常用泥浆体系介绍
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页岩气水平井油基泥浆体系的研究及应用一、本文概述随着全球能源需求的日益增长,页岩气作为一种清洁、高效的能源,其开发利用受到了广泛关注。
在页岩气勘探开发过程中,水平井技术因其能提高单井产量、降低开发成本等优点而被广泛应用。
水平井钻井过程中,油基泥浆体系的选择和应用对钻井效果具有重要影响。
本文旨在深入研究页岩气水平井油基泥浆体系,探讨其性能特点、优化配方以及在实际应用中的效果,以期为页岩气水平井的高效钻探提供理论支持和实践指导。
本文首先介绍了页岩气水平井钻井技术的特点及其对油基泥浆体系的要求,然后详细分析了油基泥浆体系的组成、性能评价方法及其在页岩气水平井中的应用情况。
在此基础上,通过室内实验和现场应用案例,研究了不同油基泥浆体系的性能差异及其对钻井效果的影响。
本文总结了油基泥浆体系在页岩气水平井中的优化应用策略,并展望了未来的研究方向。
通过本文的研究,旨在提高页岩气水平井钻探效率,降低钻井成本,为页岩气资源的可持续开发利用提供有力支持。
本文的研究成果也可为其他类似地质条件下的油气勘探开发提供参考和借鉴。
二、油基泥浆体系基本原理油基泥浆体系是一种在页岩气水平井钻井过程中广泛应用的钻井液体系。
其基本原理在于利用油类作为连续相,通过添加各种处理剂来调整泥浆的性能,以满足钻井过程中的各种需求。
油基泥浆相较于传统的水基泥浆,具有更好的润滑性、更低的摩擦系数以及更佳的防塌效果,因此在处理复杂地层,特别是页岩地层时表现出显著的优势。
油基泥浆的润滑性主要来源于油类本身的低摩擦系数,这可以有效降低钻头与井壁之间的摩擦,减少钻头磨损,提高钻头的使用寿命。
油基泥浆还具有较好的封堵能力,能够在井壁上形成一层薄而坚韧的泥饼,有效防止地层坍塌和井径扩大。
除了润滑性和封堵能力,油基泥浆还具备优良的携岩能力和热稳定性。
携岩能力是指泥浆能够将钻屑有效地携带到地面,防止钻屑在井底堆积,保持井眼清洁。
热稳定性则是指泥浆在高温环境下能够保持稳定的性能,避免因温度变化导致泥浆性能劣化。
常用泥浆体系介绍一、聚合物钻井液体系泥浆体系特点:(1)固相含量低;亚微米粒子比例小,剪切稀释性好,卡森极限粘度低,悬浮携带钻屑能力强,洗井效果好,有利于提高机械钻速。
(2)具有良好的流变性,主要表现为较强的剪切稀释性和适宜的流型;(3)钻进速度高;(4)稳定井壁能力强,井径比较规则;(5)对油气层的损害小,有利于发现和保护产层。
固相含量少,可减轻固相的侵入,因而减小了损害程度;(6)可防止井漏的发生,由于钻井液固相含量低,在不使用加重材料的情况下,钻井液的液柱压力低,从而降低了产生漏失的压力;(7)钻井成本低;聚合物钻井液的处理利用量较少,钻井速度高,缩短了完井周期。
二、甲酸盐钻井液体系:1、体系特点:甲酸盐钻井液体系就是将甲酸与氢氧化钠、氢氧化钾在高温高压反应下制成碱性金属盐,如甲酸钾、甲酸钠、甲酸铯配制成甲酸盐类水基钻井液。
甲酸盐钻井液体系是甲酸盐与盐水钻井液和完井液的基础上发展起来的,因而除了具有盐水钻井液的特点外,还具有其独特特点:①甲酸盐钻井液由于其强抑制性,可较好的抑制泥页岩水化膨胀和分散,也利于减少钻井液对油气层的损害;②甲酸盐钻井液医药生物降解,不会造成对环境的损害;③钻具、套管等金属材料在这种钻井液中的腐蚀性小,有利于延长金属材料的使用寿命;④不需要加重材料就可配高密度钻井液,甲酸钠、甲酸钾类的水溶液密度分别为1.24g/cm3,1.60g/cm3,甲酸铯水溶液的密度更高达2.3g/cm3,不仅有利于提高机械速度,而且有利于保护油气层;⑤甲酸盐钻井液的低粘度、高动态瞬时滤失量有利于提高机械钻速;⑥甲酸盐钻井液具有良好的抗高温、抗污染能力,并可降低所使用的各种添加剂在高温条件下的水解和氧化降解进度。
⑦缺点:费用高。
2、甲酸盐钻井液配方:甲酸盐盐水+生物聚合物+降滤失剂(低粘聚阴离子纤维素和烷基丙烯磺酸盐—AMPS聚合物的混合物)+超细碳酸钙(﹤10um,作强降滤失剂)3、甲酸盐钻井液使用范围:①小井眼深井钻井;②水平钻井和连续软管钻井、完井③高温高压钻井、完井和修井④水敏性页岩钻井⑤钻储集层⑥钻盐层和盐膏层三、乙二醇类水基钻井液体系1、乙二醇类水基钻井液体系简介聚合醇大多是聚乙二醇类产品,有丙烯乙二醇,二丙烯丙二醇、三丙烯乙二醇、及聚丙烯乙二醇、聚乙烯乙二醇和聚甘油。
泥浆材料功能及用法简介1、植物胶功能:具有良好的流变性,有利于井壁稳定和携带钻屑,可明显提高钻速,减轻钻具的磨损;对破碎地层、砂岩层等渗漏性地层有明显的封堵作用;取芯时可在岩样表面形成一层保护膜,可获得较高的采芯率。
用法:先用少量水湿润后再倒入泥浆中搅拌溶解,用量:在泥浆中的用量为2~3%;配制无固相冲洗液时4~5%。
2、羧甲基纤维素(中粘、MV-CMC)功能:是一种抗盐、抗温能力较强的降失水剂,也有一定的抗钙能力。
降失水的同时还有增粘作用,适用于配制海水泥浆、饱和盐水泥浆和钙处理泥浆。
用法:先用少量水预水化后加入泥浆中,搅拌溶解,加量1%.3 、膨润土功能:是基础配浆材料之一,适用于淡水和矿化度小于20000毫克/升的咸水钻井液,也可作降滤失剂、增粘剂和堵漏剂。
用法:加入清水中搅拌0.5小时以上,加量:钙基土5~10%+纯碱0.25~0.50%、钠基土5~10%。
4 、广谱护壁剂功能:可在适度增粘的条件下,显著降低失水量;能抑制井壁膨胀缩径:可降低扭矩,止粘附卡钻;同时具有一定的抗污染能力。
用法:直接将本品加入泥浆中搅拌溶解。
加量2~3%。
5 、腐植酸钾功能:稳定页岩地层,抑制井壁坍塌,同时具有降粘和降滤失的作用,降滤失的同时能形成薄而致密的泥饼,可减少压差卡钻。
用法:直接将本品加入泥浆中搅拌溶解。
加量2~3%。
6 、低荧光防塌护壁剂功能:针对胶结松散地层,具有较强的抑制泥页岩水化膨胀作用和稳壁功效,可防止坍塌;同时还有润滑和降滤失的作用。
用法:直接将本品加入泥浆中搅拌溶解。
加量2~3%。
7、聚丙烯酰胺(PAM)功能:用于聚合物不分散低固相水基钻井液的絮凝剂,兼有抑制泥页岩的水化膨胀,并有减轻钻头磨损,降低钻具与泥饼之间的摩擦助力,还有交联堵漏及剪切稀释作用。
用法:先将其加入少量水湿润后形成胶冻状,再加入水中搅拌溶解即可,加量0.5~1%。
8、801堵漏剂功能:适用于多种复杂的漏失岩层,可随钻堵漏,毋须停钻堵漏。
油井泥浆知识点总结1. 泥浆的基本组成油井泥浆主要是由水、黏土、醚酮、增稠剂、碱性物质、润滑剂、杀菌剂等物质组成。
这些组分通过混合搅拌形成一种特殊的液体,用于在钻井中进行冲洗井孔、稳固井壁等作用。
2. 泥浆的功能油井泥浆具有多种功能,主要包括清洁井孔、输送岩屑、平衡地层压力、稳定井壁、保护油管和钻杆等。
此外,泥浆还可以提供散热和润滑作用,保证钻井工程的顺利进行。
3. 泥浆的种类根据组成和使用目的的不同,油井泥浆可以分为水基泥浆、油基泥浆和气基泥浆。
水基泥浆是最常用的一种类型,主要由水、黏土等组成,适用于多数的钻井地质条件。
油基泥浆和气基泥浆由相应的基础液体和添加剂组成,适用于特殊的地质环境和特殊的作业条件。
4. 泥浆的性能参数油井泥浆的性能参数主要包括密度、黏度、流变性能、滤失值、PH值、离子含量等多个方面。
这些参数是评价泥浆性能好坏的重要依据,也是进行钻井工程时的操作指标。
5. 泥浆的调配方法泥浆的调配和现场处理是钻井工程中重要的一环。
合理的泥浆设计和调配方案可以提高作业效率,减少成本和事故的发生。
泥浆调配的关键是根据地层条件、井眼尺寸、温度和压力等因素选择合适的成分和配比,并通过监测和调整来保证泥浆的性能。
6. 泥浆的污染和处理在钻井过程中,泥浆会受到各种污染,如岩屑、泥浆添加剂的破坏、气体和油污等。
这些污染会影响泥浆的性能和作业效率,甚至导致严重事故。
因此,泥浆污染和处理是钻井工程中应该重视的问题之一。
7. 泥浆的质量控制泥浆的质量控制是钻井工程中必不可少的一环。
通过对泥浆样品的分析和测试,可以了解到泥浆的各项性能参数,判断泥浆是否符合要求,及时调整和处理问题。
泥浆的质量控制也是防止事故和保障井眼质量的重要手段。
8. 泥浆的循环系统泥浆循环系统是钻井作业中的一个关键部分,主要包括泥浆搅拌、泵浦、分离和处理等设备。
合理的泥浆循环系统设计和运行可以提高钻井效率和保证钻井作业的安全。
总的来说,油井泥浆是钻井工程中不可或缺的一部分,它的选择、设计、调配、质量控制和循环系统运行都与作业效率和安全密切相关。
第一节钻井泥浆的分类与造浆粘土第一单元钻井泥浆的分类按适用条件,可以把泥浆分为:①用于沙层、砾卵石层、破碎带等机械性分散等地层的泥浆,简称松散层泥浆;②用于土层、泥岩、页岩等水敏性地层的抑制性泥浆,简称水敏抑制性泥浆;③用于岩盐、钾盐、天然碱等水溶性地层的泥浆,简称水溶抑制性泥浆;④用于较为稳定、漏失较小的硬岩钻进的泥浆,简称硬岩钻进泥浆;⑤用于异常低压或异常高压地层的低比重泥浆或加重泥浆;⑥用于超深井、地热井等高温条件下的抗高温泥浆。
配制泥浆用的基本液体是水或油。
若粘土在水中分散形成的泥浆即以水为连续相的泥浆称为水基泥浆;若粘土在油中分散形成的泥浆即以油为连续相的泥浆称为油基泥浆。
大部分钻井场合下,使用成本较低,配制方便的水基泥浆。
油基泥浆在一些特定情况下使用,它又分为油包水乳化泥浆和油基泥浆两种类型,前者油水比在50~80和50~20之间,后者含水量不超过5%。
从粘土在泥浆中的分散程度来看,又可将水基泥浆划分为细分散淡水泥浆、粗分散抑制性泥浆和不分散低固相泥浆。
细分散淡水泥浆是靠粘土在水中高度分散得到,是泥浆的早期类型。
泥浆中的含盐量小于1%,含钙量小于120PPM,不含抑制性高聚物。
其组成除粘土、碳酸钠和水外,为了满足钻井需要,往往还加有降失水剂和防絮凝剂(稀释剂)。
依所加处理剂的不同,可有铁铬盐泥浆、木质素磺酸盐泥浆和腐植酸泥浆等。
虽然这类泥浆在稳定性、流动性和对地层抑制性方面存在明显缺陷,但在一些以提高泥浆粘性为主的钻井场合还常使用。
粗分散抑制性泥浆是在细分散泥浆的基础上,加入无机聚结剂,使粘土颗粒适度变粗,同时加入有机护胶处理剂而形成。
它对井壁岩土的分散有抑制作用,自身抗侵能力强而且性能稳定、流动性好钻进效率高,在钻井工程中得到广泛的应用。
这类泥浆的含盐或含钙量较高,具体又分为钙处理泥浆(含钙量大于120MG/L,如石灰泥浆、石膏泥浆、氯化钙泥浆),盐水泥浆(含盐量大于1%,如盐水泥浆、海水泥浆、饱和盐水泥浆)和钾基泥浆(KCl含量大于1%)。
细粘土与水的混合物,具有乳浆稠度,用于注浆成形。
泥土和水混合而成的半流体。
泥浆中通常是含有大量的悬浮物,胶状物的水、油或是油水混合物。
泥浆可分为水基泥浆、油基泥浆以及混合型泥浆。
泥浆比重:单位体积泥浆的重量和水重量的比值就是泥浆比重,比重是个比值,没有单位,不是上面朋友说的单位体积的重量.这是泥浆的重要指标之一,其他的常用的还有粘度,含砂率.其他一些指标和这3个常用指标共9个.
D653术语和符号。
范围1 .1该测试方法适用于泥浆制造工艺中泥浆比重的测定。
象阻挡液体横向流动的堤坝即为应用泥浆的实例。
该方法由API(美国石油学会)的RP(推荐实施方法)13B修’订而来。
1.2该标准可能涉及到易损材料、操作方法及设备。
该准标无意强调与其使用有关的安全问题。
建立健全相应的安全、健康措施,制定规章制度是标准使用者首先应做的工作。
4方法概述4.1这种测试方法通常使用的仪器是诬浆天平。
一定体积泥浆的重量通过移动一跨在刻度标尺上的游码来测出。
当天平平衡后泥浆的比重直接从刻度尺上读出。
2参考文献2.飞ASTM(美国实验材料学会)标准D653有关岩土力学的术语和符号2.2 API 标准人Pl RP 13B测试钻井泥浆的方法(第一部分)5意义及应用5.1该标准为实验室和现场提供了确定膨润土泥浆比重的方法.对于新混合的泥浆,该方法可以做为显示其混合比例的手段。
对于沟渠泥浆,可以规定某一值以维持沟渠的稳定性。
3术语3.1与该方法有关的术语的定义,参见6仪器9.1泥浆天平—任何精度在土。
.019/。
m“范围的仪器均可使用,但主要使用的仪。
现场泥浆使用1。
常用泥浆类型1.1。
不分散体系不分散体系包括开钻泥浆,钻孔自然造浆和其他经过稍加处理的体系,该体系不添加任何降粘剂和分散剂来分散粘土颗粒,通常用于开孔和浅孔作业。
1.2.分散体系分为细分散和粗分散细分散:粘土高度分散,粘土加NaCO3,使Ca粘土变为Na 粘土。
粗分散:指粘土颗粒在泥浆中高度分散,加入适当处理剂使泥浆适度絮凝。
这种泥浆我们使用的也只有钙处理泥浆,也就是石灰、石膏处理泥浆。
1。
3。
聚合物体系泥浆通常用高分子聚合物的絮凝作用封装钻屑、防止钻屑分散,以及覆在页岩上抑制页岩膨胀,还有增加流体粘度并减少流体滤失率。
常用聚合物包括:PAM、PAN、PV A、CMC和天然植物胶产品。
聚合物体系泥浆包括低固相泥浆、无固相泥浆.低固相泥浆低固体的固体总含量不能超出6%~10%(体积含量)的范围,粘土固体含量应控制在3%以下,钻屑和膨润土的比率低于2比1,典型的低固体系是采用聚合物添加剂作为增稠剂或膨润土增量剂,属不分散体系.固相含量%=(所测比重-1)*2*100%无固相泥浆无固相泥浆是指泥浆中不含粘土颗粒.是以高分子聚合物为基础配制而成的水溶液,其主要成份为水、高分子聚合物及天然植物胶和少量无机盐组成。
这种泥浆也叫做第五代泥浆。
目前用作无固相泥浆的水溶性高分子聚合物主要哟普两种,即水解聚丙烯酰胺(PHP)及聚乙烯醇(PV A)。
聚乙烯醇的各项性能均优于聚丙烯酰胺,但价格昂贵.2.常用泥浆的配制2.1钙处理泥浆1立方泥浆:石灰为泥浆体积的0.3~~0。
5%栲胶碱液0。
5~1%烧碱浓度20%,调节PH值11左右石膏体系的pH值范围通常在9~10。
5之间,使用浓度为5。
7~11.4克/升(即钙离子浓度为600~1100毫克/升). 石灰体系分两种典型类型:一是低浓度石灰体系为2.8~5。
8克/升,pH值范围通常在11~12之间。
一种是高浓度石灰体系,石灰的使用浓度为14。
3~42。
8之间。
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但儿童疾病的种类与成人大不同:起病急,来势凶,变化快。
因此,我们护理人员要根据其疾病特点制定一系列相应的护理措施。
由于儿童自身的特点以及年龄小不会或不能准确描述病情,不懂得与医护人员配合,所以儿科护理工作内容多,难度大,要求高。
除基础护理,疾病护理外,还有大量的生活护理和健康教育,病情观察应细微敏锐,发现变化及时通知医生,进行救治了解了儿科护理工作的基本情况后,我开始投身实习工作中。
在临床老师孜孜不倦的教导下,我不断汲取和探索专业知识,也积累了一定的工作经验。
也许这些心得体会只是浩瀚大海中的水珠一滴;无垠沙漠中的沙砾一颗,但对我来说却是难能可贵的财富,就好像在广阔的沙滩上,一阵浪打来,留下无数闪闪发光的贝壳,点点滴滴都值得我去珍藏和回忆。
也许这些收获相对而言是微小的,但我相信,成功是积累在每一个小小的进步之上的。
“冰冻三尺,非一日之寒。
”经过一个月的儿科实习,我又成长了许多,渐渐摆脱了学校的那份稚气,走向成熟。
在“阵地”上,我学会的不止是一个护士最基本的技术,疾病的护理知识,更重要的是如何与病人家属沟通。
儿科的护理对象是小孩,对于每个父母来说,最珍贵的莫过于子女了,家属以及医护人员都是本着为小孩着想的理念。
除了要有精湛的输液技术,将病人的痛苦减至最轻之外,还要向病人家属做宣教,方面涉及很广,比如:饮食教育,环境,衣着,心理护理等。
1.水基泥浆由水、粘土、化学处理剂三大部分组成。
2.常用的三种钻井液:不分散体系、聚合物体系、细分散体系。
3.地层松软时井壁易水化,常引起井眼缩径。
4.计量泥浆静切力和动切力(屈服值)的单位是:牛顿/每平方米。
5.泥浆滤失量和泥饼厚度的单位是毫升和毫米。
6.当泥浆PH小于7时表示泥浆为酸性。
7.一般泥浆的PH值控制在7.5-10之间。
8.泥浆的固相含量是指泥浆中悬浮与溶解固相体积占泥浆体积的百分数。
9.常用的润滑剂有:白油、石墨、塑料小球及表面活性剂。
10.大多数油气藏都以砂岩、石灰岩、白云岩为最主要的储集层。
11.在大港油田各区块,表层套管通常是用来封隔表土和平原组地层。
技术套管通常用来封隔馆陶组。
12.表层套管鞋应选在渗透性低的泥岩及其它致密岩层。
发生缩径卡钻,常常在膨胀地层和渗透性、孔隙度良好的井段。
13.粘附卡钻是泥浆柱压力大于地层孔隙压力,使钻柱紧贴于井壁发生的卡钻。
14.井深时泵压高,排量受限,井下较浅井复杂,为有效携带岩屑,泥浆粘度宜大些。
15.通常在保证携带岩屑的前提下,泥浆粘度应尽可能低些。
16.井眼出现垮塌、沉砂较多或出现轻度漏失时,泥浆粘度应适当增加。
17.现场常用的加重材料有重晶石粉、石灰石粉,钛铁矿粉。
18.重晶石粉作为加重剂的主要缺点是它不溶于水、有机溶液、酸或碱的溶剂,对油气层会产生堵塞。
19.CMC除用做降滤失剂外,同时具有抵制泥页岩水化膨胀和巩固井壁的作用,且可提高悬浮和携带岩屑的能力。
20.铁铬盐是一各抗盐、抗钙和抗温能力较强的稀释剂,同时还具有一定的滤失作用。
21.从井内起出钻铤时灌泥浆,体积应是起钻杆时的3-5倍。
22.泥浆密度对钻速有很大影响,通常密度增大,钻速会变小。
23.在保证井下情况正常的前提下,为提高钻速,应尽可能使用低密度泥浆。
24.适当的泥浆粘度有利于携带岩屑,但过高的粘度会造成一系例危害。
25.泥浆滤失量过高会使泥浆密度升高,进而降低钻速。
聚合物和钠膨润土泥浆
聚合物和钠膨润土泥浆是两种常用的泥浆体系。
聚合物泥浆是由聚合物和水混合而成的,常用的聚合物包括羟丙基甲基纤维素(HMPC)、羧甲基纤维素(CMC)、壳聚
糖(chitosan)等。
聚合物泥浆的特点是黏度高、流动性好,
能够有效控制井壁稳定性,防止井壁塌陷和漏失。
钠膨润土是一种具有吸附性能的黏土矿物,常用的是膨润土中的一种。
钠膨润土泥浆是将钠膨润土与水混合而成的泥浆,常用于井壁稳定和油井钻井作业中。
钠膨润土泥浆具有良好的黏度和浆体稳定性,能够形成有效的滤失控制屏障,减少井壁塌陷和漏失风险。
聚合物和钠膨润土泥浆可以根据具体情况进行选择和组合使用,以满足不同的井壁稳定和控制井壁滤失的需求。
高密度抗盐水泥浆体系介绍高密度抗盐水泥浆体系吴达华谭文礼邹建龙宋有胜〔中国石油集团工程技术研讨院,天津塘沽〕摘要:本文结合石油钻井工程需求,提出了高密度抗盐水泥浆的设计原那么,并论述了盐对水泥浆的功用和水泥添加剂的影响,论述了提高水泥浆密度的方法和最新停顿,引见了BXF-200L抗盐降失水剂和超细锰矿减轻剂BXW-1的研讨效果,并对高密度抗盐水泥浆体系的配方和功用停止了研讨,经过严密堆积完成了高密度水泥浆体系的高功用。
研讨说明采用BXF-200L降失水剂、BXW-1减轻剂,和赤铁矿粉可以配出密度高达2.6g/cm3的高功用高密度抗盐水泥浆体系,在哈萨克斯坦肯基亚克盐下油田现场运用说明该抗盐水泥浆体系有良好的适用性。
主题词:高密度含盐水泥浆严密堆积一、前言在我国的西部油田、中原油田、南海油田的钻探进程中都不同水平的钻遇了高压盐水层、或许大段盐膏层和水敏性地层等复杂地层;在国际各石油公司向海外拓展的钻井业务中也碰到相似的固井效果,如哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、印度尼西亚等海外项目。
有时在海上、滩海作业中还经常试图用海水直接配制水泥浆,由于海水中的盐会对水泥外加剂功用及水泥浆水化进程发生严重影响,往往难以如愿,因此如何处置高密度水泥浆的抗盐效果不时遭到国际外固井界的注重。
大家知道,普通的高密度盐水水泥浆体系在运用进程中经常会遇到这些效果: 1、 体系不动摇,惹起水泥和减轻资料的沉降;2、 稠渡过高,常温下活动性差,施工密度难以到达设计要求;3、 降失水剂、分散剂缓和凝剂由于盐的影响而失掉作用,有时甚至出现闪凝现象,失水控制困难;4、 盐水水泥浆过渡缓凝,体系的防窜功用较差;5、 由于密度的提高,水泥浆中的有效水泥质资料相对较少,强度开展缓慢,尤其是水泥环的顶部经常出现不凝结,不能满足长封固段固井作业的要求;6、 由于钻井液密渡过高,切力又很大,顶替效率难以保证,会对水泥浆功用发生不良影响。
因此在设计高密度抗盐水泥浆时必需处置好水泥浆的失水控制和活动性的关系;稠化时间和强度开展之间的关系,水泥浆和泥浆、隔离液的相容性、和它们的密度差、切力差等效果,水泥浆中的各类外掺料和水泥的颗粒散布。
泥浆体系的分类
陈淑生
【期刊名称】《中国海上油气(工程)》
【年(卷),期】1990(002)003
【摘要】泥浆共分九大体系,本文中介绍的前7个是水基泥浆,第8个是油基泥浆,最后一个是以气体为循环介质的泥浆。
1.非分散泥浆体系开钻泥浆、天然泥浆、钻浅井或钻表层时稍微处理一下的泥浆,都属于非分散泥浆体系。
2.分散泥浆体系深井或复杂井经常采用分散泥浆。
典型的分散泥浆体系。
【总页数】2页(P41-42)
【作者】陈淑生
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TE254.1
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平;孙德军;王果庭
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常用泥浆体系介绍
一、聚合物钻井液体系
泥浆体系特点:
(1)固相含量低;亚微米粒子比例小,剪切稀释性好,卡森极限粘度低,悬浮携带钻屑能力强,洗井效果好,有利于提高机械钻速。
(2)具有良好的流变性,主要表现为较强的剪切稀释性和适宜的流型;
(3)钻进速度高;
(4)稳定井壁能力强,井径比较规则;
(5)对油气层的损害小,有利于发现和保护产层。
固相含量少,可减轻固相的侵入,因而减小了损害程度;
(6)可防止井漏的发生,由于钻井液固相含量低,在不使用加重材料的情况下,钻井液的液柱压力低,从而降低了产生漏失的压力;
(7)钻井成本低;聚合物钻井液的处理利用量较少,钻井速度高,缩短了完井周期。
二、甲酸盐钻井液体系:
1、体系特点:
甲酸盐钻井液体系就是将甲酸与氢氧化钠、氢氧化钾在高温高压反应下制成碱性金属盐,如甲酸钾、甲酸钠、甲酸铯配制成甲酸盐类水基钻井液。
甲酸盐钻井液体系是甲酸盐与盐水钻井液和完井液的基础上发展起来的,因而除了具有盐水钻井液的特点外,还具有其独特特点:
①甲酸盐钻井液由于其强抑制性,可较好的抑制泥页岩水化膨胀和分散,也利于减少钻井液对油气层的损害;
②甲酸盐钻井液医药生物降解,不会造成对环境的损害;
③钻具、套管等金属材料在这种钻井液中的腐蚀性小,有利于延长金属材料的使用寿命;
④不需要加重材料就可配高密度钻井液,甲酸钠、甲酸钾类的水溶液密度分别为1.24g/cm3,1.60g/cm3,甲酸铯水溶液的密度更高达2.3g/cm3,不仅有利于提高机械速度,而且有利于保护油气层;
⑤甲酸盐钻井液的低粘度、高动态瞬时滤失量有利于提高机械钻速;
⑥甲酸盐钻井液具有良好的抗高温、抗污染能力,并可降低所使用的各种添加剂在高温条件下的水解和氧化降解进度。
⑦缺点:费用高。
2、甲酸盐钻井液配方:
甲酸盐盐水+生物聚合物+降滤失剂(低粘聚阴离子纤维素和烷基丙烯磺酸盐—AMPS聚合物的混合物)+超细碳酸钙(﹤10um,作强降滤失剂)
3、甲酸盐钻井液使用范围:
①小井眼深井钻井;
②水平钻井和连续软管钻井、完井
③高温高压钻井、完井和修井
④水敏性页岩钻井
⑤钻储集层
⑥钻盐层和盐膏层
三、乙二醇类水基钻井液体系
1、乙二醇类水基钻井液体系简介
聚合醇大多是聚乙二醇类产品,有丙烯乙二醇,二丙烯丙二醇、三丙烯乙二醇、及聚丙烯乙二醇、聚乙烯乙二醇和聚甘油。
聚合醇是一种非离子表面活性剂,溶于水,但其溶解度随温度的升高而下降,到达某个温度之后,聚合醇溶液就会变成浊状微乳液,聚合醇部分分解,这时的温度成为浊点,此现象可逆,当温度降低至浊点温度以下时,又会重新溶于水中。
聚合醇由于具有以上特点,在当钻井液循环温度高于聚合醇浊点时,聚合醇钻井液发生相分离,不溶解的聚合醇能封堵泥页岩孔喉,阻止滤液进入地层,从而使钻井液与泥页岩隔离,起到稳定井壁的作用;此外聚合醇可在泥页岩表面产生强烈吸附,形成一层吸附层,阻止泥页岩水化、膨胀与分散。
聚合醇的浊点与聚合醇钻井液的化学组成有关,并随其加量及钻井液含盐量的增高而下降,因而可通过选用不同种类的聚合醇,调整聚合醇加量和含盐量来改变浊点温度。
聚合醇钻井液体系中加入钾盐、铝盐等可进一步提高其稳定井壁的效果,,而且加入的聚合醇分子量不能太大,以使其能进入泥页岩的孔喉中,稳定井壁。
2、聚合醇钻井液的优点:
①聚合醇钻井液具有很强的抑制性与封堵性,能有效稳定井壁;
②聚合醇钻井液有较好的润滑性,当聚合醇加量为3%时,钻井液的润滑系数可降低80%;
③聚合醇钻井液对油气层的损害低,渗透率恢复值可达85%以上;
④聚合醇钻井液毒性低,可生物降解和分解,对环境影响小;
⑤通常使用的聚合醇钻井液体系主要为聚合醇/聚合物盐水体系,其生物毒性LC50为100000mg/L,完全满足美国环保总局的LC50=3000mg/L的要求。
四、硅酸盐钻井液体系
稳定井壁机理:
①硅酸盐在水中可以形成不同大小的颗粒,其中有离子状态的、胶体状态的和分子状态的,这些颗粒通过吸附、扩散等过程聚合到井壁上,封堵地层孔隙和裂缝。
②进入地层的硅酸根与页岩表面或地层水中的钙、镁离子发生反应形成的硅酸钙、硅酸镁覆盖岩石表面,封堵地层;
③进入地层的硅酸根遇到PH值小于9的地层水立即变成凝胶封堵地层孔喉和裂缝;
④在温度低于80℃的稀硅酸盐钻井液稳定泥页岩机理:是通过多个氢键、静电力、和范德华力度叠加与泥页岩的粘土颗粒形成的超分子化学力结合为主,缩合反应为辅;温度高于80℃,硅酸盐的硅醇基与粘土矿物的铝醇基发生缩合反应产生胶结性物质,把粘土矿物颗粒结合成牢固的界面,封固井壁。
⑤硅酸盐稳定盐膏地层机理:主要是硅酸根与地层中的钙、镁离子发生作用,形成沉淀,从而在地层表面形成坚韧、致密的封固壳来加固井壁。
五、钾基体系
特点:
①抑制泥页岩造浆,对水敏性泥页岩具有很好的防塌效果;
②钻井液中亚微米颗粒含量低,对油层中的粘土矿物其稳定作用;
③分散型钾基钻井液有较高的固相容度限。
六、正电胶钻井液体系
①正电胶胶液:清水+0.1%~0.3%正电胶
②直井:3~5%预水化搬土浆+0.1~0.3%正电胶+0.3~1.5%降滤失剂(LV-CMC)+0~0.3%铵盐(XY-27)
③定向井或水平井:在直井配方基础上+润滑剂(乳化剂+5%原油)
④在易于造浆的地层:补加小阳离子抑制剂
⑤在强分散弱膨胀砂泥岩互层为了抑制砂泥岩分散:+0.3~0.5KPAM
⑥地层裂缝发育易井塌:+防塌剂+高温高压降滤失剂
⑦砾岩、玄武岩地层:正电胶加量大于0.4%+增大搬土含量,提高粘切,减小对井壁冲刷,有效携岩。