无机盐在钻井液中的应用及对钻井液性能影响

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钻井液处理剂作用机理1

钻井液处理剂作用机理1

钻井液处理剂作用机理1钻井液配浆材料与处理剂一般来讲,钻井液配浆原材料是指在配浆中用量较大的基本组分,例如膨润土、水、油和重晶石等。

处理剂则是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要而加人的化学添加剂。

处理剂是钻井液的核心组分,往往很少的加量就会对钻井液性能产生极大的影响。

但配浆原材料与处理剂之间并无严格的界限,有的文献将配浆原材料也归类在处理剂中。

钻井液原材料和处理剂的种类品种繁多。

为了使用和研究方便,有必要将它们进行分类。

目前主要有以下两种分类方法。

第一类分类方法是按其组成分类。

通常分为钻井液原材料、无机处理剂、有机处理剂和表面活性剂四大类。

其中无机处理剂又可分为氯化物、硫酸盐、碱类、碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐和重铬酸盐和混合金属层状氢氧化物(即正电胶)类等。

有机处理剂通常可分为天然产品、天然改性产品和有机合成化合物。

按其化学组分又可分为下列几类:腐植酸类、纤维素类、木质素类、丹宁酸类、沥青类、淀粉类和聚合物类等。

第二类分类方法是按其在钻井液中所起的作用或功能分类。

我国钻井液标准化委员会根据国际上的分类法,并结合我国的具体情况,将钻井液配浆材料和处理剂共分为以下“类,即(1)降滤失剂(FiltrationReducer);(2)增粘剂(Viscosifier);(3)乳化剂(Emulsifier)使油水乳化产生乳状液;(4)页岩抑制剂(Shaleinhibitor);(5)堵漏剂(lostCirculationMaterial);(6)降粘剂(Thinner);(7)缓蚀剂(Corrosioninhibitor);(8)粘土类(Clay);(9)润滑剂(Lubricant);(10)加重剂(WeightingAgent);(11)杀菌剂(Bactericide);(12)消泡剂(Defoamer);(13)泡沫剂(FoamingAgent);(14)絮凝剂(Flocculant);(15)解卡剂(Pipe-FreeingAgent);(16)其它类(Others)等。

缓蚀润滑剂在水基钻井液中的性能评价

缓蚀润滑剂在水基钻井液中的性能评价

第51卷第6期 辽 宁 化 工 Vol.51,No. 6 2022年6月 Liaoning Chemical Industry June,2022缓蚀润滑剂在水基钻井液中的性能评价陈志阳(中国石化西北油田公司, 新疆 乌鲁木齐 830000)摘 要:钻井过程中,钻具与裸眼井壁、金属套管之间的磨损以及钻井液中高浓度无机盐对金属设备造成点蚀,缩短了金属设备的使用寿命,以二乙醇胺,甲醛,苯乙酮,氯乙酸钠为原料合成了曼尼希碱季铵盐缓蚀润滑剂ZE,应用在钻井液中起到保护金属的作用。

采用失重法评价缓蚀润滑剂ZE在钻井液中对N80钢的缓蚀性能。

采用极压润滑仪、四球摩擦仪评价缓蚀润滑剂ZE对钻井液的润滑性能的影响。

实验表明,随缓蚀润滑剂ZE加量增加,使N80钢在钻井液中的腐蚀速率以及钻井液润滑系数逐渐降低,当其加量为2%时,N80钢的腐蚀速率低于0.012 mm·a-1,钻井液润滑系数仅为0.084,可有效降低金属与金属之间的摩擦阻力,且与该钻井液具有良好的配伍性能。

关 键 词:季铵盐; 缓蚀机理; 曼尼希反应;水基钻井液中图分类号:TE254 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2022)06-0766-03随着国内工业迅速发展,对能源资源的需求日益增加,尤其是油气资源[1]。

多年来对常规油气资源的开发使其逐渐衰竭,定向井、水平井、大位移井所占开采井的比例越来越高[2],此类井对钻井液的润滑性能、携岩性能要求高[3-4]。

油基钻井液具有优异的润滑性能,但其剪切稀释性能较差,无法有效保证钻屑在井筒内及时返出,另外油基钻井液的高成本,且不符合环境保护要求限制其使用[5-6]。

因此需要提高水基钻井液用润滑剂性能,能有效降低钻具与裸眼井壁、金属套管之间的磨损。

对于泥页岩或黏土(蒙脱石、伊利石)含量较高的地层,钻进过程中需提高钻井液的抑制性能,避免其水化膨胀引起井眼应力改变,进而导致井壁失稳、掉块卡钻等[7]。

主要钻井液类型

主要钻井液类型

我国各油田主要钻井液类型一、无固相不分散聚合物钻井液●基本组成:聚丙烯酰胺或多元乙烯基共聚物类絮凝剂、无机盐等●特点:絮凝剂可有效地絮凝钻井过程所产生的岩屑。

●典型配方:(1)水+ 0.1~0.3% PHP + 0.1~0.2% CaCl2或0.5~1% KCl(2)水+ 0.07~0.14% CPAM + 0.1~0.3% TDC-15(低分子量有机阳离子)+ 0.2% CaCl2(3)水+ 0.1~0.3% FA-367 + 0.1~0.2% CaCl2或0.5~1% KCl●适用范围:层理裂隙不发育、正常孔隙压力与弱地应力、中等分散砂岩与泥岩互层;已下技术套管的低压、井壁稳定的储层等。

二、低固相聚合物钻井液●适用范围:用于钻进层理裂隙不发育的易膨胀、强分散或不易膨胀、强分散、软的砂岩与泥岩互层;已下技术套管的低压储层等。

1、阴离子聚合物钻井液●基本组成:多元乙烯基共聚物类、水解聚丙烯腈、部分水解聚丙烯酰胺等●特点:高分子量聚合物包被粘土或钻屑,并提供钻井液所需粘度、切力;中分子量和低分子量聚合物用于控制滤失量并控制粘度、切力。

●典型配方:膨润土浆+ 0.1~0.3% KPAM + 0.4~0.5% NPAN2、阳离子聚合物钻井液●基本组成:高分子量与低分子量阳离子聚合物,以及淀粉等●特点:阳离子聚合物具有极强的稳定页岩的能力,即强吸附、强抑制性;配合使用淀粉类处理剂调整滤失造壁性。

●典型配方:膨润土浆+ 0.4% SP-2(阳离子聚合物)+ 0.4% CSW-1(低分子量有机阳离子)+1% 改性淀粉3、两性离子聚合物钻井液●基本组成:高分子量和低分子量两性离子聚合物,有时配合加入阴离子聚合物●特点:利用聚合物中的阳离子基团增强体系的抑制性,同时大量的阴离子、非离子基团使体系保持稳定。

两性离子聚合物与各种处理剂具有很好的相容性。

●典型配方:膨润土浆+ 0.1~0.3% FA-367 + 0.05~0.2 %XY-27 + 1~3% 磺化沥青类产品三、聚磺钻井液●基本组成:高分子量聚合物(包括阴、阳、两性离子聚合物)、中分子量聚合物降滤失剂、磺化酚醛树脂类产品和沥青类产品等。

《钻井液工艺原理》综合复习资料

《钻井液工艺原理》综合复习资料

钻井液工艺原理》综合复习资料、名词解释1、晶格取代(P29最后一段)在粘土结构中某些原子被其它化合价不同的原子取代而晶格骨架保持不变的作用。

2、压差卡钻(P402倒数第三段)压差卡钻又称泥饼粘附卡钻,是指钻具在井中静止时,在钻井液液柱压力与地层孔隙压力之间的压差作用下,将钻具紧压在井壁上而导致的卡钻。

3、剪切稀释特性(P65最后一段)塑性流体和假塑性流体的表观粘度随着剪切速率的增加而降低的特性。

4、油气层损害(P409第一段)任何阻碍流体从井眼周围流入井底的现象,均称为油气层损害。

5、塑性粘度(P60第一段)在层流条件下,剪切应力与剪切速率成线性关系时的斜率值。

钻井液中的塑性粘度是塑性流体的性质,不随剪切速率而变化;反映了在层流情况下,钻井液中网架结构的破坏与恢复处于动平衡时,悬浮的固相颗粒之间、固相颗粒与液相之间以及连续液相内部的内摩擦作用的强弱。

6、胺点在标准实验条件下,石油产品与等体积的苯胺,在相互溶解形成单一液相时的最低温度,叫苯胺点。

7、造浆率(P147第一段)常将1t粘土所能配出的表观粘度为15mPa・s的钻井液体积称为造浆率。

8、泥饼粘附卡钻(P402倒数第三段)压差卡钻又称泥饼粘附卡钻,是指钻具在井中静止时,在钻井液液柱压力与地层孔隙压力之间的压差作用下,将钻具紧压在井壁上而导致的卡钻。

9、水敏性损害(P420倒数第三段)水敏性损害是指当进入油气层的外来流体与油气层中的水敏性矿物不相配伍时,将使得这类矿物发生水化膨胀和分散从而导致油气层的渗透率降低。

10、静切力(P59最后一段)塑性流体不是加很小的剪切应力就开始流动,而是必须加一定的力才开始流动,这种使钻井液开始流动所需的最低切应力,称为静切力。

11、乳状液()一种液体以液珠形式分散在与它不相混溶的另一种液体中而形成的分散体系。

钻井液是油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。

(P1)12、钻井液碱度(P9第六段)碱度是指溶液或悬浮体对酸的中和能力。

钻井中盐膏层危害及其应对措施分析

钻井中盐膏层危害及其应对措施分析

钻井中盐膏层危害及其应对措施分析摘要:盐膏层钻井是目前国内外钻井重大技术难题之一,在盐膏层地层进行钻井作业,会面临诸多挑战:井壁失稳、起下钻遇阻、卡钻、套管挤压等复杂事故,因此在含盐膏层地层尤其是深部盐膏层地层进行钻井作业,无疑是更加严峻的考验。

钻井事故频发,钻具、仪器接连被埋,会给钻井企业等相关方带来了巨大的损失,本文结合实际钻井施工介绍了盐膏层的特性,并针对此种地层所采取的应对措施进行分析和探讨。

关键词:盐膏层;安全钻井;钻井液;随钻扩眼1 盐膏层的概念及其危害1.1 盐膏层的概念在石油钻井中,对含有以氯化钠为主或其它水溶性无机盐类如氯化钾、氯化镁、氯化钙、石膏及芒硝等的地层统称为含盐膏地层,其厚度从几十米至上千米。

1.2 盐膏层给钻井带来的技术难题①盐岩的塑形变形导致井径缩小,进而导致遇阻、卡钻;②以泥岩为胎体,充填了含盐膏泥岩,在圈闭形成后,自由水在沉积过程中未完全运移;③以软泥的形式深埋于地层中,蠕变速率极高;④以盐为胎体或胶结物泥页岩、粉砂岩或硬石膏团块,遇矿化度低的水会溶解,盐溶的结果导致泥页岩、粉砂岩、硬石膏团块失去支撑而坍塌;⑤夹在盐岩层间的薄泥页岩、粉砂岩,盐溶后上下失去承托,在机械碰撞作用下掉块、坍塌;⑥山前构造多次构造运动所形成的构造应力加速复合盐层的蠕变和井壁失稳;⑦无水石膏等吸水膨胀、垮塌,石膏吸水变成二水石膏体积会增大26%左右,其它盐类也具有类似性质;⑧石膏或者含石膏的泥岩在井内钻井液液柱压力不能平衡地层本身的横向应力时,会向井内运移垮塌;⑨盐膏层段非均匀载荷引起套管挤毁变形。

盐膏层在构造应力、上覆岩层压力、温度、倾角、厚度等因素作用下,会发生溶解、蠕变、滑移或塑性流动,对套管产生相当大的外挤载荷,导致套管挤扁、弯曲、变形甚至错断。

2 应对盐膏层的技术措施2.1 膏岩层预防措施使用欠饱和盐水钻井液体系。

采用该体系,控制CI含量,并维持钻井液的含盐饱和特性。

使用欠饱和盐水钻井液在钻开盐层后,可使盐岩发生部分溶解,从而有效地防止盐膏层塑性蠕变、缩径引起卡钻。

常用钻井液处理剂

常用钻井液处理剂
PH值大于9~11
0.3~1.0%
磺甲基丹宁
SMT降粘切、降滤失当用量较大时有一定的降失水作用
是由于结构的拆散和粘土双层斥力及水化作用的增强,更有利于形成致密的泥饼
抗盐达1000mg/L,抗温达180~200℃
0.5~1.0%
磺甲基栲胶
SMK
和磺甲基丹宁相似
抗温180度
复合离子型聚合物稀释剂
XY-27
聚丙烯酰胺
PAM
10万以下时,在缺少优质粘土时作为稳定剂
聚合物的分子量是影响其性能的重要参数,
100~500万作为絮凝剂;10~90万为降失水剂。
由于缺少水化基团已经很少用了
部分水解聚丙烯酰胺
PHP(PHPA)水解度是影响其性能的重要参数
水解度增加,分子链伸展在钻井液中桥联作用增强,因而絮凝作用增强,但水解度过大时,在粘土上吸附作用减弱加上羧酸基团间的静电排斥力作用增强,絮凝作用减弱,水解度30%时絮凝作用最强。
降低粘度、抑制粘土水化膨胀的能力
不分散聚合物钻井液
0.1~0.3%
磺化苯乙烯——马来酸酐共聚物(顺丁烯二酸酐共聚物)
SSMA
抗温可以达260度以上,抗盐可以达饱和盐水,是一种优良的抗高温稀释剂。
但成本较高
醋酸乙烯酯——顺丁烯二酸酐共聚物
VAMA
是一种选择性的絮凝剂,对膨润土不絮凝,但对劣质土和钻屑迅速絮凝,称为双功能的聚合物。
HPS非离子型高分子材料,对阳离子不敏感
抗盐、抗钙能力强,在处理钙污染时,比CMC效果好,和酸溶性暂堵剂QS-2陪成无粘土相暂堵型钻井液
在阳离子和两性离子聚合物钻井液中可更好的降低滤失量
改性淀粉
DFD-2
降滤失
水基钻井液

钻井液常用处理剂的作用机理(一)

钻井液常用处理剂的作用机理(一)

钻井液常用处理剂的作用机理(一)钻井液处理剂用于改善和稳定钻井液性能,或为满足钻井液某种性能需要而加入的化学添加剂。

处理剂是钻井液的核心组分,往往很少的加量就会对钻井液性能产生很大的影响。

钻井液原材料和处理剂的种类品种繁多,为了使用和研究方便将按其功能进行分类。

根据2006年API钻井液处理剂分类方法,将钻井液处理剂分为降滤失剂、增粘剂、乳化剂、页岩抑制剂、堵漏材料、降粘剂、腐蚀抑制剂、表面活性剂、润滑剂/解卡剂、加重剂、杀菌剂、消泡剂、泡沫剂、絮凝剂、除钙剂、pH控制剂、高温稳定剂、水合物控制剂。

共计18类。

其中润滑剂/解卡剂合并,另外增加了水合物控制剂我国钻井液标准化委员会根据国际上的分类法,并结合我国的具体情况,将钻井液配浆材料和处理剂分为16类,分别为粘土类、加重剂、碱度控制剂、降滤失剂、降粘剂、增粘剂、页岩抑制剂、絮凝剂、润滑剂、解卡剂、杀菌剂、缓蚀剂、乳化剂、堵漏剂、发泡剂、消泡剂。

这16类处理剂所起的作用不同,但在配制和使用钻井液是,并不同时使用这些处理剂,而是根据现场需要选择其中的几种。

下面对这16种处理剂进行介绍。

1 粘土类粘土的本质是粘土矿物。

粘土矿物是细分散的含水的层状硅酸盐和含水的非晶质硅酸盐矿物的总称。

粘土矿物是整个粘土类土或岩石的性质,它是最活跃的组分。

晶质含水的层状硅酸盐矿物:高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石等;含水的非晶质硅酸盐矿物:水铝英石、硅胶铁石等。

1.1 粘土矿物的两种基本构造单元1.1.1 硅氧四面体与硅氧四面体晶片硅氧四面体:有一个硅原子与四个氧原子,硅原子在四面体的中心,氧原子在四面体的顶点,硅原子与各氧原子之间的距离相等,其结构见右图。

图1硅氧四面体结构硅氧面体晶片:指硅氧四面体网络。

硅氧四面体网络由硅氧四面体通过相临的氧原子连接而成,其立体结构见右图。

图2 硅氧四面晶片结构图1.1.2 铝氧八面体与铝氧八面体晶片铝氧八面体:六个顶点为氢氧原子团,铝、铁或镁原子居于八面体中央(如右图所示)。

第八章 水基钻井液滤液化学分析

第八章  水基钻井液滤液化学分析

第八章水基钻井液滤液化学分析一、氯离子含量的测定钻遇岩盐层或盐水层时,NaCl等无机盐会进入钻井液造成污染,使其性能变坏,因此需要检测钻井液滤液中Cl-浓度。

检测方法,取1毫升钻井液滤液,用0.0282M 标准AgNO3溶液滴定,指示剂为K2CrO4,当试样中出现橘红色Ag2CrO4沉淀时为终点。

1、仪器和试剂(1)硝酸银溶液 : 浓度为0.0282N和0.2820N ;(2)铬酸钾溶液 : 5g/100 ml水;(3)硫酸或硝酸溶液: 0.02N 标准溶液;(4)酚酞指示剂:将1g酚酞溶于100 ml浓度为50%的酒精水溶液中配制而成;(5)沉淀碳酸钙:化学纯;(6)蒸馏水;(7)带刻度的移液管: 1 ml和10 ml的各一支;(8)锥形瓶: 100-150 ml,白色。

(9)搅拌棒。

2、测定步骤(1)取1ml或几ml滤液于滴定瓶中,加2~3滴酚酞溶液。

如果显示粉红色,则边搅拌边用移液管逐滴加入酸,直至粉红色消失。

如果滤液的颜色较深,则先加入2 ml 0.2N硫酸或硝酸并搅拌,然后再加入1g碳酸钙并搅拌。

(现场实际操作中此步意义不大,粗略测定情况下此步可省略)(2)加入25-50 ml蒸馏水和5-10滴铬酸钾指示剂。

在不断搅拌下,用滴定管或移液管逐滴加入硝酸银标准溶液,直至颜色由黄色变为橙红色并能保持30s为止。

记录达到终点所消耗的硝酸银的ml数。

如果硝酸银溶液用量超过10ml,则取少一些滤液进行重复测定。

如果滤液中的氯离子浓度超过1000mg/l,应使用0.2820N的浓度的硝酸银溶液。

3、计算AgNO3 + CL-→ AgCL↓ + NO3-如果取样1ml滤液,用0.282N当量浓度的AgNO3的标准溶液滴定,0.282N当量浓度的AgNO3摩尔浓度为0.282 mol/L,硝酸银和氯离子反应的关系是1:1,假如滴定时消耗Xml的硝酸银,就消耗了0.282*X mol的硝酸银,就说明有0.282X mol的CL-,在把它转换成自量浓度mg/L,就成了0.282*X*35.45*1000mg/L。

抗温抗盐降滤失剂

抗温抗盐降滤失剂

抗温抗盐降滤失剂
【原创实用版】
目录
1.抗温抗盐降滤失剂的定义和作用
2.抗温抗盐降滤失剂的主要种类
3.抗温抗盐降滤失剂的应用领域
4.抗温抗盐降滤失剂的优势和未来发展趋势
正文
抗温抗盐降滤失剂是一种能够在高温、高盐度环境下,降低滤失量的添加剂。

它的主要作用是在钻井、完井、固井等过程中,防止井壁岩屑和钻井液中的固体颗粒进入井眼,从而保证井眼的畅通和钻井液的性能。

抗温抗盐降滤失剂主要有以下几种类型:有机聚合物类、无机盐类、复合类等。

有机聚合物类主要包括聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺等,它们具有良好的絮凝和降滤失效果。

无机盐类主要包括硫酸铝、硫酸铁等,它们通过增加钻井液的密度和黏度,降低滤失量。

复合类则是由有机聚合物和无机盐类混合而成,综合了二者的优点,具有更好的降滤失效果。

抗温抗盐降滤失剂广泛应用于石油、天然气、地热等钻井工程。

在我国,随着石油、天然气资源的不断开发,抗温抗盐降滤失剂的需求也在逐年增加。

此外,随着钻井技术的不断发展,对于抗温抗盐降滤失剂的性能要求也在不断提高。

抗温抗盐降滤失剂具有很多优势,比如高效、环保、适应性强等。

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钻井液中无机盐对机械钻速的影响规律研究

钻井液中无机盐对机械钻速的影响规律研究
Ga i o Fe ,Zh o Xi ng a o hu,Zho u Cha o
( MOE Ke b r tr f Per lu En i e rn ( h n i est f Per lu ( ii g) , i y La o a o y o to e m g n e ig C i a Un v riy o toe m Bej n ) Be—
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mo tef ci ewa s t e uc rl n o t Thr u h c n t n r s ur rl n x rme t , hs p p r iv si ae s fe tv y o rd e d il g c s. i o g o sa tp e s e d il g e pe i n s t i a e n e tg t s i t e i tr cinsbewe n io g nc s lsi rlig fud n a d t ne , n h i n l e e n ROP. e p ei — h n e a to t e n r a i at n d il l is a d s n s o s a d t eri fu nc so n Th r l mi n r c a im sa ay e o a y me h n s wa n l z d c mbie t p t n ilo u tng s l to x u e Th e u t ho t tA1 a n d wih o e ta fc ti - o u i n mit r . e r s ls s w ha Cl

钻井液的选择根据不同情况选择不同的钻井液

钻井液的选择根据不同情况选择不同的钻井液

护好油气层、环保可接受和经济高效为原则,同时根据下述方法来确定合适的钻井液体系。

一、根据目的层特性选择钻井液钻井液在钻进储层时应调整好各项性能,使其符合要求,尽可能减轻对油气层的伤害。

钻井液的选择应注意钻井液材料、钻井液的密度、固相含量、与地层岩性的配伍性、与储层流体的配伍性等因素。

油气层的特性不同,对钻井液体系的要求也不一样,钻井液体系应与储层相适应才能起到保护油气层的作用。

(1)速度敏感性储集层。

应选用高温高压滤失量低的钻井液,使进入储层的滤液量少,流速低,不超过临界流速。

(2)水敏感性储集层。

首选不滤失水的油基钻井液或气体钻井液,其次可采用具有较强抑制性的钾基钻井液及加有黏土稳定剂的钻井液。

(3)酸敏感性储集层。

钻井液中不应加入酸溶性的处理剂或加重剂,而要使用加有油溶性封堵材料的水基钻井液或油基钻井液。

(4)化学敏感性储集层。

选用与地层水相匹配的钻井液体系,当地层水含有大量Mg2+,就不能选用碱石灰处理的钻井液。

当地层水中含有CO 2 -3 ,就不能选用钙处理钻井液。

(5)物理敏感性储集层。

物理敏感性储集层指的是那些容易引起储集层润湿反转、水锁及乳化等物理变化的储层。

可选择具有防水锁、防润湿反转的钻井液体系。

二、根据非目的层特性选择钻井液体系不同的地层对钻井液的要求也不同,应针对其特点采用相应的措施。

选择钻井液时应根据下述要求来确定合适的钻井液体系,确保钻井作业的安全进行。

1.高压水层(1)掌握高压水层的地层压力系数,确定合适的钻井液密度,防止地层水侵入污染钻井液。

(2)根据水质,采用可抗相应盐污染的钻井液类型。

(3)加强钻井液的封堵性和提高薄弱地层的承压能力。

2.盐膏地层(1)若属薄层或夹层盐膏,可以选用抗盐膏的钻井液处理剂来维护所需钻井液性能。

(2)若属厚或较纯的盐层,选用饱和盐水钻井液,并根据井温选择加入适量的盐结晶抑制剂。

(3)若属厚杂盐层,应分析盐的种类及含量,采用与地层盐类相同的饱和盐水钻井液,二者活度应基本相同。

钻井液常见污染问题分析及处理措施

钻井液常见污染问题分析及处理措施

钻井液常见污染问题分析及处理措施摘要:在使用钻井液的过程中,不可避免的会出现大量的污染问题,针对这些污染问题,本次研究首先根据污染源的来源,对污染问题进行深入研究,在此基础上,根据目前的技术进展,对污染问题的处理措施进行探讨,为钻井液的使用以及环境保护奠定基础。

研究表明:在使用钻井液的过程中,常见的污染问题可以分为四种类型,分别是硫化氢污染、石膏污染、二氧化碳污染以及盐水污染,油田单位需要采取有效的处理措施,对这些污染源分别进行处理,进而降低钻井液的污染性,提高环保效果。

关键词:钻井液;污染问题;硫化氢;盐水;处理措施在进行钻井作业的过程中,钻井液是必须用到的物质,该种物质的使用可以使得钻井效率及钻井效果大大提高,对于油气产业的发展具有巨大的推动作用。

但在钻井液的使用中,由于成分原因,易出现污染问题,这些污染问题不但会对地层原油质量产生消极影响,还会使钻井液的使用性能大大降低,同时,还可能会威胁井下设备的使用寿命,因此,十分有必要采取一定的措施解决其污染问题[1]。

1 钻井液常见污染问题分析1.1 硫化氢污染问题部分钻井液中含有一定量的硫化氢物质,在钻井液使用的过程中,受到地层中高温高压特点的影响,这些物质会迅速产生反应,进而引发硫化氢污染问题。

在另一方面,由于硫化氢在反应的过程中会产生弱酸性成分,该成分的存在会使得钻井液的pH值降低,进而对钻井液产生破坏作用,使其不再维持胶状形状,此时,钻井液的使用性能会大大降低[2]。

硫化氢反应也会对井下的金属设备产生影响,进而使其腐蚀速率加快,设备的使用寿命大大降低。

1.2 石膏污染问题在钻井液的使用中,石膏也属于一种污染性物质,部分油田使用的钻井液属于某种类型的聚合物,这种钻井液在使用过程中,具有很差的抗污染问题,因此容易出现石膏污染问题。

石膏的介入,也会使得钻井液的pH值大大降低,同时石膏介入钻井液中后,会使得钻井液产生絮凝问题,进而使得其粘度增大,钻井液的使用性能大大降低。

钻井液处理剂作用机理1

钻井液处理剂作用机理1

钻井液配浆材料与处理剂一般来讲,钻井液配浆原材料是指在配浆中用量较大的基本组分,例如膨润土、水、油和重晶石等。

处理剂则是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要而加人的化学添加剂。

处理剂是钻井液的核心组分,往往很少的加量就会对钻井液性能产生极大的影响。

但配浆原材料与处理剂之间并无严格的界限,有的文献将配浆原材料也归类在处理剂中。

钻井液原材料和处理剂的种类品种繁多。

为了使用和研究方便,有必要将它们进行分类。

目前主要有以下两种分类方法。

第一类分类方法是按其组成分类。

通常分为钻井液原材料、无机处理剂、有机处理剂和表面活性剂四大类。

其中无机处理剂又可分为氯化物、硫酸盐、碱类、碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐和重铬酸盐和混合金属层状氢氧化物(即正电胶)类等。

有机处理剂通常可分为天然产品、天然改性产品和有机合成化合物。

按其化学组分又可分为下列几类:腐植酸类、纤维素类、木质素类、丹宁酸类、沥青类、淀粉类和聚合物类等。

第二类分类方法是按其在钻井液中所起的作用或功能分类。

我国钻井液标准化委员会根据国际上的分类法,并结合我国的具体情况,将钻井液配浆材料和处理剂共分为以下“类,即(1)降滤失剂(Filtration Reducer);(2)增粘剂(Viscosifier);(3)乳化剂(Emulsifier)使油水乳化产生乳状液;(4)页岩抑制剂(Shale inhibitor);(5)堵漏剂(lost Circulation Material);(6)降粘剂(Thinner);(7)缓蚀剂(Corrosion inhibitor);(8)粘土类(Clay);(9)润滑剂(Lubricant);(10)加重剂(Weighting Agent);(11)杀菌剂(Bactericide);(12)消泡剂(Defoamer);(13)泡沫剂(Foaming Agent);(14)絮凝剂(Flocculant);(15)解卡剂(Pipe-Freeing Agent);(16)其它类(Others)等。

钻井液与钻井的关系

钻井液与钻井的关系

4.影响滤矢量与滤饼质量的因素 影响因素有:膨润土的含量;固相颗粒 的水化分散性;滤液的粘度;地层岩石的孔 隙度与渗透性;液柱压力与地层压力的差值; 井下温度;滤失时间。 5.滤饼的摩擦系数 滤饼表面有一定的粘滞性,当物体在其 表面产生相对运动时,将受到一定的摩擦阻 力。滤饼的摩擦系数越大,钻具靠近井壁时 产生的摩擦阻力也越大,容易造成粘附卡钻 或起下钻遇阻、遇卡等现象。同时,对钻具 的磨损也越严重,钻具容易产生早期疲劳。 因此,钻井液中通常要加入润滑剂来降低滤 饼的摩擦系数。
6.钻井工艺对滤失量和滤饼质量的要求 滤饼质量高,摩擦系数低,有利于防止粘附卡钻, 有利于井壁稳定,能够防止井壁坍塌与剥蚀掉块。 钻井液虑矢量过大,滤饼质量差(厚而松软)的危 害: (1)易造成地层孔隙堵塞而损害油气层。滤液大 量进入油气层,会导致油气层渗透率等物性变化,损 害油气层,降低产能。 (2)滤饼在井壁堆积太厚,使环空间隙变小,导 致泵压升高。 (3)易使钻头泥包,造成下钻遇阻、遇卡或堵死 水眼。 (4)在高渗透地层易造成滤饼过厚而引起遇卡, 甚至发生粘附卡钻。 (5)导致电测不顺利和电测结果失真。 (6)易导致松软易垮塌地层的坍塌,形成不规则 的井眼,引起井漏等。
初切力是钻井液静止1分钟后所测得的 切力,用θ1表示。 终切力是钻井液静止10分钟后所测得的 切力,用θ10表示。 初切力与终切力的差值表示了钻井液的 另一特征——触变性,即网状结构随静止 时间的长短恢复的程度。差值越大触变性 越强;反之,触变性越弱。
2.钻井液粘度、切力与钻井关系 钻井液粘度对钻井的影响主要是钻井 液从钻头水眼处喷射至井底粘度对钻速的 影响,钻井液粘度高,在井底易形成一个 类似粘性垫子的液层,它降低和减缓了钻 头对井底的冲击力和切削作用,使钻速降 低。若清水钻进钻速提高,由于它的密度 低,形成的液柱压力小,而且粘度小,液 流对井底的冲击力强,使钻头冲击和切削 岩石的阻力小,不分散低固相钻井液具有 很好的剪切稀释效应,

盐水钻井液配制方法对其性能的影响

盐水钻井液配制方法对其性能的影响

盐水钻井液配制方法对其性能的影响刘翠娜;纪卫军;李晓玮;郑秀华【摘要】随着钻井技术的发展,深井、超深井钻遇复杂地层的情况越来越多,对钻井液性能提出了越来越高的要求.通过对盐水钻井液的配制方法进行理论分析和对比,并结合现场应用,利用已有抗盐材料,基于预水化对钻井液性能影响机理及预水化时间的长短对钻井液性能的影响进行了研究.试验得出,预水化对钻井液的性能起着至关重要的作用,且随预水化时间的变化,钻井液性能产生不同的变化趋势,根据钻井液要求的侧重点不同,为配制不同性能指标的钻井液提供实践指导和理论依据.【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》【年(卷),期】2012(039)001【总页数】4页(P33-36)【关键词】盐膏层;盐水钻井液;配制方法;钻井液性能【作者】刘翠娜;纪卫军;李晓玮;郑秀华【作者单位】中国地质大学〈北京〉工程技术学院,北京100083;北京探矿工程研究所,北京100083;中国地质大学〈北京〉工程技术学院,北京100083;中国地质大学〈北京〉工程技术学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】P634.6在油井钻探和地质钻探中钻遇岩盐层、盐膏层、盐水层等含盐底层或者配浆用水矿化度较高时,一般需要配制盐水钻井液。

在配制盐水钻井液时,最好选用抗盐粘土(海泡石、凹凸棒石等)作为配浆土,这类粘土在盐水中可以很好地分散而获得较高的粘度和切力,配制方法也比较简单,但由于此类粘土价格较高,施工方出于成本考虑经常选用膨润土配浆。

使用膨润土配制盐水钻井液时,配制方式对钻井液的性能影响很大。

根据现场调研,得出盐水钻井液的配制主要有以下2种方式:其一是膨润土及处理剂直接加入到盐水中,如在海边或者咸水湖边施工时就地取材使用盐水配浆;其二是膨润土及处理剂先加入到淡水中搅拌均匀,预水化一段时间后加盐至所需浓度转化为盐水钻井液,如在淡水资源充足的地区施工钻遇含盐地层或者为了抑制强水敏性地层的水化等。

本文通过理论分析、室内试验等手段详细分析了这2种配浆方式对盐水钻井液性能的影响,并分析了盐水钻井液性能随预水化时间增长的变化趋势。

钻井液性能及其测试

钻井液性能及其测试

一 钻井液密度
1. 钻井液密度与安全密度窗口
泥浆压力P泥和破裂压力P破 除了P塌之外,裸眼井段还有地层流体压力(P地)和地
层破裂压力P破(P漏)等两个地层压力。钻进过程中, 我们人为施加的是泥浆压力P泥。
当P泥>P破(P漏)则发生井漏;P泥<P地时,则发生井涌 或井喷。
一 钻井液密度
安全密度窗口问题分析
1、钻井液中固相的类型
一般情况下,钻井液中存在着各种不同组分、不同性质和 不同颗粒尺寸的固相。根据其性质的不同,可将钻井液中 的固相分为两种类型,即活性固相(Active So1ids)和惰性 固相(Inert So1ids)。凡是容易发生水化作用或易与液相 中某些组分发生反应的称为活性固相,反之则称为惰性固 相。前者主要指膨润土,后者包括石英、长石、重晶石以 及造浆率极低的粘土等。除重晶石外,其余的惰性固相均 被认为是有害固相,是需要尽可能加以清除的物质。
➢ 可减轻对钻具的腐蚀; ➢ 可预防因氢脆而引起的钻具和套管的损坏; ➢ 可抑制钻井液中钙、镁盐的溶解; ➢ 有相当多的处理剂需要在碱性介质个才能充分发挥其效
能。如丹宁类、褐煤类和木质素磺酸盐类处理剂。
四、 钻井液的pH值和碱度
烧碱(即工业用NaOH)是调节钻井液pH值的主要添加剂,有 时也使用纯碱和石灰。
三、钻井液的滤失造壁性
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 液体便会渗入地层,这种特性常称为钻井液的滤失性 (Filtration Properties of Drilling F1uids)。在液体 发生渗滤的同时,钻井液中的固相颗粒会附着沉积在井壁上 形成一层泥饼(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 层的渗透宰,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。

刚果钾盐钻探用钙镁基钻井液研究及应用

刚果钾盐钻探用钙镁基钻井液研究及应用

第59卷第6期2023年11月地质与勘探GEOLOGY AND EXPLORATIONVol. 59 No. 6November,2023刚果钾盐钻探用钙镁基钻井液研究及应用熊正强1,2,董春刚3,栾元滇4,宫述林4,付帆2,陶士先2,王韶霞4(1.中国地质科学院研究生院,北京100037;2.北京探矿工程研究所,北京100083;3.山东省核工业二四八地质大队,山东青岛266041;4.山东省地矿工程勘察院,山东济南250014)[摘要]在钾盐钻探过程中,采用常规水基钻井液普遍存在孔壁溶蚀扩径、岩心采取率低等问题。

而采用油基钻井液虽然可以保证取心质量,但是成本高且环保性能差。

因此,研究一种能高质量获取钾盐矿心且成本低的水基钻井液是极为必要的。

基于前期钾盐钻探水基钻井液研究成果,针对刚果共和国光卤石型钾盐地层特点及绳索取心钻探要求,本文采用浸泡模拟实验和材料配伍性对比实验研究,攻关了抑制氯化钙、氯化镁和氯化钾溶解技术,研发了一套钙镁基钻井液配方,具体为:30%氯化镁+20%~30%氯化钙+1%锁水抑制剂+2%~3%钠膨润土+1.3%~1.6%接枝淀粉GSTP +0.4%~0.7%增黏剂GTQ+0.4%包被剂GBBJ。

该钻井液具有良好的流变性、悬浮携带能力以及抑制光卤石和溢晶石溶解的能力。

并且在刚果共和国奎卢省钾盐钻探工程成功应用,解决了以往使用常规水基钻井液出现的地层溶蚀和岩心采取质量差等问题,顺利完成钻探工作量3020余米,盐矿心采取率达98%以上,节约钻井液成本80%以上。

钙镁基钻井液在光卤石型钾盐绳索取心钻探工程中的首次应用表明其可以完全替代油基钻井液,在钾盐钻探工程中具有广阔的推广应用前景。

[关键词]钙镁基钻井液钾盐绳索取心钻探光卤石溢晶石油基钻井液刚果共和国[中图分类号]TE254 [文献标识码]A [文章编号]0495-5331(2023)06-1315-09Xiong Zhengqiang, Dong Chungang, Luan Yuandian, Gong Shulin, Fu Fan, Tao Shixian, Wang Shaoxia.Research and application of calcium-magnesium-based drilling fluid for potassium salt in Republic of the Congo[J]. Geology and Exploration, 2023, 59(6):1315-1323.中国是钾肥消费大国(王鑫等,2018),钾盐作为生产钾肥的主要原料,也是我国七种大宗紧缺矿产之一,其中钾石盐、光卤石等可溶性固体钾盐矿产资源严重不足(赵元艺等,2010;鲍荣华等,2013),因此我国积极参与钾盐资源丰富国家的资源勘探开发工作。

钻井液的类型

钻井液的类型

二、钻井液的类型随着钻井液工艺技术的不断发展,钻井液的种类越来越多。

目前,国内外对钻井液有各种不同的分类方法。

其中较简单的分类方法有以下几种:按其密度大小可分为非加重钻井液和加重钻井液。

按与粘土水化作用的强弱可分为非抑制性钻井液和抑制性钻井液。

按其固相含量的不同,将固相含量较低的叫做低固相钻井液,基本不含固相的叫做无固相钻井液。

然而,一般所指的分类方法是按钻井液中流体介质和体系的组成特点来进行分类的。

根据流体介质的不同,总体上分为水基钻井液、油基钻井液和气体型钻井流体等三种类型。

由于水基钻井液在实际应用中一直占据着主导地位,根据体系在组成上的不同又将其分为若干种类型。

下面是在参考国外钻井液分类标准的基础上,在国内得到认可的各种钻井液类型。

1.分散钻井液(Dispersed Drilling Fluids)分散钻井液是指用淡水、膨润土和各种对粘土与钻屑起分散作用的处理剂(简称为分散剂)配制而成的水基钻井液。

它是一类使用历史较长、配制方法较简单且配制成本较低的常用钻井液。

其主要特点是:(1)可容纳较多的固相,较适于配制高密度钻井液。

(2)容易在井壁上形成较致密的泥饼,故其滤失量一般较低。

3)某些分散钻井液,如以磺化栲胶、磺化褐煤和磺化酚醛树脂作为主处理剂的三磺钻井液具有较强的抗温能力,适于在深井和超深井中使用。

但与其它钻井液类型相比,它也有一些缺点。

除抑制性和抗污染能力较差外,还因体系中固相含量高,对提高钻速和保护油气层均有不利的影响。

2.钙处理钻井液(Calcium-treatedDrillingFluids)钙处理钻井液的组成特点是体系中同时含有一定浓度(质量浓度)的Ca2+和分散剂。

Ca2+通过与水化作用很强的钠膨润土发生离子交换,使一部分钠膨润土转变为钙膨润土,从而减弱水化的程度。

分散剂的作用是防止Ca2+引起体系中的粘土颗粒絮凝过度,使其保持在适度絮凝的状态,以保证钻井液具有良好、稳定的性能。

钻井液工艺学简答题(东北石油大学秦皇岛分校)

钻井液工艺学简答题(东北石油大学秦皇岛分校)

2.钻井液滤失性能的调整与控制:改善泥饼质量(1)使用膨润土造浆(2)加入适量纯碱、烧碱或有机分散剂,提高粘土颗粒的ξ电位、水化程度和分散度(3)加入CMC或其它聚合物,提高分散度(4)加入一些极细的粒子堵塞泥饼孔隙使泥饼渗透率降低,抗剪切能力增强滤失量大,扩/缩径,井壁坍塌,卡钻,钻杆折断4.正电胶钻井液特点①独特的流变性较低的塑性粘度,较高的动切力,动塑比高;很强的剪切稀释性;具有固液双重特性;②较强的抑制性钻屑回收率高;钻井液粘土容量高;各种膨润土在正电胶钻井液中不易膨胀③较低的负电性6..造成井壁力学不稳定的原因(1)力学因素①钻井液的液柱压力小于地层坍塌压力;②起钻时的抽吸作用使液柱压力降低;③井喷和井漏导致井筒的液柱压力降低;④钻井液密度过低不能控制岩盐层、含盐膏的软泥岩和高含水软泥岩的塑性变形;⑤钻井液密度过高;(2)物理化学因素①地层中所含粘土矿物不同,水化膨胀程度不同。

②地层中含有石膏,氯化钠等无机盐,会促使地层发生吸水膨胀。

③地层中层理裂隙发育程度。

④温度和压力.时间。

⑤钻井液中所含有机处理剂和可溶性盐类型及含量(3)钻井工程措施(1)井内压力激动过大;(2)井内液柱压力大幅度降低;(3)钻井液对井壁的冲蚀作用;(4)井身质量不好;(5)对井壁过于严重的机械撞击密度过高:将引起钻井液过度增稠、易漏失、钻速下降、对油气层损害加剧和钻井液成本增加密度过低:容易发生井涌甚至井喷,还会造成井塌、井径缩小和携屑能力下降8.钻井液密度调整提高钻井液密度:加入重晶石等加重材料;加入可溶性无机盐降低钻井液密度:用机械和化学絮凝的方法清除无用固相,降低钻井液的固相含量;加水稀释,但往往会增加处理剂用量和钻井液费用;混油,但有时会影响地质录井和测井解释;钻低压油气层时可选用充气钻井液等。

9.盐水钻井液适用地层:盐层、盐膏层或盐膏与泥页岩互层若使用细分散钻井液,危害:会有大量的NaCL和其他无机盐溶解于钻井液中,使钻井液的粘度、切力升高,滤失量剧增。

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了较好的稳定井壁效果。
20世纪90年代国外石油公司基本上已将硅酸盐体 系作为成熟技术使用。我国也开始对该体系进行系统 研究,开发了多种复合型硅酸盐钻井液体系。
硅酸盐应用及影响
结论
பைடு நூலகம்
硅酸盐的模数和加量对钻井液的抑制性和六边形影响
较大,钻井液PH和温度对其抑制性防塌性有重要影响。
良好的环境保护和井壁稳定能力是硅酸盐钻井液主要 的技术优势。
时间证明硅酸盐钻井液既经济又环保,具有封堵能力
强、抑制性好、润滑性能优良等特点,能有效保护油 气层。
钙盐应用及影响
钙处理剂种类
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。
有较好的防塌性能。
氯化钙(CaCl2)能大量溶于水中(常温下约为75%)且其溶解度随温度 增高而增大,它比石灰、石膏的溶解度大得多,故可用来配制防塌
性能较好的高钙泥浆。由于 ,用CaCl2处理时常常引起泥浆pH值降
低,同时CaCl2泥浆的pH值不宜过高,才能保证较高的Ca2+浓度。
其他无机盐应用及影响
膨胀或坍塌。有时用于提高泥浆的切力和粘度。 重铬酸钠(Na2Cr2O7•2H2O)
加碱时平衡右移。
在泥浆中 能与有机处理剂起复杂的氧化还原反应,生成的 又能与多官 能团的有机处理剂形成络合物(如木质素磺酸铬,铬腐植酸),少量铬酸
盐能提高铁铬盐泥浆和煤碱剂泥浆的热稳定性,有时也用作防腐剂。
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。
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。 再者,在配制胶液时可全部使用井场高矿化度水,仅此一项就 节约淡水几千方,在塔河油田淡水紧缺地区具有重大意义。 在钻遇含石膏地层时,高钙盐钻井液基本不存在钙污染问题, 至钻穿含膏地层,钻井液性能保持稳定。
无机盐在钻井液中的应用 及对钻井液性能影响
研究背景 硅酸盐应用及影响 钙盐应用及影响 碳酸盐应用及影响 其他无机盐应用及影响 结论
目录
研究背景
井壁稳定问题是钻井过程中经常遇到 的难题。据统计,世界石油工业每年用于处 理井壁稳定事故的经费高达7亿美元。由于无 机盐钻井液的抑制性能近于油基钻井液,有 利于保护油气层,且成本低、无毒、无污染,
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。
其他无机盐应用及影响
水玻璃加入泥浆,可以部分水解生成胶态沉淀: Na2O•XSiO2+(Y+1)H2O XSiO2•YH2O↓+2NaOH 可使部分粘土颗粒(或粉砂等)聚沉,从而保持较低的固相含量和比 重。此外,水玻璃泥浆对泥页岩的水化膨胀有一定的抑制作用,故
碳酸盐应用及影响
1.随着Na2CO3的增加,pH不断增加,滤失量不断增加,表现粘度
和动切力先增加后减小;随NaCl浓度的增加,pH不断减小,滤 失量不断增加,表现粘度动切力先增加后减小。Na2CO3或NaCl加
入量较少时,塑性粘度变化不大;加入量较大时,塑性粘度增
加,但增加量不大。 2.无论用Na2CO3和NaOH调pH,随pH的增加,表现粘度和动切力先
食盐(NaCl)为白色晶体,常温密度约为2.17g/cm3。纯品不潮解,含
MgCl2、CaCl2、等杂质的食盐容易吸潮。在水中的溶解度较大(20℃时
为36.0克/100克水),且其溶解度随温度增高略有增大(80℃时为38.4克 /100克水)。食盐主要用来配制盐水泥浆和饱和盐水泥浆,以防岩盐井
段溶解成“大肚子”。还可用来提高泥浆的矿化度,抑制井壁泥岩水化
5.钙侵可以导致钻井液粘度增加,而进一步钙侵会导致粘度减小。
6.随CO2增加,基浆表现粘度减小,塑性粘度减小,动切力减小,但 变化不大,pH减小,滤失量增加,碳酸根减小,碳酸氢根增加,用
NaOH调节pH,碳酸根增加,碳酸氢根减少,基浆的其余各项性能没有
恢复。
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
钙盐应用及影响
结论
1.高钙盐钻井液体系具有极强的抑制性和防塌能力,对解决深部泥页 岩地层剥蚀掉块垮塌问题有明显效果。
2.高钙盐钻井液体系通过协同作用确保该体系具有较强的防塌能力。 同时有机聚合物的包被絮凝作用与钙盐、钾盐、铝盐的无机封堵、固
壁作用相结合,进一步提高了井壁的稳定性。
3.高钙盐钻井液体系性能稳定,转化、处理、维护简单易行。
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
具有良好性能。
硅酸盐应用及影响
硅酸盐防塌机理
1
堵塞页岩空隙和微裂缝,阻止滤液进入地层,同时减小了冲击压力
2
抑制页岩中粘土矿物膨胀和分散
3
硅酸盐与粘土矿物发生反应
4
与其他无机盐的协同稳定井壁作用
硅酸盐应用及影响
应用历程
早在20世纪30年代,前苏联和美国就开始研究硅
酸盐钻井液,并应用在墨西哥湾地区打断已坍塌页岩 底层,解决了钻井过程中卡钻等问题。 20世纪60年代研究利用硅酸盐提高羟甲基纤维素 钠的抗温性。稀硅酸盐钻井液开始在现场应用,取得
增加后减小,pH=8~12,塑性粘度基本不变;pH<11时,滤失量
随pH缓慢增加。
碳酸盐应用及影响
3.向基浆中加Na2CO3至饱和,基浆表现粘度和动力粘度基本不变,塑 性粘度变化不大,随Na2CO3浓度增加,基液滤失量不断增加。 4.随Na2CO3浓度增加,基浆的表现粘度和动切力显示降低,然后有所 增加,塑性粘度变化不大,高浓度时有所增加。
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