钻井液性能要求及处理剂类型和作用
- 格式:doc
- 大小:61.50 KB
- 文档页数:6
钻井液(drilli ng fluid)钻井液是钻探过程中,孔内使用的循环冲洗介质。
钻井液是钻井的血液,又称钻孔冲洗液。
钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。
清水是使用最早的钻井液,无需处理,使用方便,适用于完整岩层和水源充足的地区。
泥浆是广泛使用的钻井液,主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。
旋转钻井初期,钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带至地面。
目前,钻井液被公认为至少有以下十种作用:(1)清洁井底,携带岩屑。
保持井底清洁,避免钻头重复切削,减少磨损,提高效率。
(2)冷却和润滑钻头及钻柱。
降低钻头温度,减少钻具磨损,提高钻具的使用寿命。
(3)平衡井壁岩石侧压力,在井壁形成滤饼,封闭和稳定井壁。
防止对油气层的污染和井壁坍塌。
(4)平衡(控制)地层压力。
防止井喷,井漏,防止地层流体对钻井液的污染。
(5)悬浮岩屑和加重剂。
降低岩屑沉降速度,避免沉沙卡钻。
(6)在地面能沉除砂子和岩屑。
(7)有效传递水力功率。
传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率。
(8)承受钻杆和套管的部分重力。
钻井液对钻具和套管的浮力,可减小起下钻时起升系统的载荷。
(9)提供所钻地层的大量资料。
利用钻井液可进行电法测井,岩屑录井等获取井下资料。
(10)水力破碎岩石。
钻井液通过喷嘴所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石。
钻井液的运用历史很久以前,人们钻井通常是为了寻找水源,而不是石油。
实际上,他们偶然间发现石油时很懊恼,因为它把水污染了!最初,钻井是为了获得淡水和海水,前者用于饮用、洗涤和灌溉;后者用作制盐的原料。
直到19 世纪早期,由于工业化增加了对石油产品的需求,钻井采油才逐渐普及。
有记载的最早的钻井要追溯到公元前三世纪的中国。
钻井液常⽤处理剂的作⽤机理(⼀)概要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)。
常用处理剂的名称及主要作用子;3 烧碱NaOH 提高动切力、提高PH值;4 随钻堵漏剂ZD-1 预堵漏、堵漏;5 复合堵漏剂HD-1 堵漏;6 羧甲基纤维素钠盐高HV-CMC 提高粘切、与钙离子产生沉淀;7 羧甲基纤维素钠盐低LV-CMC 降低滤失量,改善泥饼质量,与钙离子产生沉淀;8 复合离子丙烯酸盐SD-17W 抗钙、提粘切、絮凝抗温;9 阳离子沥青粉CAS-2000 防塌;10 钻井用特种性能调整剂SD-21 降低滤失量,抗污染;11 防塌润滑剂SD-20 防塌、润滑、降粘度、降滤失量;12 水解聚丙烯腈铵盐NH4-HPAN 降滤失量,改善流型;13 悬浮性水解聚丙烯酰胺DPHP 不分散低固相体系页包被抑制剂絮凝剂14 磺化酚醛树脂SMP 抗污染、抗高温降滤失量,尤其是高温高压滤失量,改善泥饼质量;15 阳离子褐煤PMC 抗污染、抗高温降滤失量,尤其是高温高压滤失量,改善泥饼质量;16 钻井液强包被剂FA367 絮凝剂;17 石灰石粉CaCO3 加重、堵漏、预堵漏;18 腐植酸钾KHm 防塌、降粘度、降滤失量、能容纳较高的固相含量;19 氯化钾KCL 用于钾基钻井液中含量要大于90%,提供钾离子能容纳较高的固相含量;20 正电胶干粉MMH 防塌、提高动切力;21 锯末堵漏;22 水泥堵漏;23 麦秸堵漏;24 红胶泥堵漏;25 磺化单宁SMT 抗高温、抗污染、稀释、除钙离子;26 黄河二号HSHY 抗高温、抗污染、稀释、除钙离子;27 氢氧化钾KOH 提供钾离子,提高PH值;28 水解聚丙烯腈钾盐K-HPAN 防塌、降滤失量、调整流型、用于钾基钻井液;29 聚丙烯酸钾KPAM 防塌、絮凝;30 聚丙烯酰胺PAM 絮凝;31 无荧光封堵防塌剂TDW-2 抗高温,封堵防塌,稳定井壁,降滤失量,能容纳较高的固相含量;32 磺化褐煤SMC 抗污染、抗高温降滤失量,尤其是高温高压滤失量,改善泥饼质量;33 多功能处理剂降滤失量、润滑、防塌;34 多功能固体润滑剂HFT-102 降滤失量、润滑、防塌;35 SL-1 降滤失量;36 SL-2 降滤失量、提粘切;37 原油润滑、解除卡钻;38 石灰CaO 处理碳酸根、碳酸氢根污染;。
钻井液处理剂的作用原理一钻井液处理剂是在钻井过程中使用的一种化学品,其作用是改善钻井液的性能以满足特定的钻井需求。
钻井液处理剂的作用原理如下:1. 增粘剂:钻井液中的增粘剂可以提高液相的粘度,减少钻井液中的固相颗粒悬浮和沉降速度,从而起到增加钻井液携带能力的作用。
增粘剂一般为聚合物化合物或纤维素衍生物,可以使钻井液在井下流动性能更好,提高钻进速度。
增粘剂:钻井液中的增粘剂可以提高液相的粘度,减少钻井液中的固相颗粒悬浮和沉降速度,从而起到增加钻井液携带能力的作用。
增粘剂一般为聚合物化合物或纤维素衍生物,可以使钻井液在井下流动性能更好,提高钻进速度。
2. 乳化剂:钻井液中的乳化剂可以促使油和水相互混合形成乳状液体。
乳化剂可以增加钻井液的稳定性和抗溶解能力,防止钻井液中的油和水相分离,从而起到稳定钻井液性质的作用。
乳化剂:钻井液中的乳化剂可以促使油和水相互混合形成乳状液体。
乳化剂可以增加钻井液的稳定性和抗溶解能力,防止钻井液中的油和水相分离,从而起到稳定钻井液性质的作用。
3. 分散剂:钻井过程中,钻井液会遇到一些固相杂质,如岩屑和沉积物等。
分散剂可以帮助将这些固相杂质分散在钻井液中,并防止其重新聚集,保持钻井液的均匀性和稳定性。
分散剂:钻井过程中,钻井液会遇到一些固相杂质,如岩屑和沉积物等。
分散剂可以帮助将这些固相杂质分散在钻井液中,并防止其重新聚集,保持钻井液的均匀性和稳定性。
4. 酸洗剂:在岩石中存在一些可溶性的杂质,如钙、镁、铁等金属离子,这些金属离子会降低钻井液的性能。
酸洗剂可以与这些金属离子发生反应,并使其变为不溶性物质,从而净化钻井液。
酸洗剂:在岩石中存在一些可溶性的杂质,如钙、镁、铁等金属离子,这些金属离子会降低钻井液的性能。
酸洗剂可以与这些金属离子发生反应,并使其变为不溶性物质,从而净化钻井液。
5. 碱洗剂:一些岩石中含有酸性物质,如硅酸盐等,这些酸性物质会对钻井液产生腐蚀作用。
碱洗剂可以中和这些酸性物质,增强钻井液的抗腐蚀性能,防止井壁受到损害。
钻井液处理剂的简单介绍与新型处理剂研究进展摘要:回顾了中国钻井液处理剂和钻井液体系的发展,简要介绍了钻井液处理剂的类型与功能。
介绍了国内新型钻井液处理剂的发展和研究概况,分述了各钻井液处理剂的优异性能,表明新型处理剂具有广阔的应用前景。
提出了钻井液处理剂的发展方向。
关键词:回顾钻井液处理剂新型应用1传统处理剂类型无机处理剂有:氢氧化钠、氢氧化钾、氯化纳、碳酸钠、硫酸钙(俗名石膏)、硫酸钡、硅酸钠。
有机处理剂:一般多是有机高分子化合物,从其来源和发展上看,可分为天然产品、改性产品、合成产品三大类,按其作用可分为稀释剂、降失水剂、絮凝剂三大类1.1稀释剂类(1)铁铬木质素磺酸盐(代号FCLS),简称铁铬盐,成品为棕黑色的粉末,易溶于水,水溶性呈弱酸性,有较强的抗污染能力,热稳定性较强,抗温可达170-180度,铁铬盐是一种抗盐、抗钙和抗温能力较强的钻井稀释剂,,可用于淡水、海水和饱和盐水钻井液,各种钙处理钻井液和深井钻井液,铁铬盐在稀释的同时,还有一定的降失水和防塌作用。
铁铬盐一般配成碱液使用,若钻井液PH值较高时候,可将粉末直接加到钻井液中,PH一般在9-12之间,稀释效果最好。
PH过高用量过大,易产生泡沫,PH值过低则稀释效果差,此外,使用铁铬盐的钻井液滤饼摩擦系数大,使用时配合使用防(塌)卡剂。
(2)磺甲基单宁(代号SMT)俗名磺化单宁,也是一种改性的新型稀释剂,主要用作深井钻井液的稀释剂,抗温可达180-200度,磺化单宁在高温条件下,可有效地控制淡水钻井液的粘度切力,但抗盐、抗钙能力较差,磺化单宁使用时可直接加入到钻井液中,在PH值大于9时稀释效果较好,适用于淡水钻井液和一般钻井液。
(3)磺甲基栲胶(代号SMK)俗名磺化栲胶,也是一种改性的新型稀释剂,成品为棕褐色的粉末或细粒状,易溶于水,水溶性呈碱性,磺化栲胶是深井钻井液的稀释剂,一般抗温达到180度,在淡水钻井液中有较好的稀释效果,但抗盐抗钙能力较差,磺化栲胶使用时可直接加到钻井液中,以PH值在8-11之间为宜。
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。
钻井液常用处理剂为了满足钻井工艺对钻井液各方面性能的要求和需要,单靠使用清水和机械设备来调整其性能是远远不够的,必须借助于各种各样的化学处理剂。
钻井液化学处理剂,从结构和组成分为两大类,即无机处理剂和有机处理剂。
1、无机处理剂1、氢氧化钠(NaOH)。
俗明烧碱、火碱、苛性钠。
常温下密度2.0~2.2 g/cm3。
易溶于水,溶解时放出大量的热,水溶液呈强碱性,腐蚀强,使用时注意防止对皮肤、器官的腐蚀。
pH值为14,主要用于调节钻井液的pH值,并与某些有机物配合使用,(如与丹宁配成丹宁碱液等)还可以清除有害的钙、镁离子。
2、氢氧化钾(KOH)。
俗明苛性钾。
常温下密度2.04 g/cm3。
易溶于水,溶解时放出大量的热,水溶液呈强碱性,pH值为14,腐蚀较强,既能用于调节钻井液的pH值,又能提供钾离子。
钾离子有良好的防塌作用。
3、碳酸钠(Na2CO3)。
俗明纯碱、苏打。
无水碳酸钠为粉末,密度2.53 g/cm3,易溶于水,水溶液呈强性,pH值为11.5。
作用是改善粘土水化分散性能,粘土造浆率,另外,还可以清除钙离子。
(石膏、水泥中的钙离子)4、硫酸钡(BaSO4)。
俗明重晶石,纯品为白色粉末,含杂质多为浅绿色或灰色,密度4.00~4.60 g/cm3。
不溶于水、有机溶剂、酸或碱的溶液。
主要作用是作为加重剂。
(但缺点很多,堵塞油气通道,且不易酸化,通常不允许使用)要求硫酸钡密度不小于4.00 g/cm3,粉末度要求99.9%通过200目筛。
⑸碳酸钙(CaCO3)。
俗明石灰石,纯品为白色粉末,下密度2.20~2.90 g/cm3。
主要作用是作为加重剂(优点是不会堵塞油气通道,酸化可除去,缺点是密度低,要使钻井液提高密度到 1.50g/cm3以上有困难) 。
要求碳酸钙密度不小于 2.70g/cm3,粉末度要求99.9%通过200目筛。
2、有机处理剂有机处理剂一般多是高分子化合物,从其来源和发展来看,可分为天然产品、改性产品、合成产品三大类,按其作用可分为稀释剂、降滤失剂、絮凝剂三大类。
钻井液性能要求及处理剂类型和作用一般而言,煤田地质勘探采用金刚石绳索取芯钻进在稳定岩层可使用清水作钻井液。
而对各种不稳定岩层,如各种水敏岩层、破碎岩层、特别是对于深孔、长孔段的不稳定岩层,则必须采用泥浆作钻井液。
由于金刚石岩心钻探内外管间隙小、钻头转速高、钻头价格贵,因此对泥浆提出了一些特殊要求。
金刚石绳索取芯钻进用钻井液,主要要求润滑性、流变性、滤失性、固相含量等项指标。
并据此来选择钻井液类型、添加剂种类和工艺措施。
金刚石钻进要求钻井液有好的润滑性是不言而喻的。
为发挥钻头的破岩效率,特别是使用孕镶钻头,要求高转速,只有泥浆润滑性能好,才能减少钻头磨损,提高钻头进尺;减少钻杆磨损和钻杆折断事故,降低功率消耗。
不管用清水还是用泥浆作钻井液,都要重视其润滑性指标。
为保护孔壁和有效排除钻屑,要求钻井液有较好的流变性。
以前用漏斗粘度来衡量流动性能是不够的。
金刚石钻探的特点,要求钻井液通过小间隙处流动阻力小,即粘度小;而在大断面处粘度高,对孔壁冲刷小。
我们在金刚石绳索取芯钻探中应用流变学的理论解决生产实际问题,选择流变性能好的泥浆,取得较好满意的效果。
要使泥浆有较好的护壁能力,必须注意其滤失性能。
失水量过大是造成泥页岩,盐类地层、破碎地层的膨胀、溶蚀、剥蚀、坍塌的主要根源。
在这些地层要求失水量低,金刚石钻进环空间隙很小,泥饼厚度过大是很不利的。
此外,滤液的成分对护壁有重要影响。
滤液中含有盐类离子、高分子材料等抑制性成分,即使失水量大一些,护壁能力也很好。
因此,对滤失性能要注意失水量、泥饼厚度及滤液成分三个方面。
为控制失水常加入多种降失水剂。
固相含量过高,尤其是钻屑含量过高,给钻进工作带来很多问题,如钻速下降、钻头寿命降低,设备磨损加快、孔内事故多。
固相含量的多少和类型,直接影响到钻井液的流变性、滤失性和润滑性。
煤田金刚石绳索取钻进通常用低固相泥浆,固相含量可由比重观测。
一般要求固相含量(体积)在4%以内,泥浆比重在1.06以下。
控制固相的方法有二;一是采用物理、化学的方法,即使用具有选择性絮凝的处理剂对钻屑起絮凝作用,而对搬士起增效的作用,或使用具有抑制性的处理剂,抑制钻屑的分散;二是采用机械的方法控制固相,安装机械净化设备。
岩心钻探不能采用石油钻井的净化设备,必须按本身的特点发展净化装置。
一人工钠土、处理剂类型和作用1、人工钠土我国钙搬土资源非常丰富,我们的科研人员研制成人工钠搬土,建立了生产车间生产流水线,将钙搬土加工活化变成完全符合标准的钠搬土,其性能已能赶上美国商品土的指标,如表l所示。
现在已经投产可以大量供应商品土,价格比国际市场价格低廉。
比用钙土粉在现场改性价格便宜而性能优越。
如表2所示:表1国家粘度计读数R600 动塑比YP/PVAPI失水FLAPI规范>30 <3 <13.5 MIL GEL(美) 53.4 1.64 12.4 MAGCO GEL(美) 118.6 3.6 12.6 KONIGE一3V(日) 59 1.8 12.3 中国NaViL 50 1.7 9.5(注:动塑比及失水为更重要的指标)表2产地搬土类型粘度计读数R600视粘度AV动塑比YP/PV失水量FL山东钙土加碱23.6 11.8 1.36 15.4高阳人工钠±30.6 15.3 2.36 10山东钙±加碱 20.6 10.3 1.38 18付马营人工钠土5O 25 1.70 9.5我国还有极为丰富的海泡土及凹凸棒土资源,经加工其成品质量已达到标准。
这两种土可用于高温地热井,盐类地层钻井及海上钻井。
2,润滑剂:金刚石钻进使用的润滑剂,除使用传统的皂化溶解油,太古油外,还有癸脂酸钠,松香酸钠等3、聚丙烯酸盐类处理剂:不分散低固相泥浆中采用的一种双作用的泥浆处理剂~选择性絮凝剂:对无用固相絮凝,而对有用固相增效。
理想的选择性絮凝是不易达到的。
但是我们选用聚丙烯酸盐类处理剂,在钻探实践中收到良好的技术经济效益。
具有流变性好、防塌,润滑性好等优点。
其中部分水解聚丙烯酰胺(PHP)分子量较大,水解度较低,作用偏重于絮凝。
聚丙烯酸钠(HPA)、聚丙烯晴钠盐(HPAN)分子量较小,水解度较高,作用偏重于降失水和增效。
聚丙烯晴钙盐(CPAN)为钙盐,磺化聚丙烯酰胺(SPAM)为磺化体,它们抗污染能力较强,性能较为稳定。
这些处理剂在现场广泛应用,是用得最多的一类处理剂。
4、纤维素类羧甲基纤维素钠(CMC),有高粘、中粘,低粘不同品种。
高粘CMC主要用于增粘,而中粘、低粘CMC用于降失水。
现在已有速溶产品。
在调整一种泥浆性能时,常希望另一性能不发生变化。
如调整失水量时,粘度不变化或变化很小,低粘CMC处理失水,可使粘度不致增大5,腐植酸盐腐植酸钾(KHm)为有效的防塌剂。
用于防止泥页岩的水化、坍塌。
具有防塌,降失水。
和稀释作用。
KHm在泥浆中提供K+可将泥页岩中蒙脱石晶层内的Na+置换下来,形成伊利石结构,抑制泥页岩的水化膨胀。
在泥浆中,KHm高分子化合物吸附在±搬士表面,形成溶剂化层,降低泥浆的失水量。
失水量减小能降低泥页岩的水化;KHm降失水,同时使泥浆稀释,使静切力降低,这和CMC不同,CMC降失水的同时,使粘度有不同程度的增大。
KHm与PHP配合使用,防塌效果提高。
现在已经生产有KP共聚物,具有防塌、润滑,抗Ca、Mg污染、稀释(粘度可控制)等优点,尤其适宜于金刚石绳索取心钻探。
6,磺花沥青磺花沥青(DLSAS)是井壁稳定剂。
用于泥页岩等水敏性地层,能有效地稳定井壁。
具有降失水,防塌、润滑、防卡多种功能。
尤其在深井,较高温度下降失水效果更好。
DLSAS还可作润滑剂使用,润滑系数较低,尤其能降低泥饼粘附系效。
防止压差吸附卡钻7、改性石棉为泥浆结构剂,在泥浆中形成网状结构,可以增粘、提高携带岩粉能力,特别是抗盐,抗钙、抗高温。
可用于大直径钻孔或超径钻孔携带钻屑,还可用于配制加重泥浆、悬浮加重剂等。
8.生物聚合物生物聚合物(XC)是流变性调节剂,增粘剂和降失水剂等,为多用途的泥处理剂。
在现有处理剂中,它的剪切稀释能力最好,能有效地改善流型、抗盐、抗钙能力很强,同时无毒,对环境无污染。
对水文地质及水井钻进,岩盐,盐湖钻进等较为有利。
9、木质素类铁铬木素磺酸盐是性能优良的稀释剂,具有反絮凝和抑制页岩钻屑分散的功能,目前还是陆上钻探用的重要处理剂,在钙处理泥浆、盐水泥球中是不可少的添加剂。
二、钻井液类型1、坚硬稳定地层采用润滑冲洗液。
即在清水中加入润滑剂。
常用皂化油、松香酸钠、癸脂酸钠等2、硬、脆、碎不稳定地层选用低固相、低粘度、低失水的PHP泥浆、泥浆中采用优质搬土加润滑剂,聚丙烯酸钠(HPA)或聚丙烯晴钠盐(HPAN)作降失剂,再加PHP作选释性絮凝剂。
PHP的加量为lOO~300PPM,配制的泥浆比重为1.02、~1.03,不超过1.063、厚复盖层及泥岩地层地层具有水敏性,孔壁易水化膨胀,钻屑自然造浆使泥浆增稠。
应选用抑制性泥浆,用腐植酸钾、磺化沥青处理,能抑制泥岩水化膨胀。
还可用钙处理泥浆,如石灰泥浆或聚丙烯酸钙(CPA)、丙烯晴钠盐(CPAN)泥浆。
防止泥浆增稠,选用稀释剂如腐植酸盐、铁铬盐或无铬木质素。
腐植酸钾加最在O.5~1.5%,磺化沥青的加量一般为1.5~2%。
4、破碎带、矿化带、蚀变带等不稳定地层泥浆必须低固相、低粘度、低失水量。
选用钠搬土配浆、减少固相含量,选用PHp 用作选释性絮凝剂、聚丙烯晴钠盐(HPAN)用于降失水和增效。
磺化聚丙烯酰胺(SPAM)抗污染低粘CMC处理失水,同时选用能稀释而不增粘的处理剂,如腐殖酸钾(KHm),K P共聚物等。
并采取泥浆净化措施。
5、水文地质钻探及水井钻进选用优质土而不能用劣质土,处理剂可选用生物聚合物XC,剪切稀释能力强、增粘快、有利于携带岩粉、本身无毒,不影响水质。
ppm的含义ppm含义为百万分之一,1ppm即是一百万分之一。
ppm可以用在质量上,一公斤(kg)的物质中有一毫克(mg)某物质,某物质含量即为1ppm;也可用在容量上,一千升(kl)的溶液中有一毫升(ml)的某物质,某物质含量即为1ppm;也可以质量和容量一起用,一公升的溶液中有某物质一毫克,某物质含量即为1ppm,这是因为以水来说,一公升(L)的水有一公斤重,一公斤比上一毫克的比值刚好是一百万分之一,也就是1ppm = 1 mg/L。
目前,在大多数科技期刊中,已经不使用ppm,而改用“‰”,ppm换算成‰为:1ppm=0.001‰1ppm=1mg/L(kg)=0.001g/L(kg)=1g/M3(T)=0.001kg/m3(T)100ppm=100mg/L(kg)=0.1g/L(kg)=100g/m3(t)=0.1kg/M3(T)1ppm=0.001%0100ppm=0.1%0在配置钻井液时,每立方米泥浆溶液加入一克重量的处理剂,其加入量称为1ppm,加入100克(0.1kg)重量的处理剂时,其加入量称为100ppm,以此类推煤系水敏性地层经验钻井液配方1、地层特点进入煤系地层后,煤层层数多,结构松散,粘土、泥岩等水敏性地层在钻进过程中遇水后极易水化膨胀、造成钻孔垮塌、埋钻等事故。
针对这种情况,必须配置高质量的钻井液。
原浆采用优质膨润土加水再加纯碱适2、技术重点防塌、堵漏、抑制水化膨胀就成为钻井液技术的重点。
3、泥浆处理剂选择水解聚丙烯腈胺盐(NH4-HPAN)、羧甲基纤维素钠(Na-CMC)、磺化沥青防塌护壁剂、803堵漏剂等四种泥浆处理剂。
原因是:①水解聚丙烯腈胺盐(NH4-HPAN)具有降滤失、降粘和抑制页岩分散的作用。
②高粘羧甲基纤维素钠(Na-CMC)具有降滤失和增粘的作用。
在泥浆中含量较高时,亦具有一定的抑制页岩水化膨胀能力。
③磺化沥青防塌护壁剂具有良好的冷水分散性能,能够有效地抑制页岩膨胀和防止井壁坍塌;优良的降失水性能,泥皮致密坚韧;良好的润滑性能,可更好的防止粘附卡钻。
④803堵漏剂具有较好的随钻堵漏效果。
4、钻井液经验配方:清水1m3+钠土粉75kg+纯碱2kg+水解聚丙烯腈胺盐(NH4-HPAN)1.2kg(1200ppm)+羧甲基纤维素钠(Na-CMC)0.5kg(500ppm)+磺化沥青防塌护壁剂2.5kg(2500ppm)+803堵漏剂12.5kg。
5、性能指标:密度1.04, 漏斗粘度28-30s ,滤失量7mL/30min, pH值为8.5。
实验室用膨胀仪器测定的膨胀量为0.65mm/8h。