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钻井液知识总结

钻井液知识总结
首先,我了解到了钻井液的主要功用: (1)携带和悬浮岩屑(2)稳定井壁和平衡地层压力(3)冷却和润滑钻头、钻具(4)传递水动力(5)传递井下信息、及时发现油气显示和高、低压地层(6)保护油气层。

钻井液的分类,综合分类法:分为10类①分散钻井液②钙处理钻井液③盐水钻井液④饱和盐水钻井液⑤聚合物钻井液⑥钾基聚合物钻井液⑦油基钻井液⑧合成基钻井液⑨气体型钻井流体⑩保护储层的钻井液。

钻井液流变性是指在外力作用下,钻井液发生流动和变形的特性,其中流动是主要的方面。

其次,还可以充当加重剂、降失水剂和分散剂。

1)加重剂:当钻井液的液柱压力不能平衡地层压力或出现井喷需要压井时,需向体系中加入加重剂来提高钻井液的比重,以达到平衡地层压力和制止井喷事故的目的,常用的加重剂是重晶石(BaSO4).2)降失水剂:为了减少钻井液向地层中的滤失,保证井身安全,而采用的保护泥浆胶体稳定性的化学剂称为降失水剂。

目前常用的降滤失剂有:
羧甲基纤维素,羟乙基纤维素,改性淀粉等。

这些产品能分散于水中,但不溶解.以堵塞地层中的孔隙,防止滤失,又因其是油溶性的.所以不会堵塞油气通道,同时它们也可用于完井液,修井液和射孔液中。

3)分散剂(又称稀释剂)
当钻井液中的粘土和钻屑达到一定浓度时,会形成空间网状结构.钻遇盐膏层时,地层水中的溶解盐,尤其是高价阳离子会加剧网状结构的形成.使钻井液的流动性变差。

能够拆散这种网状结构,释出自由水,使钻井液粘度和切力降低的添加剂称为分散剂。

常用的分散剂有:木质素磺酸盐及其与铁铬,钛,锰,锡离子形成的络合物等。

常见的粘土矿物有三种;高岭石、蒙脱石、伊利石。

降失水剂:能够降低水泥浆滤失量的材料统称为水泥浆降失水剂,目前较常用的降失水剂有,聚丙烯酰胺类、羧甲基纤维素和有机酸的复合物等。

2、减阻剂(稀释剂、分散剂、减水剂、紊流诱发调节剂)
用紊流泵送水泥浆常常可取得满意的结果,减阻剂能控制水泥浆的流动性,在低的泵排量下,引起紊流流动。

磺甲基单宁、单宁碱液、磺甲基褐煤等在一定掺量范围都有较好的减阻效果。

3 稠化时间调节剂
由于固井井深不同,要求水泥浆具有适当的稠化时间,以满足安全作业的需要。

稠化时间调节剂包括促凝剂和缓凝刺。

促凝剂是能使水泥快速凝固的添加剂,常用的有氯化钙,氯化
钠.氯化铵等;缓凝剂是能使水泥浆凝固或稠化时间延长的添加剂,常用的缓凝剂有木质素磺酸盐及其衍生物,羟基羧酸的盐类(如柠檬酸酒石酸)及其衍生物等。

4 比重调节剂
根据不同的地层压力条件,需用不同密度的水泥浆,能改变水泥浆密度的添加剂称比重调节剂,包括减轻剂和加重剂。

减轻剂有膨润土(也称搬土)、硬沥青等;加重剂有重晶石、赤铁矿、砂,食盐等。

钻井进入目的层时,为了保护油气层,常采用一种特殊的钻井液进行钻井,这一种特殊的钻井液即完井液。

常用的完井液添加剂有羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚丙烯酸衍生物、聚阴离子纤维素等。

目前较为普遍使用的钻井助剂有:
1.腐植酸盐类
腐植酸(HA)是一种芳香类高分子化合物,具有降失水、耐高温和抗盐的功能。

腐植酸与KOH 溶液反应后,经过抽提,可得到含有HA的腐植酸钾(KHm)。

2.聚合物类
聚合物类钻井助剂主要利用乙烯、丙烯等烯类单体发生缩聚或共聚反应制得,在不分散泥浆中应用广泛。

常见的产品有PAC、丙烯酸多元共聚物和速溶PAN等。

PAC由氢氧化铝与盐酸发生中和反应生成,由于氯化铝中铝原子的共价性强,在不同的条件下,可生成不同聚合度的PAC。

PAC絮凝体成型快,活性好,适应pH值宽,利于油水分离。

而丙烯酸多元共聚物由于可以在碳链上添加酰胺基、羟基和磺酸基等多种亲水或疏水基团,使得其产品性能广泛,抗盐能力突出。

聚合物类产品的应用性能与分子聚合度密切相关。

由于分子中含有较长的分子链,其宏观表现为具有良好的剪切稀释性能和热稳定性,因此,该类助剂都具有较好的耐温性。

3.三磺类
三磺类助剂是指磺化酚醛树脂、磺化沥青粉、磺化褐煤三类产品,其中以磺化酚醛树脂的应用较为广泛。

主要用作降滤失剂,抗盐、抗钙效果显著。

磺化酚醛树脂是由苯酚、甲醛与亚硫酸氢钠缩合与磺化后,再与水进行树脂化和络合反应制得,能显著改善钻井液的流变性。

磺化褐煤是在苯环上添加一磺酸基,能够抗高温。

磺化沥青是使沥青与发烟硫酸发生磺化反应后,再水解得到的产物该助剂水化作用强,可防钻井井壁坍塌。

此外,还具有润滑、堵漏和降阻的作用。

三类助剂共同使用,是理想的高温深井泥浆体系。

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