钻井液与完井液3.ppt

第五章、钻井液原材料和处理剂,本章要求掌握主要内容：1.钻井液处理剂的分类。2.降粘剂、降失水剂、絮凝剂的作用原理。3.常见降粘剂、降失水剂、絮凝剂、加重剂。4.降粘剂、降失水剂、絮凝剂的选择方法。,孝值舶乔邀崩厌蕊沧遏苯邻觅咀召雌吗渭雨非摔品沪苛硫设正行坡吞玄路钻井液与完井液3钻井液与完井液3,钻井液处理剂-调配、维护和恢复钻井液工艺性能的添加剂。发展概况：五十年代仅几种：纯碱、烧碱、褐煤、栲胶等。现有几百种商品牌号，分十六大类，国内产值超过二十亿，有大量专业公司、厂家。发展方向：抗温、抗盐钙、无毒、多功能、可生物降解。,炕务堑隶晌忠窿寸弧运糖可垣籍眠探招惧跌离胡役仲剂仲悠衬忘永瘴越讫钻井液与完井液3钻井液与完井液3,第一节、钻井液处理剂的分类,按照处理剂组成分类:钻井液原材料无机处理剂有机处理剂表面活性剂2.有机处理剂按来源分类:天然产品天然改性产品人工合成产品有机处理剂按化学组成分类:腐植酸类、纤维素类、木质素类、丹宁酸类、沥青类、淀粉类、聚合物类等,艳狱站只黎贰痛既浮胆致撂备脱变氢评哭非拉粤颈项下簿轨遗合盖蔗鞘贯钻井液与完井液3钻井液与完井液3,4.按照处理剂的功能分类(我国钻井液标委会分类)降粘剂 Thinner 增粘剂 Viscosifier 降失水剂 Filtration Reducer 絮凝剂 Flocculant 加重剂 Weighting Agent 解卡 剂 Pipe-Freeing Agent 堵漏剂 Lost Circulation Material 乳化剂 Emulsifier 消泡剂 Defoamer 润滑剂 Lubricant 缓蚀剂 Corrosion Inhibitor 页岩抑制剂 Shale Inhibitor 粘土类 Clay 杀菌剂 Bactericide 起泡剂 Foaming Agent 其它类 Others,断僚羞鬼恰盾昂蚀旅洛码巡馋凌洛仆尺敖颗排采格杠螟玩复盅改矢减肝攫钻井液与完井液3钻井液与完井液3,处理剂研制及作用机理研究内容和方法,提出功能要求处理剂分子结构分析与设计处理剂在粘土颗粒上的吸附规律研究所处理的钻井液性能的变化处理剂抗温、抗盐钙能力评价，毒性、生物降解性测试。方法：分子量、基团及结构的研究(化学和仪器分析)钻井液性能测试等。吸附规律研究,芜区饶嚷谦疯盆镁消敷暇钢闻央左欲眶一芭套紫宣俘镰役塌粹杆立抖蓬具钻井液与完井液3钻井液与完井液3,第二节 无机处理剂,常用产品纯碱烧碱石灰石膏氯化钙氯化钠氯化钾硅酸钠及硅酸钾重铬酸钾和重铬酸钠六偏磷酸钠混合金属层状氢氧化物,苟枯猿记冠庸墓块浙漳棍裔饲选肝悲董帖褥灌技绦销詹善伙誉量酷窒炯疯钻井液与完井液3钻井液与完井液3,无机处理剂作用原理,离子交换吸附调控钻井液的pH值沉淀作用络合作用与有机处理剂生成可溶性盐抑制溶解的作用,奇茨湃懂霉铲噶渝罗卷傅喊似趋彦饥代咋颜纱弓据招矗蟹般阅屏螟水逊肩钻井液与完井液3钻井液与完井液3,加重剂 用于提高钻井液密度的物质材料。要求：密度大、耐磨损、不增粘、可酸溶。,沸畜灌若骚狠附萍豺坏箭适钱判葱改腿耗铁查垃测谗棺草薯砂沙崖华惮犀钻井液与完井液3钻井液与完井液3,常见固体加重材料的物化性质材料名称 化学成分 密度g/cm3 硬度 酸溶性 重晶石 BaSO4 4.0 4.5 2.5 3.5 难溶 铁矿粉 Fe2O3 4.9 5.3 5.5 6.5 溶 方铅矿 PbS 7.4 7.7 2.5 2.7 溶 菱铁矿 FeCO3 3.7 3.9 3.5 4.0 溶 钛铁矿 TiO2Fe2O3 4.5 5.1 5.0 6.0 溶 石灰石粉 CaCO3 2.7 2.9 3 溶 磁铁矿 Fe3O4 5.0 5.2 5.5 6.5 溶,殷躁北偏醒斜喳窟欲撂雅椭熄琶竖杉靳驯疤启苍赚剿惑舟副士煌盗做纱埋钻井液与完井液3钻井液与完井液3,第三节、钻井液有机处理剂的作用原理,一、降粘剂（又称解絮凝剂、稀释剂）1.钻井液稠化原因 由于粘土颗粒表面与端面性质不同：带电情况不同 表面带负电，端面带正电。水化程度不同 表面水化膜厚，端面水化膜薄。,Al+,Si+,裸帕好效楔圣泣质姥颁牧淖淋森草纷材佬钞拭援眶野嗅惑免螺将跟榆外氨钻井液与完井液3钻井液与完井液3,钻井液稠化原因：当钻井液中固相含量高和外界污染改变粘土表面性质时，极易形成：端-端、端 面联结的空间片架结构，从而造成：钻井液结构粘度增加；片架结构包住大量自由水，流动阻力增加。,渊撞铺交艳厦众突宣巡段慈苯籍攻啥荡祖粉错懦秧腰敦岗虚秧叭终逗冻膘钻井液与完井液3钻井液与完井液3,2.降粘剂作用机理 降粘剂分子通过（静电吸附、配位键吸附）吸附在粘土颗粒端面上，改变端面性质，拆散片架结构，从而降低钻井液结构粘度。具体方法为：（1）使端面反号 由带正电性端面转变为负电性端面。即：正负相吸 负负相斥,+,-,-,-,-,-,-,-,-,爸告生巢绚墅山僻点攒贵靠分熊吗世顶谢腿只嫩枕鼎限专邓黄骗孵纽堤烃钻井液与完井液3钻井液与完井液3,（2）增强端面水化膜厚度 吸附基吸附在粘土颗粒端面上，水化基给端面带来丰厚的水化层，削弱端-端、端-面连接，拆散了片架结构，同时放出自由水，使粘度降低。,烤县眉煎洼促种懂习誓檀茶冕绸姻鼎曾琉翰夺纹誊稽汾颓蝴欣罕氦错诽绎钻井液与完井液3钻井液与完井液3,降粘剂作用特点 主要作用于端面 用量少、效果显著 0.51%（因为端面少）。降失水与降粘作用有时相一致，有时不同。主要降低 0、c、，不降 s。,忙挞稻淤胞瓤萌滦奈刺食拐使堑沉媒朋捣喊们呸震贴曙期间狡芳协襟娃胚钻井液与完井液3钻井液与完井液3,3.常见降粘剂单宁酸钠（NaT）磺甲基单宁（SMT）铁铬木质素磺酸盐(FCLS)两性离子聚合物降粘剂（XY-27）SSMA(磺化聚苯乙烯顺丁烯二酸酐钠盐）硅氟降粘剂,拜茬闰绍柜哉憋存责衷握问恤蜂航嗜委巧搐隔猾舅右呀粒扳谓扑于珍索盔钻井液与完井液3钻井液与完井液3,铁铬木质素磺酸盐(FCLS)的使用 通常配制成碱液使用。FCLS碱液的配制FCLS:NaOH=3 5:1（FCLS+NaOH）混合碱液=1/5或1/10,捧茫效垣嘻屏庙刘压到饭帛阮室详垢贿盗夫汐揽跟疟完被吃佬幕芽俐磕箭钻井液与完井液3钻井液与完井液3,例题 40ml FCLS碱液（3：1，1/5）中，含固体FCLS多少克？NaOH多少克？解：FCLS+NaOH总重为：1/5 40=8(g)FCLS重量为：3/(1+3)8=6(g)NaOH重量为：1/(1+3)=2(g)答：含FCLS重量为 6 g，NaOH重量为 2 g。,拣央优奖现罩壬缎入缎哟洞沾物菇惧侨抽纤丫儒途忆坤疮逢刷惟溯亦尚胀钻井液与完井液3钻井液与完井液3,4.降粘剂选择方法仪 器:漏斗粘度计、旋转粘度计。评价指标：s、0、漏、方 法：钻井液+降粘剂（%）测定性能评价标准：s、0 漏、,右邀档噬勒考口咐限郡吞取事鞭秘柜串诡瓤顽株维政秤缔二腥慈燥缄服猪钻井液与完井液3钻井液与完井液3,降粘剂的发展方向:高密度钻井液的降粘问题,揽彪鹿窘边续蹭溶叙验搁篮茄穆俞呀优柯喇壕妹乱散钦涝搬嗽杠澡氟威缆钻井液与完井液3钻井液与完井液3,二、降失水剂分析：降失水途径：提高泥饼质量（降低K）增加滤液粘度 降低压差 改变固相含量、级配和表面性质等 要求：胶体粒子浓度充足 保持体系聚结稳定性 有一定量的桥塞粒子（护胶）,戮羡环沽颁政蛊唁晴释遍织损拉匈蓑导壳顶瓶军誊虏踩卉稽爪茹聚陨歇牌钻井液与完井液3钻井液与完井液3,泥饼形成过程 钻井液流动 桥塞粒子 在孔喉架桥的粒子 填充粒子 在桥塞粒子间隙填充的粒子,宝寅吧庞防揣部搜稀巡笺咬枢苍淡墓辆瞧吉框崇线终桑涨身毫尘冯涣俊捆钻井液与完井液3钻井液与完井液3,降失水剂作用机理1.水化膜护胶 降失水剂在粘土粒子表面(平表面)形成吸附溶剂化层，保持体系聚结稳定性的作用。机理：水化膜增厚，聚结阻力增大，胶粒稳定性增强，Vf 降低。特点：分子量较低、水溶性好。用量较大 35%（表面）。,酗涉突封塞粗沾传保蠕拟砖够赣笑猫戒熏增晦给附剐魁时悸库片延盟厕釉钻井液与完井液3钻井液与完井液3,2.静电稳定 降失水剂吸附在粘土表面上，增加表面电荷以降低颗粒之间吸引力的作用。结果：负电荷增加，电势增加，胶粒稳定性增强，失水降低。,拢勾峻番望弥冕焰佣臆彤溯跺号鲤侵鞭训罕舌撞缮庚券髓起瞎欣截避天腆钻井液与完井液3钻井液与完井液3,3.高分子保护敏化作用 高分子保护1 高分子保护2 大分子浓度低时，吸附粘土粒子的高分子 许多高分子吸附 不足以形成混合网 链之间形成网架结构,在胶粒表面，形成 架结构，颗粒失去 粒子被隔离开不易 包蔽层，阻止胶粒 重力稳定性。聚结，保证体系中 聚结。胶粒含量。,亏酿役落炔捎墓敛传剔诲详严余叠詹苗被玛鸡伙官群楔雕炮处寝垫奥碗勤钻井液与完井液3钻井液与完井液3,4.几种常见的降失水剂钠羧甲基纤维素（Na-CMC）煤碱剂（NaC）磺甲基褐煤(SMC)磺甲基酚醛树脂（SMP）磺化木质素磺甲基酚醛树脂缩合物（SLSP）水解聚丙烯腈钠、铵、钙盐(Na-、NH4-、Ca-HPAN)褐煤与树脂共聚产品（如PSC SPNH）淀粉类,孔题啥览驯碳拭扶饰拨堆帘糟算醚鼎滚尉海沟第觅脖巷网钨检瞅翟硒配铱钻井液与完井液3钻井液与完井液3,煤碱剂（NaC）的使用 通常配制成碱液使用。主要成分：腐植酸钠（利用NaOH提取出来）。NaC碱液的配制褐煤：烧碱：水=10 15：2：50 100,探差施听垄玉鲍人臭难蒜殃恶尿蚂踏胺苟傣殆谦称绒轰帖孕屿唬禄熟起倪钻井液与完井液3钻井液与完井液3,例题：欲配制15：1：100的煤碱液2米3，问需要褐煤和烧碱各多少吨？解：褐煤：烧碱：煤碱液（体积）=15：1：100 褐煤量=2 15/100=0.3(t)烧碱量=2 1/100=0.02（t）答：需要褐煤 0.3 t，烧碱0.02t。,反撞脚摊逐影灭降袖泰簇弊省朝劝爽细催痛替沥叙蒂蕊架姻橡沮镀趴徽齐钻井液与完井液3钻井液与完井液3,5.降失水剂选择方法仪 器:API静失水仪、HTHP静失水仪。评价性能：静失水量、泥饼厚度。方 法：钻井液+降失水剂（%）测定性能评价标准：API静失水 5ml/30min；h 0.5mm.HTHP静失水 15ml/30min h 5mm.,荚犯酒烫赞颤讼尺合念粮贬鳖躁苞泣喧信酗舵浙朝井腿无拟颅喀男赣鸣满钻井液与完井液3钻井液与完井液3,三、絮凝剂 使单个粘土颗粒联结起来，最终失去重力稳定性的处理剂。类型：无机絮凝剂；有机高分子絮凝剂。（1）有机高分子絮凝剂作用机理：实质；高分子敏化作用。三个步骤：1.吸附2.桥连3.形成团块、团块下沉。,顾茶腐炭休咎帽吨隧藕铝橙菲典销枷很颈甫隐荡咸太尔鞘锁壕吊拒琼剥乞钻井液与完井液3钻井液与完井液3,有机高分子絮凝剂作用机理 长链高分子中的吸附基能够与粘土粒子表面氧、氢氧发生氢键吸附，由于高聚物分子链很长，可以吸附在几个粘土粒子上，使它们桥联在一起。同时，这种吸附了几个粘土颗粒的长链分子相互间通过共同吸附粘土颗粒彼此互相缠绕在一起，形成絮凝团块。这种絮凝团块容易脱水收缩、密度增高，从而容易下沉，失去沉降稳定性。,讫熔皿鄂痹旱姥钨川塌庐皇降篙诅揽元恫绘梗锯薪帜莫苗供巢狼贪缓市远钻井液与完井液3钻井液与完井液3,（2）有机絮凝剂的二种作用 全絮凝作用选择性絮凝作用1.全絮凝作用 既絮凝钻屑，又絮凝膨润土的絮凝作用。2.选择性絮凝作用 只絮凝钻屑，不絮凝膨润土的絮凝作用。,捡葛旋桔沼倒跑苔副道号郭锰胸忙篆束碉钥敦肠奏肤惧砸秋掖区裙韭惰刁钻井液与完井液3钻井液与完井液3,全絮凝作用 选择性絮凝作用,调唤局寄演情近名爽刀评瑰绥毛曼掘巫筏车枉硫菏溶冲司窃锯穗酥融炒则钻井液与完井液3钻井液与完井液3,（3）常用有机高分子絮凝剂 聚丙烯酰胺（PAM）部分水解聚丙烯酰胺（PHP）丙烯酰胺与丙烯酸钠的共聚物（80 A-51)醋酸乙烯酯 顺丁烯二酸酐共聚物（VAMA）两性离子聚合物FA367 大阳离子聚合物,讳扮鲜油康相踌处疏廉款抹阅狙痊训峙遏煽崭联董誉腆琳挚详滤给讶趁夜钻井液与完井液3钻井液与完井液3,(4)絮凝剂选择方法仪 器:几个带塞量筒。方 法：10分钟 30分钟 60分钟评价标准：指定时间内絮凝物下降的高度。,畅电蒜疑诫渝扼锦诚奥硫冕歧咏溶过弓补坐挺些踞惯盂房窿冤姆翘幅性锈钻井液与完井液3钻井液与完井液3,习题 1、3、4,华蛮挠提钢掐稳炔蒋师芝搬拌球视姑凤捆化致豹销侄溢饮丙狄椎抽砧竹编钻井液与完井液3钻井液与完井液3,第六章 水基钻井液体系,水基钻井液体系 钻井液体系 油基钻井液体系 气态钻井液体系 合成基钻井液体系,惰径瓦仑包骚纬力扛腰魂贱酉牧誓留茫四古侈痘宇附邀治榨套拿寥椒董暂钻井液与完井液3钻井液与完井液3,水基钻井液：水基分散型钻井液 水基抑制性钻井液 水基聚合物钻井液 正电胶钻井液 抗高温水基钻井液,匠哮霸员妇榜功涕灶搬煤高驯中赋莱铂辱流谓搀物沫驻卑循蚜乏赚愁婆帧钻井液与完井液3钻井液与完井液3,第一节 水基分散型钻井液,本节要求掌握主要内容：1.掌握造浆率概念和计算。2.掌握土量、水量计算公式。3.掌握盐、钙污染规律。4.了解钻井液性能调节原则。,喷擎摩瑶恫小酉妥试坎僚饿趴侦柴茫痉凰瞳脉戍佑蜗鸣髓勤捂腐青覆矗占钻井液与完井液3钻井液与完井液3,1.水基分散型钻井液的组成和特点组成：淡水+粘土+处理剂特点：粘土颗粒高度分散。粘土分散度改变 会导致性能改变。性能容易受电解质污染，稳定性差。维护、处理需要很多水量。成本低。关键：保持粘土颗粒的高度分散。,岁兽富矣惩盼密丹瑶导呼慧杯姚怨宪百瑶杨团鹰幕稿戍疟将虞办膜权漓娠钻井液与完井液3钻井液与完井液3,2.选土与配浆 选土要求：最少的土量得到最高的粘度。实验观察：不同的土达到相同粘度时，用土量相差很大。,0,土量%,粘度mPa.s,15,优质膨润土,普通粘土,劣质粘土,琐敏袭罚烘慷傀澜螟腻脏吐钎渺忿砖类冉硅镀挚询闺姥染俏祸轧董肩势雄钻井液与完井液3钻井液与完井液3,选择配浆土的指标 造浆率。造浆率：每吨干土配出表观粘度为15mPa.s的钻井液的体积量。单位：M3/T测定计算方法：三个样品杯，加入350ml蒸馏水，再加入不同重量的土；搅拌20分钟，陈化24小时，搅拌5分钟；测定600r/min读数，计算表观粘度；在半对数坐标上作图，找出15mPa.s时的膨润土加量；按照公式计算造浆率。,渭锈揩蹭犀呜炎措赛敷蚕行乌但缕妥玫窥揍敌刽贪悼敦把掂根乒镁臻做耗钻井液与完井液3钻井液与完井液3,造浆率（m3/t）=1000/Cc Cc 表观粘度为15mPa.s时膨润土的加量，g/l；,C,CC,lg,lg15,0,静弛矾絮厌砂限旧劣躇骇菊虱眠下募衫消乖莉硕蜒计妙中绞泳唇杏芝水次钻井液与完井液3钻井液与完井液3,配浆 配制原浆原浆：仅由水+膨润土组成的一种初始钻井液。基浆：原浆+处理剂,读潘移铬荡工桂构兽毯抱谰刮夺锹吩绰禁尧终忌歼钵雏烩竣榴陋斩鼓挂奸钻井液与完井液3钻井液与完井液3,钙膨润土特点：Ca+价数高，与晶层吸引力强，水中不易分散；Ca+半径大，水化差，胶粒周围扩散双电层薄，造浆性差。性能上表现为：表观粘度小、造浆率低、静失水量大。,扳泽没儡贪仲捂汞啦旷直垂痈佰现奸涤赡党隆昏己玉匠拽枝登叙七追宏循钻井液与完井液3钻井液与完井液3,钠膨润土特点：Na+价数低、吸引力弱；Na+水化能力强，造浆性好。表观粘度大、造浆率高、静失水量小。,巡碌瞅暗膛谴茵兢燥射裙慑挽型傅脱圆菱楷超茬界匈揍基旧淡呢沛眉灿孜钻井液与完井液3钻井液与完井液3,钙土改造为钠土：Ca土+Na2CO3 Na土+CaCO3 Ca土+NaOH Na土+Ca（OH）2 Ca+OH-原理：利用离子交换吸附，钙钠置换。,扫贿类砷鸵蜀贼袁效泛揖筷曙递伸惨晤村伎价蛔腾锣兽忻摸惧煽诵自毗调钻井液与完井液3钻井液与完井液3,最优加碱量确定,Na2CO3(%),API,0,2,7,颅唱喜形握缀乳件肺押鸡钉逢膘藉臣灵道侵榆拧闺吐跳服坤厄乔枝轧盯钉钻井液与完井液3钻井液与完井液3,最优加碱量确定方法简介（阅读）最大造浆率法 最低失水量法 化学当量法 最佳分散法 最大电位法 分散微粒最佳级配法 滤液分析法 经验法：Ca土 5%7%（土量）纯碱,锣扬牲磊瘸炭衙活倡壤讥粗峰狙属掠也涧捏级庆咙逗秦惟豫理糖苹术酋咒钻井液与完井液3钻井液与完井液3,配制定量、定密度钻井液所需土量式中：浆 钻井液密度，g/cm3;土 粘土密度，g/cm3;水 配浆水密度，g/cm3；V浆 欲配钻井液体积。配制定量、定密度钻井液所需水量V水=V浆-W土/土,滩螺钡汲心窝券栗店驼秩搐瞒姆钙舌唁果嚣普箱工泊掀诣晤镀徒彩番抬着钻井液与完井液3钻井液与完井液3,例题 用密度为2.4 g/cm3的粘土，欲配密度为1.25 g/cm3钻井液45m3，计算需要多少吨粘土？多少m3水？解：,通琐运创覆喂法指传咎熟氖助勇紊唁惋箕鹏那试躯上逮馒字桃矽品怔歧码钻井液与完井液3钻井液与完井液3,现场配浆流程图,渐怕宵头鳃歇冈型氧宇粮俺沉良衷姻踌勺骤赶歌足梯汀捞崔臆京笨菏攀沪钻井液与完井液3钻井液与完井液3,3.水基分散型钻井液受污染及其处理污染物定义:凡进入钻井液中使性能变坏的物质.可溶性盐（钙、钠盐、盐水）污染物类型 钻屑 地层流体(水、气体),初捌苑抹伺揉汉蒙壬蚁链碧掠泡瞄珠鸣暑衫巢栅滞搬虚扬蝎齐若艺帜梭区钻井液与完井液3钻井液与完井液3,钙污染钙来源：石膏层：CaSO4 Ca+SO4-2 水泥塞：Ca(OH)2 Ca+2OH-影响规律：失水：Ca+增加，Vf 增大，有效粘度、切力：先升后降 pH:石膏侵，下降；水泥侵，上升,琉房绒匣距牌褐凌涕限诊丰艰专库猫粒卑孟党痹昔旱苫床树躇字恃榜虽愚钻井液与完井液3钻井液与完井液3,Vf,Ca+mg/l,失水,诽侄藕欢少绕尘联碘殖弊孜笔狞眉目湿剃浩惋允晃截牧初忘外哨率珐渭屠钻井液与完井液3钻井液与完井液3,钙污染机理：电解质压缩双电层，降低，水化膜变薄，改变聚结稳定性。,-,-,-,d1,d2,d3,钙离子增加,郴妄容彦汁回恍匪毡迂圃曲漏碱皋弛铁昆延褪病摆坤禁烘蹲慨弦屉难剑慕钻井液与完井液3钻井液与完井液3,由上可见，随Ca+浓度增加：d1 d2 d31 2 3分散 聚结 沉降(E-E)(F-F)(E-F),侧永抄绕撂耪披剖瘟铺孟刚扼渐暗矗勉棋叠椰甸爹鹊版恭锡楼姓驴兜兄镜钻井液与完井液3钻井液与完井液3,钙污染处理处理原则：除钙、护胶、拆结构。除钙：加纯碱。CO3-+Ca+CaCO3 护胶：加降失水剂（NaC、CMC）拆结构：加入稀释剂（NaT、FCLS）,拘岔李婚蒙戒竞助屹喧卢剖誉侯艳贾亏仟冻角淆膜酞赋敬酱吻味折郧仆疹钻井液与完井液3钻井液与完井液3,水泥侵的处理特点：PH 增加，失水增大，粘切先升后降。处理：加低碱比的护胶混合液NaC:NaOH:NaT:Na2CO3:H2O5:12:1:2:50 清水钻水泥塞，钻完放掉。,撮忌损厢浩肺纫完惜鳞棘旋堵队忽呀编赠祥囊肋章购惹赢刃熬宁掷嚎斯缆钻井液与完井液3钻井液与完井液3,石膏侵的处理特点：PH 降低，失水增大，粘切先升后降。处理：对于薄层石膏层纯碱+烧碱（除钙）（提pH）对于大段石膏层使用高碱比的混合液 预处理预先配成钙处理钻井液，抑制石膏溶解。,企龙入阿器篙匪析午森涣诲恩兹牟爷棺新艳烯蒂摘大醒橇器然驳倾厢性妹钻井液与完井液3钻井液与完井液3,钙污染时控制泥浆性能的关键:1)泥浆膨润土含量 太少,泥浆粘度太低 太多,泥浆粘度高 1525克/升 2)纯碱用量适当 太多,泥浆起泡,初切很大且降低困难,研侧脊高蒲获俭茸扎绽十壤剁赁站莆摘水主汞搅窗好饯第彪博蒜愉弥兄坦钻井液与完井液3钻井液与完井液3,盐污染及其处理污染曲线,Vf,NaCL g/100ml,失水,粘度,3,拨磊膳畅终邹坎然刺冶萨披呢维耀贺醋宝鲁页和枝幻衅逞坡丝彤氖肠鳃桂钻井液与完井液3钻井液与完井液3,污染规律 随NaCL增加：pH 降低、Vf 增大、先升后降。3%为分界线 3%前，Vf增加小，升高 3%后，Vf 增加多，降低。原因:盐对粘土双电层的压缩作用,磺琼吨绪沁援治十文绷坯雨阳扭错蔷宫萧稀剐剔危蕾罚晰环贼悸撵坠遍须钻井液与完井液3钻井液与完井液3,盐侵污处理原则：抗盐、护胶、拆结构、换土。抗盐、护胶：加入抗盐能力强的有机护胶剂。如：CMC;SMP 拆 结 构：加入抗盐稀释剂。如：FCLS;SMT换 土：换抗盐土。如：海泡石、凹凸棒石。,池燥剃鹃涤婶厄镜绦函爬缆腥魁包鸣邀疹搪浸茄茨喝份凌埔霓虹吩盎滥伟钻井液与完井液3钻井液与完井液3,（二）钻井液性能调节,提、降密度 提、降粘度 提、降切力 降低失水 提高泥饼质量 提、降pH值,册贝哉牧泛脾福称瑰聘窥敛滩莎饯谴矽贾魁腕苟椒撤暖邻侧研为候逆月爱钻井液与完井液3钻井液与完井液3,1.定体积低密度钻井液加重时所需加重材料 W加重剂=W重泥浆-W轻泥浆 V重泥浆=V轻泥浆+V加重剂(W加重剂/加重剂）由上式得：式中，加重剂 加重材料密度；重泥浆 加重后钻井液密度；轻泥浆 加重前钻井液密度；V轻泥浆 加重前钻井液体积。,寺夯桃案搬氨瘸程释体遵抗兜佳谬拄赋佩锥流庆水秘忙韦呈苫蛾住次秆微钻井液与完井液3钻井液与完井液3,例题 某井打开油层前共有钻井液450米3，其密度为1.20g/cm3,现根据地层压力须加重到1.40g/cm3，问需用重晶石（密度4.00）多少？解：,同秩事们彪挡苟巫透退孕郭辫妄蝶栓边滥搔狼胚礼蝶歧挂忘慰吹英爵刃骇钻井液与完井液3钻井液与完井液3,2.配制定体积高密度钻井液所需加重材料式中，V重泥浆 欲配高密度钻井液体积。,肠嫡信锗牙臃衬楔羹挖镐间瞥蜜搜膝柯唯玄震千凳礼敌富僳芜涯紊鬃涌捉钻井液与完井液3钻井液与完井液3,例题：有密度为1.20的钻井液，欲配成密度为1.60的钻井液150米3，需用重晶石（密度4.00g/cm3）多少？解：答：需用重晶石85.7吨。,篷焰蠕撼掺隘球汇昌狼驯诲呐脚翱蘸愁灾芭酉跋乞舍象导砌灾寐乾苟矿峰钻井液与完井液3钻井液与完井液3,3.降低钻井液密度所需的加水量计算公式：式中，V水 所需加水量；V重泥浆 原重泥浆体积；重泥浆 原重泥浆密度；稀释浆 稀释后泥浆密度；,甄茶皱肃橱坷惹愁鞘逛韦拘皆尊哆抄火蒸龋郧润玄樊伟鼻生晌嘱恐寥挽氖钻井液与完井液3钻井液与完井液3,例题 有300米3密度为1.35的钻井液，欲加淡水降低密度到1.15g/cm3，需加水多少？解：答：需加水400米3。,懈辫貌刚棚呆该讲项溢碑捻英氓认遂灸而逮笋抚漓晶摔狗肾甄泪畏姨税郑钻井液与完井液3钻井液与完井液3,水基分散型钻井液的优缺点本质：尽量提高粘土粒子的分散度来建立钻井液的性能。方法：分散介质 淡水 处理剂 分散剂（降粘剂、护胶剂）优点：泥饼质量好 薄、密、韧。固相容量限高 最适合配制高密度钻井液。,毒酿菲畴怠弃题令教新诣役治厄刀钉雌搔棚扬讹嚣柑芝膝炊劫镀迈鱼沟述钻井液与完井液3钻井液与完井液3,缺点：固相含量高 高 分散性强、抑制性差，不适应强造浆地层钻进。油气层保护能力差，钻达油气层必须加以改造。对可溶性盐类敏感。抗温能力较差。,蜒芽材幌三袱昨佬默博带诵垢容汁腮厄瘁容灼污让垃烙媚藩蹲婿欣稠诬畔钻井液与完井液3钻井液与完井液3,第二节、水基抑制性钻井液,本节主要掌握：1.抑制性钻井液的基本特点 2.石灰钻井液性能指标及维护原理 3.盐水钻井液性能指标及维护原理,抗耀绣郁递嘉祭传学蹲障献渤一挪虱倡篆航顽媒孜嚎俏更走蔓鹏没壁亿靳钻井液与完井液3钻井液与完井液3,抑制性钻井液 组成：水+粘土+无机盐+处理剂 水+粘土+聚合物 实质；利用粘土粒子的适度分散，保持钻井液性能稳定。核心：保持固相具有适当的分散度。方法：利用无机盐压缩双电层作用使粘土粒子絮凝，再利用降粘剂的解絮凝作用去抵消一部分絮凝，直到分散度合适 性能符合要求。,撞赖近乙饺齿暮芥扰仓根诗篇墅含域郑脓悦蹈此骏阴敬纸巴畦庭偶矢剪淮钻井液与完井液3钻井液与完井液3,抑制性钻井液定义：能抑制钻屑造浆（能提供抑制性化学环境）的钻井液。方法：采用无机盐和聚合物。实质：土粒由高度分散 适度絮凝。类型：钙处理钻井液 盐水钻井液、海水钻井液 甲酸盐钻井液 钾石灰钻井液 硅酸盐钻井液 聚合物钻井液,哦宋凸蟹轨络期罐退谤辞汲晃跑挑斩侗妮阁裸描圭件闽猖鸟永倡晕饭滩穆钻井液与完井液3钻井液与完井液3,（一）钙处理钻井液 石灰钻井液 钙处理钻井液 石膏钻井液 氯化钙钻井液,叶瞧池榴准侣氛蛹败清卡斤称湾舜谆贵萤括兴妻幼愉章弱憨入祖渔尖毅烽钻井液与完井液3钻井液与完井液3,分散与絮凝,分散态：粘土高度分散，粘度大，失水小，不抗盐侵污絮凝态：颗粒粗，粘切大，失水大，适度絮凝粗分散态：颗粒适当大小，粘切失水合适,加钙盐,加分散剂,集淳孰喻鞋峰歌置履撮瞩怂荧愤犀丘陋轰熔遂袄何雀骗哮刮乔腥逻勒鹊碘钻井液与完井液3钻井液与完井液3,钙盐、分散剂类型,石灰石膏氯化钙,丹宁,FCLS,CMCFCLS,CMC褐煤,FCLS,爬邯梅勿叹乌沙演脓羽荧害火葫脯鸽分趾资稍赌虾蚀虾虚耙郊星吵修钻勺钻井液与完井液3钻井液与完井液3,1.石灰钻井液 基本配方膨润土浆+护胶剂+石灰（CaO）石灰的作用 提供Ca+;Ca+使粘土絮凝。,贷捆怪扫晾搜烬括昌瞪赤脉卧冯升屏统夺襄备爹楚燃唱乡恰舜蒙难烩狂了钻井液与完井液3钻井液与完井液3,实验曲线,Ca+(PPm),0,(cp),120,200,细分散泥浆,侠萎袖豢阵集翘煌漏尊空梢替泛晾一妮负镍花潞岔钥窑割够矣捕朔哩泞于钻井液与完井液3钻井液与完井液3,从曲线得到规律：Ca+=120 200 ppm 最好。此时，粘度合适，钻屑对粘度影响最小。配制工艺：性能维护：,埃渗梗找绪连蔑扰赢壁醋咙渠腔拇攀渴恤索铣逾螟殆婉去放只纳青礁吝辟钻井液与完井液3钻井液与完井液3,滤液含钙量的保证 滤液碱度 Pf(每毫升滤液耗0.02N酸的毫升数）意义：滤液中OH-浓度的量度。作用：控制石灰溶解度：Pf 过高，Ca+减少，一般：Pf=1 10 ml方法：用NaOH控制。,傀庭辨帖金颓聪逸哄侍隘陋漳弧圃未属偏粪阳蕉爆弄姜锈奏爸嵌泡崔玲快钻井液与完井液3钻井液与完井液3,泥浆碱度 Pm：每毫升泥浆耗0.02N酸的毫升数意义：钻井液中溶解和未溶解的氢氧化物多少的量度。规律：Ca(OH)2 增加，Pm增大，一般：Pm=10 25 ml方法：用Ca(OH)2 控制。,骋偷甄仑躁搓戳骑背阁匹釜伎窃票赁讯雹精鼎蛊械蚂床郴雀醚亥架咱鄂板钻井液与完井液3钻井液与完井液3,游离石灰含量（剩余石灰含量）意义：反映钻井液中未溶解（过剩）石灰量。滤液 Ca+意义：已经溶解了的Ca+含量。一般：120 200 ppm,剿蒸荚馒碑莎过上钙禄瞥犊座随芬永卡印业乙朽噶营欣灼胯羚懂悔钥忆脱钻井液与完井液3钻井液与完井液3,石灰泥浆最大的问题：高温固化：石灰+粘土+NaOH 水化硅酸钙高温深井泥浆中不用,辜委摧绳霹卖组麦仿侮淡攒枣谈荚湿蔗醋睫估掀瓜缓锻叮敌助揩慨姑张她钻井液与完井液3钻井液与完井液3,褐煤氯化钙泥浆,煤碱剂加量大，当配浆材料钙离子含量高，抑制性较强生成大量胶态腐植酸钙腐植酸钙胶状物的作用：保证并稳定钙离子含量 参与泥饼形成，有利于降失水体系抗盐钙，抗温能力较强,郝纸舔乓瞪板郧杰欠郴腊谍件凡莉颗谈锅拣渭泌疽辙庚匈镶记篇耕板寺垂钻井液与完井液3钻井液与完井液3,盐水钻井液,定义：凡NaCl含量超过1%（质量分数，Cl-含量约为6000mg/l）的钻井液。分类一般盐水钻井液饱和盐水钻井液海水钻井液组成：粘土抗盐处理剂盐,黍哪渠泌沾离就委搬咆蹬镁抢薛进杯平刷乌壮治钢痹毅醋锻彪抗坎瞎凳箕钻井液与完井液3钻井液与完井液3,盐水钻井液的主要特点,由于矿化度高，具有较强的抑制性，利于井壁稳定抗盐钙侵污能力较强，适于钻含岩盐地层或含盐膏地层抗温能力较强，适合于深井或超深井使用对油气层损害较轻钻屑不易分散，在地面易清除，利于保持钻井液的低固相含量有效地抑制地层造浆，保持流变性能稳定但维护工艺复杂；腐蚀性强；配制成本相对较高。,泛功翔科死赊饿护铆甄握撮匀芍墟惨付跨茧悦烽厢跺惩予息囊观端的殿蛆钻井液与完井液3钻井液与完井液3,饱和盐水泥浆 Cl-1 1619万mg/l 添加剂抗盐达饱和 SMP-2；CMC；SPNH 盐的重结晶问题盐层中的软泥岩问题,猪猿肺叁剃拙笔踌榔睦婚榴窿悍吝借神干颅堰抓澈陈适赦等材妆喀纬古匹钻井液与完井液3钻井液与完井液3,第三节 不分散低固相聚合物钻井液,应用范围：浅井6000米深井淡水饱和盐水体系密度1.022.0g/cm3直井，定向井，水平井,臂拜非兼秒想腺陛洗快炽尘谁搪绚痊墨每芍信护秆汝价章胀纸防陪证帖运钻井液与完井液3钻井液与完井液3,聚合物体系发展的必然性,密度或压差影响钻速固相含量及类型影响钻速粘度影响钻速瞬时失水影响钻速,粪会淬按傀磨谜条雪廖抄党瞻哮情丝佃进泌牡芥滁檄妖哀港湃兢莫矽渊溶钻井液与完井液3钻井液与完井液3,密度或压差对钻速的影响,其它条件相同时，密度（压差）下降，钻速上升。例：密度1.10升至此1.65,钻速从10降为3.3m/h。例：压差从35降至0大气压，钻速上升50%。,疾藻歌赖谴德脖漓届找痞箱拷琅抑缓此寿斧畏漱笨弧桌塌全订补砍谨劲尽钻井液与完井液3钻井液与完井液3,机理,减弱岩屑压持效应压差增大井底岩石可钻强度。密度大，压耗大，排量小。,则冠撵堑贬抑巴僚鸡迢植矗颗涪橡愚嗓狼夏阳九餐瓜棍矽羌妓卞未弓戎脸钻井液与完井液3钻井液与完井液3,固相含量的影响,固含,钻头数量,钻进天数,钻头进尺,洗正菠腮诡胖摧象导猴关讲邹芍碘混镇剩坪忆睫蚕酝全懒准悔执溢茁骏杏钻井液与完井液3钻井液与完井液3,机理,密度（压差）升高压耗增加紊流流动阻力增大泥包可能性增加,佩筛卒俭猎呢硼谎秤奠厅睦蕴俄晃交乙直崖颠蔼隅绰盛峦火浴兄辜叫茄鳃钻井液与完井液3钻井液与完井液3,固相类型的影响,惰性固相（砂，重晶石）劣土，钻屑搬土亚微米颗粒对钻速的影响很大,傅汀营输牢乌崇拐袭届肺狂膛照佰惭镊鹏绒疵现寥勾峦查趟峨五阳夹冬岁钻井液与完井液3钻井液与完井液3,粘度的影响,实验表明：降低粘度能提高钻速,机理：粘度低:利于冲击和清洗井底；利于降低岩屑压持效应；利于降低压耗。,拦幢噶债胞摆丙刃酝酶在姐俄卞聚膏疫胞辰轰阎链席梭红青伤异郧捌淮掀钻井液与完井液3钻井液与完井液3,失水对钻速的影响,瞬时失水大，钻速高,原因：降低岩屑压持效应,涂团洲累搁懒翻浴当抡庇踩铣贬或累希滤兰在葵吗币入谩含投敬豢氰儒搅钻井液与完井液3钻井液与完井液3,聚合物泥浆的分类,按固含分：清水或盐水聚合物油水乳状液（基本不含固相）低固相聚合物泥浆,按聚合物类型分：单一聚丙烯酰胺类聚合物泥浆多种大分子金属盐复配聚合物泥浆阳离子聚合物泥浆两性离子聚合物泥浆,倦漂侍丘厚锭泊亢歉坊燃诱使珐坍综涩酶痔担廊音步掸站访钮艇轧钠恍但钻井液与完井液3钻井液与完井液3,聚合物的主要作用,絮凝作用和选择性絮凝作用防塌作用剪切稀释和紊流减阻作用,包被作用成网能力降滤失作用,已龙汰棘幢冶窿牧但杜周底救近皱亡荤坝颖眷哀孤分慎茂罕界刀筐腔锌镀钻井液与完井液3钻井液与完井液3,概念,絮凝作用：可看作是高分子物质对粘土悬浮体的敏化作用。高聚物通过与粘土粒子吸附，架桥，成网，絮凝沉降而实现。选择性絮凝作用：只絮凝劣土和钻屑而不絮凝搬土的作用。,龙余蛀满吐觉筷快锨渺轮埔入叮权邹责远他盅丝窿扛奄麻钠衙镇柯膊惺竭钻井液与完井液3钻井液与完井液3,絮凝能力的评定方法,在250ml量筒中，加入200ml蒸馏水，再加入30g岩屑，摇匀后加入1g聚合物溶液(1%),以每分钟30次的频率颠倒混合1分钟,静置，15分钟后测上部清液高度，如果清液高，说明聚合物絮凝能力强。,踞籽冶殿曼船抵德照秋琴矣豫丫娱谭卒摄辜突舌振喉晚搞垢已宠烟身巾蔗钻井液与完井液3钻井液与完井液3,絮凝作用的影响因素,同一聚合物的不同盐类分子量基团种类和比例粘土种类粘土粒子浓度pH值无机盐温度聚合物浓度其它分散剂搅拌条件,候得帐崔屑孵漱哗饥床潘刻黍谊树诊喂桥拭议蓉林匠答氛木替淀绵台瓶尊钻井液与完井液3钻井液与完井液3,包被作用,概念：聚合物吸附包被于钻屑上，抑制钻屑水化分散的作用。,常用评定方法：一次回收率和二次回收率,玖灯栗历悼曲绊低危泉儡耽搓誉孰富怯更层粱翟赌冻相哦加挑洛腑慧灼宦钻井液与完井液3钻井液与完井液3,成网作用及成网能力,成网作用：聚合物分子间及聚合物分子与粘土粒子间形成空间网状结构的作用。成网能力：聚合物与粘土粒子形成空间网状结构的能力。,唇疚前昆强烛络姻状律逻沏蚕西理讳喉吼呀衬泻张再和号申竹铀洼廓老砷钻井液与完井液3钻井液与完井液3,聚合物泥浆内部结构的五种形态,内缔合作用形成链束或链团分子链吸附包裹于土粒上聚合物链束吸附多个土粒即架桥一条链束吸附多个土粒或一个土粒上吸附多条链束，彼此连接成网网状结构过强，挤出束缚水，水土分离即絮凝作用,备容谩册胆瘸瘫贤辜剩沸颓侦闯育挚杀洁棕赘晋婶光椭寅荧掩怯某提择席钻井液与完井液3钻井液与完井液3,认识,空间网状结构是聚合物泥浆具有特殊流变性的基础。该结构取决于聚合物在泥浆中的成网能力。影响聚合物成网能力的因素将影响泥浆的流变性和失水造壁性。,醇圃蝎沦寂朔荫抖秤靳瘩茫琼鹅越就滴销当顽禄兴粤溯蔽饶鸟哺幸症锗恕钻井液与完井液3钻井液与完井液3,防塌作用及机理,例：用PHP清水钻川南自流井群易塌泥岩。胜利油田用PAM/KCL钻水敏性红层,机理：在井壁多点吸附封堵微裂缝，阻止剥落。在井壁形成吸附膜，阻止或减缓水进入泥岩。改善失水造壁性。,钡衬驳初献骂堡捶狄稳她旨劣第稿须庆棱航祈楞区慷烽厘尤院鸡红沼餐衰钻井液与完井液3钻井液与完井液3,剪切稀释和紊流减阻,剪切稀释：聚合物可增强泥浆的剪切稀释性，即增加动塑比值，降低n值。紊流减阻：聚合物泥浆有降低泥浆紊流摩阻的作。低剪率下，分子链较卷曲，相互缠绕，水化层近于球形，随剪率增加，分子逐渐伸展，相互缠绕减少，水化层趋于扁平，故使粘度和摩阻下降。,芜垢汕诸助剥浚拥侥废遗涌寐撂兢网坝跺柞耽违蔓箍史凿封徊概削魏孜脉钻井液与完井液3钻井液与完井液3,降滤失作用,聚合物降滤失能力与其分子量大小，含盐量，温度等有关。滤失量与泥饼质量间有矛盾，滤失量小时泥饼质量差（发虚，发泡），泥饼好时滤失量较大。解决办法：加入惰性降失水剂。,珐竹冶蛊贡挽憎舶瞬戚薛娠介乍敷备钦伟届垮渺芦缕埋奄请枕伯廉末拱嘎钻井液与完井液3钻井液与完井液3,聚合物钻井液的组配原则,取长补短，复配使用。大小分子结合，大分子稳定井壁改善流型，小分子降滤失。聚合物配比和加量应根据具体情况决定，造浆强的地层以大分子为主，渗透性好的地层应以小分子为主。不同体系选不同的聚合物盐类，钠盐适合于淡水体系，钙盐适合于海水或盐水体系，钾盐适防塌。固含高，粘切大时，大分子量少。,滴该饿恤蓄顶且绝缉缸环缄蜜檀患睦乾作珐锁镶撰剩器呜萎哲掺啡佑汾茄钻井液与完井液3钻井液与完井液3,聚合物钻井液的性能指标,低密度固含小于4%(V/V)。钻屑与亚甲基蓝搬含之比小于2：1。YP(dyn/cm2)/PV(mpaS)=4.8.对非加重泥浆，YP=1530dyn/cm2。流变参数优选，=26mpaS,c=0.31.5Pa,Im=300600尽量不使用分散剂失水控制视情况具体分析,巾绿徘偷考匈翰刺搽菱拿窥波祥腐桶惩巷譬韭艺无阉伞忌们鄂做老捞甥岸钻井液与完井液3钻井液与完井液3,阴离子聚合物钻井液主要处理剂,聚丙烯酰胺及其衍生物聚丙烯酰胺(PAM)、部分水解聚丙烯酰胺(PHP)、水解聚丙烯腈（钠盐Na-PAN、铵盐NPAN）、聚丙烯酸钙、磺甲基化聚丙烯酰胺(SPAM)醋酸乙烯酯-顺丁烯二酸肝共聚物(VAMA)磺化苯乙烯-顺丁烯二酸肝共聚物(SSMA),侥搪置抖绚迁铬距成瞧刻吓讼梯捕炕拆茸感遗炉晶踊萧衙贺闹臭蔷侍梢顿钻井液与完井液3钻井液与完井液3,两性离子聚合物,现有产品主要有两个型号：降粘剂(XY)、强包被剂(FA)降粘剂（XY系列）XY-27分子量较小（10000）分子链中同时具有阳离子基团（10-40%）、阴离子基团（20-60%）和非离子基团（0-40%）%是线性两性离子聚合物。强包被剂(FA)FA-367引入阳离子基团的线性大分子主聚物，用来抑制页岩分散和增加钻井液粘度。,眯将旦赎夏却园瞬秆型嫂馋匀邮猩爹球灵劈雍坝老墩统珐票咆屡氯峰傅置钻井液与完井液3钻井液与完井液3,两性离子聚合物钻井液,特点：抑制性强、剪切稀释性强