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《【7A文】鉆井液和完井液化學—第六章 水基鉆井液.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、鉆井液與完井液化學第六章水基鉆井液分散鉆井液發(fā)展及組成分散型鉆井液又稱為細分散鉆井液或淡水鉆井液，其組成為：淡水、配漿膨潤土和各種對粘土、鉆屑起分散作用的處理劑。它使用最早一類水基鉆井液。隨著鉆井液工藝技術的不斷發(fā)展，雖然分散鉆井液的使用范圍已不如過去廣泛，但由于它配制方法簡便、處理劑用量較少，成本較低，適于配制密度較大的鉆井液，某些體系還有抗溫性較強等優(yōu)點，因此仍在許多地區(qū)的一些井段上使用，特別是在鉆開表層時，至今仍然普遍使用。分散鉆井液配制1．膨潤土及原漿的配制膨潤土是分散鉆井液中不可缺少的配漿材料．
2、膨潤土主要作用：提高塑性粘度、靜切力和動切力，以增強鉆井液對鉆屑的懸浮和攜帶能力；同時降低濾失量，形成致密泥餅，增強造壁性。原漿或基漿：膨潤土逐漸分散在淡水中致使泥漿的粘度、切力不斷增加的過程稱為造漿，在添加主要處理劑之前的預水化膨潤土漿常稱做原漿或基漿。造漿率：常將每噸粘土能配出表觀粘度為15mPa·s的鉆井液體積稱做粘土的造漿率，通常是衡量配漿土的質(zhì)量參數(shù)。分散鉆井液配制由于蒙脫石含量和陽離子交換容量各不相同，來自不同產(chǎn)地的膨潤土，其造槳效果往往有很大差別。幾種典型粘土造漿的曲線如圖6—1所示。由圖可
3、見，所有各類粘土的造漿曲線都有一個共同點，即表現(xiàn)粘度較低時，其值隨粘土含量的增加增長緩慢；當達到15mPa.s左右時，其值才隨粘土含量的增加而明顯上升。一般盡可能選用優(yōu)質(zhì)膨潤土配漿，對減少體系中的固相含量，提高鉆速有著十分重要的意義。繼續(xù)分散鉆井液配制返回分散鉆井液配制配制原漿時，還需加入適量純堿，其目的是除去粘土中的部分鈣離子，將鈣質(zhì)土轉(zhuǎn)變?yōu)殁c質(zhì)土，從而使粘土顆粒的水化作用進一步增強，分散度進一步提高,進而提高粘土的造漿率。純堿的加入量依粘土中鈣離子的含量而異，可通過小型試驗確定。分散鉆井液的組成2．鉆
4、井液的典型組成分散鉆井液的組成鉆井液的典型組成分散鉆井液的組成鉆井液的典型組成分散鉆井液的特點分散鉆井液的主要特點是粘土高度分散，進而使鉆井液具有所需的流變和降濾失性能。優(yōu)點1、配制方法簡便、成本較低；2、形成的泥餅致密，而且韌性好，具有較好的護壁性，API濾失量和HTHP濾失量均相應較低；3、可容納較多固相，較適于配制高密度鉆井液。4、抗溫能力較強，比如三磺鉆井液是我國常用于鉆深井的分散鉆井液體系，抗溫可達160一200℃。分散鉆井液的特點與其他類型鉆井液相比，分散鉆井液在使用、維護過程中往往又存在著一
5、些難以克服的缺點和局限性，主要表現(xiàn)在：(1)性能不穩(wěn)定，容易受鉆屑中粘土和可溶性鹽類的污染?？光}、巖鹽能力差；(2)濾液礦化度低，抑制性能差，不利于防塌；(3)由于體系中固相含量高，因此使用時對機械鉆進有明顯的影響，尤其不宜在強造漿地層中使用;(4)濾液侵人儲層易引起儲層中粘土水化膨脹，不能有效地保護油氣層。分散鉆井液的受侵及其處理鉆井過程中，常有來自地層的各種污染物進入鉆井液中，使其性能發(fā)生不符合施工要求的變化，這種現(xiàn)象常稱為鉆井液受侵。當污染嚴重時，只有及時地對配方進行有效的調(diào)整，或者采用化學方法清除
6、它們，才能保證鉆進的正常進行。其中常見的是鈣侵、鹽侵和鹽水侵，此外還有Mg2+、CO2、H2S和O2等造成的污染。分散鉆井液的受侵及其處理1．鈣侵Ca2+可通過以下途徑進入鉆井液：(1)鉆遇石膏層；(2)鉆遇鹽水層，因地層鹽水中一般含有Ca2+；(3)鉆水泥塞；(4)使用的配漿水是硬水；(5)石灰用做鉆井液添加劑等。試驗研究表明，幾萬分之一的Ca2+就足以使鉆井液失去懸浮穩(wěn)定性。其原因主要是由于Ca2+易與鈉蒙脫石中的Na+發(fā)生離子交換，使其轉(zhuǎn)化為鈣蒙脫石，而Ca2+的水化能力比Na+要弱得多，因此Ca2
7、+的引入會使蒙脫石絮凝程度增加，致使鉆井液的粘度、切力和濾失量增大。分散鉆井液的受侵及其處理當鉆井液遇鈣侵時，有兩種有效的處理方法：1、在鉆達含石膏地層前轉(zhuǎn)化為鈣處理鉆井液；2、化學劑將Ca2+清除。通常是根據(jù)濾液中Ca2+濃度，加入適量純堿除去鉆井液中的Ca2+，這種處理方法的好處是將鈣蒙脫石轉(zhuǎn)變?yōu)殁c蒙脫石。但注意純堿不要加量過多．以免引起CO3-污染。鈣侵分散鉆井液的受侵及其處理如果是水泥引起的污染，由于Ca2+和OH－同時進入鉆井液，致使鉆井液的pH值偏高。這種情況下，最好用碳酸氫鈉(NaHCO3：
8、)或SAPP(即酸式焦磷酸鈉)清除Ca2+。反應方程式如下：在以上兩個反應中，均既清除了Ca2+，又適當?shù)亟档土藀H值。鈣侵分散鉆井液的受侵及其處理2．鹽侵和鹽水侵當鉆遇巖鹽層時，由于井壁附近巖鹽的溶解使鉆井液中NaCl濃度迅速增大，從而發(fā)生鹽侵；鉆達鹽水層時，若鉆井液的靜液壓力不足以壓住高壓鹽水流，鹽水便會進入鉆井液發(fā)生鹽水侵。由于分散鉆井液的礦化度一般很低，不可能有足夠的抗鹽能力，因此在其受到鹽侵或鹽水侵之后，鉆井液的流變
