎ ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ｉ ｃ ｔ ｏ ｔｎ ， ｌ ｙ ｓ ｌ Ｈ ｖ ｌ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ．Ｆ ｖ ｒ ｂ ｅ ｈ ｏｅ ｏ ｈ ｉ ｃ ｔ ｙ ｔ ｙ ａ ａｙ ｉｇ ｔ ｅ ｉ ｆ ｅ ｃ ｆｓ ｉａ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｃ ａ ， ａｔ ｉ ｅ ｌ ｌ ，ｐ ａｕ ｎ ｈ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ａ ｏ ａ ｌ ｒ ｅ ｌｇｃ ｌ ｎ ｌ ａｉ ｇｐ ｏ ｅ ｉｓｏ ｉ ｃ ｔ ｒｌ ｎ ｕ ｄ ｃ ｎ ｂ ｂ ａ ｎ ｄ ｉ ｅｃ ｎ ｉ ｏ ｆｌｗｅ Ｈ ａｕ ｓ ｙ ｕ ｉｇ ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｈ ｏｏ ｉａ ｄ ｆ ｔ ｔ ｒ ｐ ｒ ｅ ｆ ｌ ａｅ ｄ ｉ ｉ ｇｆ ｉ ａ ｅｏ ｔｉ ｅ ｎ ｔ ｏ ｄ ｔ ｎ ｏ ａ ｉ ｒ ｎ ｔ ｓｉ ｌ ｌ ｈ ｉ ｏ ｒ ｐ ｖ ｌ ｅ ｓｎ ｈ ｔ ｏ ｂ ｏ ｏ ｙ ｒ ｅｅ ｔｏｙ ｅ ａ ｄ ｒ ｇ ｌｔ ｇ ｐ ｔ ｎ ｉｌ ｔ ｏ ｍ ａ ｎ ｎ ｃａ ｉ ｃ ｔ ｒ ｌ ｇ ｆ ｉ ． ｎ ｗ ｒ ａ ａ ｅ ｎ ｏ ｅ ｅ ｒ ｔ ｅ ｆ ｐ ｌ ｍｅ ｌｃ ｒ ｌｔ ｎ ｅ ｕ ａｉ ｏ ｅ ｔ ｏ ｆ ｒ ｏ － ｌｙ ｓ ｉａ ｅ ｄ ｉ ｉ ｕ ｄ Ａ ｅ ｏ ｄ ｈ ｓ ｂ ｅ ｐ ｎ ｄ ｆ ｈ ｎ ａ ｌ ｌｎ ｌ ｏ ｒ ｇ ｌｔ ｎ ｏ ｈ ｏｏ ｉａ ｎ ｌ ａ ｉｎ ｐ ｏ ｅ ｉ ｓ ｅ ｕ ａ ｉ ｆ ｅ ｌｇ ｃ ｌ ｄ ｆ ｔ ｔ ｒ ｐ ｒ ｅ ． ｏ ｒ ａ ｉ ｒ ｏ ｔ Ｋｅ ｒ ｓ ｓ ｉａ ｅ ｒ ｅ ｌ ｇ ｃ ｌ ｒ ｐ ｒ ｅ ， ｌ ａｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｉ ｓ ｎ ｎ ｃａ ｒ ｌ ｇ ｆ ｉ ． ｙ ｗｏ ｄ ： ｉ ｃ ｔ ， ｈ ｏｏ ｉ ａ ｏ ｅ ｉｓ ｆ ｔ ｔ ｒ ｐ ｒ ｅ ， ｏ — ｌｙ ｄ ｉ ｉ ｕ ｄ ｌ ｐ ｔ ｉ ｒ ｏ ｔ ｌｎ ｌ
无机盐在钻井液中的应用及对钻井液性能影响
钙处理钻井液是以钙处理剂为主要处理剂的水基钻 井液。可用的钙处理剂包括石灰，石膏和氯化钙等，它 们分别称为石灰处理钻井液、石膏处理钻井液和氯化钙 处理钻井液。
钙处理钻井液具有抗钙侵、稳定页岩和控制钻井液 中粘土分散性等特点。
钙盐应用及影响
现场应用
2003年、2004年，塔河油田在钻进第三系、三叠系、石炭系地 层时应用了高钙盐钻井液体系，钻井过程中钻井液性能稳定、滤失 易于控制、流变性易于调整，起下钻顺畅，全井最大摩阻小于300kN， 很少出现划眼现象，三叠系和石炭系井径扩大率均小于6%，表现出 很好的防塌性。
结论
(1)离子交换吸附。主要是粘土颗粒表面的Na+、Ca2+交换。这一 过程在改善粘土的造浆性能，泥浆的钙侵及其处理，钙处理泥 浆以及防塌等方面都很重要，对泥浆性能的影响也较大。 (2)通过沉淀、中和、水解、络合等化学反应，除去有害离子， 控制pH值，使有机处理剂变成能起作用的溶解态，形成螫合物 等。 (3)压缩双电层的聚结作用。这在盐水泥浆、盐侵及其处理中较 重要，还可用来使泥浆保持适度粗分散调整泥浆的流动性能。
其他无机盐应用及影响
纯碱能通过离子交换和沉淀作用使钙质粘土变为钠质粘土 Ca-粘土＋Na2CO3═Na-粘土＋CaCO3↓ 从而有效地改善粘土的水化分散性能，因此加入适量纯碱可使新浆 的失水下降，粘度、切力增大。但过量的纯碱要产生压缩双电层的 聚结作用，反而使失水增大。其合适加量要通过造浆实验来确定。 生石灰是CaO，吸水后变成熟石灰Ca(OH)2，在水中的溶解度不大(常 温下约为0.16%)且随温度升高而降低。石灰可提供Ca2+，控制粘土的 水化分散能力使之保持适度的粗分散，配合降粘剂和降失水剂进行 钙化处理，可得性能比较稳定、对可溶盐侵污不敏感、对泥页岩防 塌性能较好的钙处理泥浆。但石灰泥浆在高温情况下可能产生固化 ，因此超深井慎用。石灰还可配制石灰乳堵漏剂封堵漏层。
盐水钻井液的腐蚀和润滑性能研究
盐水钻井液的腐蚀和润滑性能研究
李斌
【期刊名称】《山东化工》
【年(卷),期】2024(53)9
【摘要】现场钻井过程中,钻井液种类对钻井设备磨损和腐蚀影响甚大。
基于此,评价了自来水、海水、NaCl和HCOOK对金属材料的腐蚀和对钻井液润滑性能的影响。
失重法和电化学法分析钻井液滤液的腐蚀性能。
实验发现,高盐含量促进了
N80钢表面的导电性,且Cl^(-)对金属表面的穿透作用极强,加快金属的腐蚀反应;HCOOK不具有氯化物侵蚀性,降低金属表面的腐蚀速率。
润滑性能评价发现,海水中含有一定量的无机盐,导致海水的摩阻系数大于自来水。
另外,NaCl使钻井液的摩阻系数更大,表明盐的存在,恶化了钻井液的润滑性能。
【总页数】4页(P73-75)
【作者】李斌
【作者单位】中海石油伊拉克有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE254
【相关文献】
1.Mack T-12发动机试验润滑油铅腐蚀性能研究
2.铝板带轧制油润滑性能与腐蚀性能相关性研究
3.VN基自润滑涂层的腐蚀性能研究
4.无铬达克罗润滑防腐蚀封闭涂层的制备与性能研究
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硅酸盐钻井液研究应用现状
关键 词 ：硅酸盐； 钻井液；应用；发展
中图分类 号 ：Ｔ Ｑ １ ７
文献标 识码 ：Ａ
文章 编 号 ：１ ０ ０ １ — ９ ６ ７ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ｏ ｌ ～ ０ ０ ３ ２ — ０ ３
Ａｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｔ ａ ｔ ｕｓ ｏ ｆ Ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ Ｄｒ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎｇ Ｆｌ ｕｉ ｄ ｓ
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第４ １ 卷第 １ 期
２ ０ １ ３年 １月
广
Байду номын сангаас
州
化
工
Ｖｏ １ ． ４ｌ Ｎｏ ．１
Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
Ｊ ａ ｎ ｕ ａ ｒ ｙ ． ２ ０ １ ３
硅 酸 盐钻 井液 研 究 应 用现 状
李 波 ，边靖生
６ １ ０ ０ ５ １ ）
（ 中国石 油 川庆钻探 工程 有 限公 司国际工 程公 司 ，四川 成都
摘 要 ：介绍了硅酸盐钻井液的抑制性、硅酸盐钻井液的防塌机理、硅酸盐钻井液的发展历程、研究和应用情况。硅酸盐
论文 硅酸盐钻井液体系研究
摘要硅酸盐钻井液被普遍认为是最具发展前景的水基钻井液体系之一。
辽河油田所处地质情况复杂，井壁不稳定问题一直存在，但硅酸盐钻井液体系目前对于辽河油田来说还是空白，因此结合辽河油田的实际情况研究硅酸盐钻井液体系，对避免或减少辽河油田深井复杂情况的发生、提高钻井速度和质量有着十分重要的意义。
本课题是辽河油田工程技术研究攻关课题，本文结合辽河油田深井井壁稳定问题开展了硅酸盐钻井液研究。
分析了硅酸盐模数、加量、pH值、处理剂类型、温度等因素对硅酸盐钻井液体系性能的影响，在此基础上研究硅酸盐钻井液的配方，并讨论硅酸盐钻井液的作用机理。
研究结果表明，硅酸盐模数以2.8-3.0为好，加量在5%左右较好。
硅酸盐钻井液具有多种机理并行的抑制功能，是一种具有强抑制性能的钻井液，硅酸盐钻井液的流变性、滤失性都可以满足钻井需要，具有广阔的应用前景。
关键词：硅酸盐钻井液；模数；机理；井壁稳定AbstractSilicate-based drilling fluids is a kind of water-based system drilling fluids which is widely regard as the most prospective for the development The geology circumstance of LiaoHe oil-field is very complicacy, the unsteady problem in the well has been existing, but current for the LiaoHe oil-field the Silicate-based drilling fluids is still blank, so combinative the LiaoHe oil-field actual circumstance studies the silicate-based drilling fluids system to avoid or reduces the occurrence that LiaoHe oil-field deep well complicacy circumstance and increases the drilling speed and quantity have the very important meaning.This lesson is the LiaoHe oil-field engineering technique research to offend to closed lesson, this text combination the LiaoHe oil-field deep well stability problem opened the research to the silicate-based drilling fluids. Analyzed the silicate mold number, add the deal, the value of pH and handles type, temperature...etc. factor to the influence of the silicate-based drilling fluids function, and here the foundation research the formulation of silicate-based drilling fluids and discussion the function mechanism of the silicate-based drilling fluids.The studies result expresses that , silicate modulus should between 2.8-3.0 ,the amount should be 5% or so .Silicate drilling fluids have the inhibited of function that various mechanism proceed together, and it is a kind of having strong inhibiting drilling fluids of the function, the rheological and filtration property of silicate drilling fluids can satisfy the demand of drilling and it will have the vast and applied foreground.Key words:silicate-based drilling fluids; mold number; mechanism; hole stability前言随着对油气资源的不断勘探开发，油气钻探的难度也逐渐增大，因此如何安全快速的钻进并且能够最大限度的降低钻井成本，已成为钻井技术发展的方向，而拥有性能优良的钻井液体系则是实现这一目的的重要保证。
硅酸盐钻井液综合机理研究
第30卷第2期2002年4月 石 油 钻 探 技 术PETROL EUM DR I L I N G T ECHN I Q U ESV o l.30,N o.2A p r.,2002收稿日期:2002202225作者简介:魏新勇(1962—),男,1984年毕业于西南石油学院钻井专业,高级工程师。
联系电话:(0991)6637217!固井与泥浆#硅酸盐钻井液综合机理研究魏新勇1,肖 超2,韩立胜3(11中国石化新星公司西北石油局,新疆乌鲁木齐 830011;21中石化勘探开发研究院石油钻井研究所,山东德州 253005;31华北石油管理局钻井工艺研究院,河北任丘 062552)摘 要:对硅酸盐及硅酸盐钻井液的性能进行研究,比较了不同无机盐的防塌能力,分析了各组分对硅酸盐钻井液性能的影响。
实验结果表明,在相同加量下,硅酸盐的防塌能力优于其它无机盐,硅酸盐与其它防塌剂复配能提高钻井液的防塌能力,pH值是影响硅酸盐防塌能力的主要因素。
关键词:钻井液;硅酸盐矿物;井眼稳定;机理;钻井液性能中图分类号:T E25411 文献标识码:A 文章编号:100120890(2002)022******* 井眼失稳是钻大段泥岩过程中遇到的主要问题之一,为此,国内外在化学稳定井壁方面做了大量工作,研制出了包括多元醇钻井液、甲酸盐钻井液、合成基钻井液、油基钻井液、盐水钻井液、正电钻井液、硅酸盐钻井液等钻井液体系,其中硅酸盐钻井液因具有固壁防漏、材料费用低、不污染环境等优点,日益受到国内外钻井界的重视。
笔者对硅酸盐钻井液中的各组分相互作用情况及其影响因素进行了研究,分析了其作用机理。
1 可溶性硅酸盐的性质[1]111 制取可溶性硅酸钠、硅酸钾的一般方法将纯碱、硫酸钾和石英砂(40～60目)按照一定的配比混合均匀(纯碱和石英砂的配比依成品的模数而定),在1400～1500℃下反应得到所需产品: M2CO3+m Si O2→M2O・m Si O2+CO2↑模数的定义是Si O2的摩尔数与M2O摩尔数的比值,所得产物的模数范围一般是115～313之间。
国内外硅酸盐钻井液研究应用现状
国内外硅酸盐钻井液研究应用现状【摘要】：详细叙述了国内外硅酸盐钻井液研究应用现状，包括硅酸盐的抑制性，硅酸盐钻井液的防塌机理、硅酸盐钻井液的研究情况和应用情况，最后介绍了作者对硅酸盐钻井液的研究情况及认识。
【关键词】：硅酸盐; 钻井液; 研究1. 国内研究应用现状1.1 硅酸盐的抑制性最早研究了硅酸盐的抑制性,对硅酸盐的防塌性能进行了大量研究,主要包括硅酸盐的模数、加量、硅酸钾和硅酸钠的比例、无机盐加量和种类对硅酸盐防塌性能的影响。
模数为2. 8~3. 2、加量3% ~5%、硅酸钾和硅酸钠之间的比例越大的防塌效果最好，少量的无机盐能大大提高硅酸盐的抑制性。
1.2 硅酸盐的作用机理国内对硅酸盐的防塌抑制机理研究较少，丁锐在有关文献中对硅酸盐稳定粘土的作用机理和硅酸钠与膨润土的作用进行了研究,并取得了以下认识[7, 8]：①膨润土对硅酸盐的吸附在粘土颗粒端面进行，水化分散的粘土颗粒在端面吸附带负电的硅酸根微粒后，难以再形成凝胶结构，从而使粘度和切力降低；尚未水化分散的粘土颗粒端部层片间隙被硅酸胶粒封堵住,水分很难进入粘土内，从而粘土不能分散，粘度和切力都不能升高；②硅酸盐降低页岩水化趋势的作用。
页岩在硅酸盐体系中处理后，吸附量显著降低,稳定性比其它体系处理的页岩高得多；③硅酸盐与地层矿物之间的化学反应。
80℃下硅酸钠与膨润土有可逆的结合作用，发生条件是用清水清洗，在现场只要不用清水洗井替换硅酸钠钻井液，就不会有这种结合，该钻井液稳定井壁的显著效果就能维持下去；60目的现场岩屑与3%硅酸钾溶液在105℃作用10 d，经X射线衍射测得粘土矿物含量基本上没有明显变化。
何恕等采用泥页岩压力传递和化学位差诱导的渗透压力传递实验技术，通过定量测定用钻井液处理后的极低泥页岩渗透率和泥页岩半透膜系数，对硅酸盐钻井液进行性能评价[5]。
实验结果表明，硅酸盐钻井液具有很强的降低泥页岩渗透率、改善膜系数、稳定井壁的能力，“封固”能力随作用时间的延长而加强。
硅酸盐钻井液
硅酸盐钻井液
一、硅酸盐钻井液稳定井壁机理
1、地层流体显弱酸性，能够使硅酸盐溶液形成胶状物；
2、硅酸盐与地层流体中的Ca2+,Mg2+离子形成不溶沉淀；
3、钻井液中加入NaCl,KCl是形成硅酸盐沉淀的催化剂，因为NaCl,KCl中的Na+,K+可以置换页岩表面上的Ca2+,Mg2+离子，促进硅酸盐沉淀的形成。
由胶凝物和硅酸盐沉淀物形成的屏蔽将进一步阻止滤液侵入和压力渗透，形成的胶凝物和沉淀物对页岩中的裂缝和裂纹起封堵作用。
因此硅酸盐钻井液能够稳定裂缝地层，也能够稳定由钻柱机械作用引起的裂缝地层和由抽吸作用导致页岩地层破裂的情况。
二、硅酸盐钻井液性能研究
1、PH值对硅酸盐钻井液流变性的影响
不同PH值条件下钻井液性能（ρ=1.70g/cm3）
一般认为，PH在11~12之间时，硅酸盐钻井液的流变性好，现场通过调节钻井液的PH值来控制管酸盐钻井液的流变性。
2、硅酸盐加量对钻井液滤失量的影响
基本配方：水+0.5%复合碱+0.1%XC+2.6%降滤失剂+5%KCL+5%硅酸盐+3%防塌剂
钻井液性能
评价土污染实验
膨润土污染
在实际使用中存在一些问题，如起下钻遇阻，有时候倒划眼等情况。
硅酸盐钻井液的抑制性及其影响因素的研究
硅酸盐钻井液的抑制性及其影响因素的研究丁彤伟;鄢捷年【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2005(033)006【摘要】硅酸盐钻井液具有良好的井壁稳定作用,且无毒、无荧光、成本低,被认为是具有发展前景的水基钻井液之一.着重研究和探讨了硅酸盐的抑制能力、影响因素及稳定井壁的机理.研究表明,硅酸盐具有较强的抑制能力,抑制效果明显地优于KCl、CaCl2等无机盐类;硅酸盐的模数、加量和钻井液的pH值是影响硅酸盐抑制能力的主要因素;钻井液中硅酸钠的模数为2.8～3.0,加量为3%～4%,且钻井液的pH值维持在11以上时,硅酸钠的抑制效果更好;硅酸盐能与无机盐和聚醇类产生协同作用,从而提高硅酸盐的抑制能力.硅酸盐稳定井壁的机理:硅酸盐与地层矿物反应生成沉淀封堵地层微小裂缝和孔隙,改善和提高了泥页岩的半透膜效率;抑制粘土水化膨胀和分散;降低地层孔隙中压力传递速度;与地层中粘土矿物发生反应.【总页数】4页(P32-35)【作者】丁彤伟;鄢捷年【作者单位】中国石油大学(北京)石油天然气工程学院,北京,昌平,102249;中国石油大学(北京)石油天然气工程学院,北京,昌平,102249【正文语种】中文【中图分类】TE254+.1【相关文献】1.聚乙二醇钻井液抑制性影响因素研究 [J], 范鹏;李斗2.硅酸盐／聚乙烯醇抑制性能研究 [J], 张宇睿;万里平;马晨洮;舒小波;李皋;朱利3.WDX硅酸盐钻井液的强抑制性和HSE优越性 [J], 杨勇;赵誉杰;汪廷洪;庄稼;汪建明4.强抑制性KCl/硅酸盐钻井液体系及其在苏丹六区的应用 [J], 郭健康;鄢捷年;王奎才;刘德军;范维旺;赵健;张洪静;肖金裕5.稀硅酸盐钻井液防塌性能的影响因素 [J], 丁锐;李健鹰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
超深井水基钻井液性能影响因素探讨
超深井水基钻井液性能影响因素探讨
刘二伟
【期刊名称】《石油石化物资采购》
【年(卷),期】2022()12
【摘要】超深井因其的高温高压特性,加之伴随复杂的井下地质条件,往往存在井漏、溢流、气侵、高压盐水层等诸多问题,导致钻井液性能出现波动甚至恶化。
通过现
场施工中遇到的情况,结合室内实验发现坂土含量、固相含量、助剂加量及方式、
无机盐离子、气侵、温度和时间都会对钻井液性能产生影响。
分析原因总结经验认为:控制合适的坂含、循序渐进的维护处理、采用合适的钻井液助剂、提前采取相
应的措施、有预见性的进行处理,可以很好确保超深井水基钻井液的性能稳定,优化
钻井液性能,从而保障井下的安全。
【总页数】3页(P66-68)
【作者】刘二伟
【作者单位】中石化江汉石油工程有限公司钻井二公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE2
【相关文献】
1.超深井水基钻井液高温高压流变性试验研究
2.环保型高性能水基钻井液在山前超深井中的应用
3.深井水基钻井液流变性影响因素的实验研究
4.石油深井水基钻井
液性能控制因素及应用5.超深井抗高温水基钻井液体系研究
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广州 化 工
不 同 因素 对 硅 酸 盐 水 基 钻 井 液 性 能 影 响 研 究
李 军 刚 ，董 明２，杨 贺 卫
（ １青海海西 茫崖采油三厂 ，青海 海西 ８ ６ ０ ；２大庆钻探 工程公 司钻井二公司 ， １４ ０
黑龙 江 大庆 １３ １ ；３渤海钻探 泥浆技 术服 务公 司，天津 ６４３ ３０ ８ ） ０ ２０
摘 要 ： 在选择硅酸盐钻井液中硅酸钠的模数 的基础上 ， 实验评价了各种添加剂对硅酸盐水基钻井液性能
的影响 ， 并确 定 了 各 种 添加 剂 最 佳 加 量 范 围 ： 酸钠 添加 量 ６ ； 润 土 添 加 量 ４ ～６ ； Ｃ添 加 量 ０ １ ％ ～ 硅 ％ 膨 ％ ％ Ｘ ．０ ０ ２ ％ ；Ｊ ． ０ Ｓ 添加 量 ０ ５ ～ ． ％ ； 宁 添加 量为 ０ ５ ％ 。实验研 究 了硅 酸盐 和处理 剂在钻 井 液 中加人 顺序 对 钻井 ．％ ０６ 单 ．０ 液性 能 的影响 ， 确定合 理 的添加 顺序 ： 在硅 酸盐 钻井 液应 用 时务必 先加 硅酸 盐 ， 加其 它处 理 剂 。从 而给 出 四种硅 再 酸盐 钻井 液基本 配方 。在 室温 以及 １ ０ｏ 下 热滚 １ ， 井液仍 具有 良好 的流 变性 、 失性 、 温性 和 抑制 性 ， ２ Ｃ ６ｈ后 钻 滤 抗
可抗 ６ 的岩 屑 。 ％
关键词 ： 水基钻井液 ； 硅酸盐 ； 添加剂 ； 加药顺序
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