钻井液处理剂类型及钻井液配方用途综述

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石油钻井用钻井液类型及相关知识

石油钻井用钻井液类型及相关知识

石油钻井用钻井液类型及相关知识一、抑制性聚合物钻井液(一)代号:P—Fe(二)特点:本钻井液是以PHP作为絮凝剂,抑制地层造浆;以FCLS配合烧碱水作为稀释剂,控制钻井液粘度、切力及流变性能,以CMC作为降失水剂的抑制性钻井液体系。

具有适应范围广、维护处理简单、成本低等特点。

(三)推荐使用范围:油田各地区3200米以内的井,水型不限。

(四)主要组分:1、低密度固相含量不大于10%2、PHP 0.1-0.3%3、FCLS 1—2%4、CMC 0.3—0.5%5、烧碱水用于调节PH值6、加重按设计要求(五)性能指标1、密度:非加重钻井液不大于1.15g/cm32、漏斗粘度:28—45S3、API失水:10—5ml4、静切力G:2—5/3—8 Pa5、含砂量:<0.5%6、PH值:淡水9—11;咸水:11—137、塑性粘度:8—20mPa.S8、动切力:3—6Pa(六)维护处理要点:1、大循环改小循环以后,使用震动筛、除砂器控制固相含量,配合清水调整性能1—2周,进行转化处理。

本次处理主要以控制低粘、低切、降低失水为目的。

(采用PHP、FCLS 、NaOH、CMC综合处理)。

2、转化处理以后,用PHP配合烧碱水进行维护处理。

PHP应配成0.5—1%溶液,每班定量均匀加入。

东营组以上地层,钻井液中PHP保持0.1—0.15%的含量。

进入沙河街组地层,PHP保持0.2—0.3%的含量,烧碱量以维护要求的PH为佳。

3、每只钻头下钻完,根据性能要求,用清水、FCLS配合烧碱水处理,用CMC控制失水。

根据失水量的大小决定其用量,然后用PHP维护性能。

FCLS 与烧碱水的比例:一般按淡水2:1;咸水1:1或1:2。

4、钻进中坚持使用好固控设备,保持含砂量小于0.5%。

5、加重前,先用FCLS与烧碱水进行降粘切处理之后再进行加重。

加重时,应按加入的重晶石数量补充0.05—0.1%的PHP量,以确保重晶石在钻井液中的悬浮。

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)概要

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)。

钻井液完井液处理方法剂大全第二卷

钻井液完井液处理方法剂大全第二卷
➢ 增粘剂除了起增粘作用外,还往往兼作页岩抑制剂(包被 剂)、降滤失剂及流型改进剂。因此,使用增粘剂既有利 于改善钻井液的流变性,还有利于井壁稳定。
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(一)XC生物聚合物
✓ XC生物聚合物又称作黄原胶,是由黄原菌类作用于碳水化合物而生成的高分 子链状多糖聚合物,分子量可高达5106,易溶于水。是一种适用于淡水、盐 水和饱和盐水钻井液的高效增粘剂,加入很少的量(0.2% ~0.3%)即可产生 较高的粘度,并兼有降滤失作用。
高聚物类降滤失剂——小结
3.主链结构
为了使高聚物具有高温稳定性,当设计处理剂的分子结构 时,主链联结方式应是-C-C-,-C-S-,-C-N-键等,而避 免引入-O-键。 原子间的键能(298K)
1
高聚物类降滤失剂——小结
4.水化基团结构的性能比较
几乎所有高聚物处理剂的水化基团都是-COONa,-ONa和SO3Na,但它们在钻井液中的行为,即抗盐、钙能力却有显 著不同。
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Resinex
➢ 是自20世纪70年代后期以来国外常用的一种抗高温降 滤失剂,由50%的磺化褐煤和50%的特种树脂组成。
➢ 产品外观为黑色粉末,易溶于水,与其它处理剂有很 好的相容性。
➢ 在盐水钻井液中抗温可达230℃,抗盐可达1.1105 mg/l。抗钙2000 mg/l。
➢ 在降滤失的同时,基本上不会增大钻井液的粘度,在 高温下不会发生胶凝。特别适于在高密度深井、超深 井钻井液中使用。
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SPNH
➢ 是以褐煤和腈纶废丝为主要原料,通过采用接枝共 聚和磺化的方法制得的一种含有羟基、羰基、亚甲 基、磺酸基、羧基和腈基等多种官能团的共聚物。
➢ SPNH主要起降滤失作用,但同时还具有一定的降粘 作用。其抗温和抗盐、抗钙能力均与Resinex相似。

油基钻井液介绍及应用

油基钻井液介绍及应用

油基钻井液一、油基钻井液发展概述1、定义及类型➢油基钻井液是指以油作为连续相的钻井液。

➢两种油基钻井液——全油基钻井液和油包水乳化钻井液。

在全油基钻井液中,水是无用的组分,其含水量不应超过10%;而在油包水钻井液中,水作为必要组分均匀地分散在柴油中,其含水量一般为10~60%。

2、油基钻井液的优缺点➢与水基钻井液相比较,油基钻井液具有能抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度较小等多种优点。

➢目前已成为钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层的重要手段,并且还可广泛地用作解卡液、射孔完井液、修井液和取心液等。

➢油基钻井液的配制成本比水基钻井液高得多,使用时往往会对井场附近的生态环境造成严重影响。

➢为了提高钻速,从20世纪70年代中期开始,较广泛地使用了低胶质油包水乳化钻井液。

➢为保护环境,适应海洋钻探的需要,从80年代初开始,又逐步推广使用了以矿物油作为基油的低毒油包水乳化钻井液。

3、油基钻井液的发展阶段二、油基钻井液的组成1、基油(BaseOil)油包水乳化钻井液是以水滴为分散相,油为连续相,并添加适量的乳化剂、润湿剂、亲油胶体和加重剂等所形成的稳定的乳状液体系。

•在油包水乳化钻井液中用作连续相的油称为基油,目前普遍使用的基油为柴油(我国常使用零号柴油)和各种低毒矿物油。

•为确保安全,其闪点和燃点应分别在82℃和93℃以上。

•由于柴油中所含的芳烃对钻井设备的橡胶部件有较强的腐蚀作用,因此芳烃含量不宜过高,一般要求柴油的苯胺点在60℃以上。

苯胺点是指等体积的油和苯胺相互溶解时的最低温度。

苯胺点越高,表明油中烷烃含量越高,芳烃含量越低。

•为了有利于对流变性的控制和调整,其粘度不宜过高。

各种基油的物理性质注:Mentor26、Mentor28、Escaid110、LVT和BP8313均为常用矿物油的代号。

2、水相(WaterPhase):•淡水、盐水或海水均可用作油基钻井液的水相。

钻井液技术与应用

钻井液技术与应用

对测井解释和储层可能造成严重危害。
××井采用盐水钻井液钻井,测井解释时误把水层解
释为油层。
股份公司勘探与生产工程监督中心
前言
钻井液对勘探开发投资效率影响大
• 在钻井过程中,油层被打开后,首先接触的外来液体是 钻井液,钻井液就会对油层产生损害,这种损害在钻开 油层的整个过程中都一直存在。钻井液损害油层后,要
的有二项:钻井液和井下工具。
–钻井液对井壁周围的地层性质和井眼稳定影响最大.
控制和平衡地层压力、浸泡井壁、形成泥饼等。
–钻井液受地层影响及破坏最严重.
钻屑、掉块、地层流体侵入等均直接进入钻井液中。
股份公司勘探与生产工程监督中心
前言
钻井液对录井影响大
• 地层物质(包括钻屑、地层流体等)是由钻井液循环带出,因此
润土,对钙、镁等二价离子敏感。
股份公司勘探与生产工程监督中心
一、钻井液的组成与体系分类
氯化钾聚合物钻井液 (1) 基本组成 - 高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝 剂(PAM、PHPA、KPAM ) - 水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN,NH4PAN) - 低分子量聚合物解絮凝剂或木质素磺酸盐稀释剂(FCLS) - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 (2) 特点 - 强抑制性 - 高温稳定性较好 - 固容能力较强 - 对金属的腐蚀性较强 - 影响电测解释
股份公司勘探与生产工程监督中心
一、钻井液的组成与体系分类
聚磺钻井液 (1) 基本组成 - 高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝 剂(PAM、PHPA、KPAM) - 水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN,NHห้องสมุดไป่ตู้PAN) - 磺甲基酚醛树脂(SMP)和/或磺甲基褐煤(SMC)和/或褐煤 树脂共聚物(SNPH)降滤失剂 - 磺甲基丹宁稀释剂(SMT) - 磺化沥青防塌剂(FT-1) - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 (2) 特点 - 中等抑制性 - 良好的高温稳定性 - 抗污染能力较强

什么叫钻井液处理剂

什么叫钻井液处理剂

调整、改变、稳定钻井液性能的化学添加剂。

包括无机、有机、表面活性剂。

钻井液性能 :流变性、失水造壁性、抑制性、防塌性、润滑性①从钻井工程对钻井液性能要求出发研究处理剂适应钻井工程、地质勘探及其技术发展,钻井液性能应具备的性能要求;钻井工程、地质勘探技术发展同钻井液技术发展的相互促进关系。

②考虑如何选用处理剂实现钻井液作用效能通过什么样的(运用)处理剂,起什么作用,作用规律(机理)是什么?具有实现钻井液作用效能,处理剂应具有的性质,——如水溶性、抗盐性和抗温性,同粘土的作用规律等等。

③钻井液性能、作用效能要求与处理剂分子结构的关系处理剂分子结构组成、分子量、分子链型、基团种类、比例、处理剂分子构象等等。

——最终落实到处理剂的分子结构设计。

④处理剂的合成、研制要实现处理剂分子结构设计,所需的化学途径、合成工艺路线、合成条件。

⑤处理剂应用规律和效能评价处理剂效能评价的原则:满足优质、安全、低成本钻井、完井和环保要求。

a.是否有利于井壁岩石稳定b.是否有利于钻井液性能稳定c.是否有利于保护油气储层d.是否有利于环境保护1、每一口油气井,必须按照一定配方,使用各种配浆材料和化学处理剂配制成所需要的钻井液。

2、将处理剂添加到正在使用的钻井液中,调节、维护钻井液性能。

处理剂研发趋势:新型、高效、无毒、多功能。

水溶性聚合物概况水溶性聚合物:能溶解或溶胀于水中,形成水溶液或分散体系的强亲水性高分子材料。

水溶性聚合物的结构特征:分子中含有大量的亲水基团:①极性基团,如羟基、醚基、胺基、酰胺基等;②阴离子基团,如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基;③阳离子基团,如叔胺基、季铵基等。

水溶性聚合物类别:按构成主链的原子不同,可分为碳链和杂链水溶性聚合物;按链结构,可分为线型、支链型及交联型水溶性聚合物;按分子所具电荷,可分为非离子、阴离子、阳离子及两性水溶性聚合物按聚合物来源分为四类:1、天然水溶性聚合物:淀粉类、海藻类、植物胶类、动物胶类;2、改性天然水溶性聚合物:改性淀粉、改性纤维素、改性胍胶、改性木质素;3、合成水溶性聚合物:聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、胺基树脂、酚醛树脂;4、生物聚合物:黄原胶、硬葡聚糖、鼠李糖脂。

钻井液概论


(水+膨润土+化学处理剂+加重材料+钻屑)


概论——钻井液的组成
概论——钻井液技术发展概况

发展

水基钻井液

清水 井液
分散钻井液
抑制性钻井液
不分散聚合物钻

油基钻井液

原油
柴油为连续相钻井液
油包水乳化钻井液

预测发展方向

钻井液强化井壁技术 复杂地质条件下深井、超深井、大位移井钻井液技术 新型钻井液体系及其处理剂的研制与应用 废弃钻井液的处理技术 保护油气层的钻井液技术
类型:瞬时失水(spurt)、动失水(dynamic loss)、 静失水(static loss)。

泥饼

定义:泥浆中水分进入地层,粘土颗粒附着在井壁 上,形成泥饼。
钻井液的失水和造壁性
钻井液的失水和造壁性
钻井液的失水和造壁性

失水过程

钻井液内的水=化学结合水+吸附水+自由水
瞬时失水:新井形成瞬间,泥浆水便向地层渗透,未 形成泥饼

基本方程:=kn
k
:稠度系数
n:流性指数

流动特性分析
600 n 3.32 log 300 0.511 300
k
n 511
( Pasn )
施加极小的切应力就发生流动,没有静切应
力,而且粘度随切应力的增加而降低。
卡森流型(casson)
1/2

1 2

1 2 c
a
切应力
钻井液的流变性-常用流变参数

有效粘度:在某一流速梯度下,其剪切应力 与剪切速率的比值。

钻井液的组成和分类

第8页
二、钻井液的分类
气基钻井液组成 直接用空气、天然气、氮气作钻井液。
第9页
二、钻井液的分类
➢ 不分散体系 ➢ 分散体系 ➢ 钙处理体系 ➢ 聚合物体系 ➢ 低固相体系 ➢ 饱和盐水体系 ➢ 完井修井液体系 ➢ 油基钻井液体系 ➢ 空气、雾、泡沫和气体体系
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二、钻井液的分类
分散钻井液(dispersed Drilling Fluids) 定义:用淡水、膨润土和各种对粘土与钻屑起分
第 14 页
二、钻井液的分类
聚合物钻井液(Polymer drilling fluid) ❖ 定义:以某些具有絮凝和包被作用的高分子聚合物
作为主处理剂的水基钻井液体系。 ❖ 特点:各种固相颗粒可以保持在较粗的范围内 钻屑
不易分散成细微颗粒 ❖ 优点:钻井液密度和固相含量低,钻速高,地层损
害小 剪切稀释特性强 聚合物处理剂有较强底包被 和抑制分散的作用,有利于保持井壁稳定的作用。
合成基钻井液 定义:以合成地有机化合物作为连续相,盐水作
为分散相,并含有乳化剂、降滤失剂、流型改进剂的 一类新型钻井液。
特点: 使用无毒并且能够生物降解的非水溶性的有机物 取代了油基钻井液中柴油,该钻井液不仅保持了油基 钻井液的优良特性,而且大大减轻了钻井液排放时对 环境造成的不良影响,尤其适合于海上钻井。
散作用的处理剂配置而成的水基钻井液 特点: 1)可容纳较多的固相,适合于配置较高密度的钻
井液 2)容易在井壁上形成较致密的泥饼,失水较低 3)某些分散钻井液具有较强的抗温能力,适合于
深井和超深井使用。
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二、钻井液的分类
钙处理钻井液(Calcium treated drilling fluids) 定义:体系中同时含有一定浓度的Ca2+和分散剂

常见的钻井液体系-王宝田

常见的钻井液体系
单 位:钻井泥浆公司 讲课人: 讲课人:王宝田
常见的几种钻井液类型

• • • • • • • •
细分散钻井液体系 粗分散钻井液体系 不分散低固相钻井液 阳离子聚合物钻井液 两性离子聚合物钻井液 深井钻井液 聚合醇钻井液 油基钻井液 气体型钻井流体
一、细分散钻井液体系
细分散钻井液最常用的处理剂为:( 烧碱) Na2C03( 纯碱); NaT(丹宁酸钠); NaC(腐植酸钠 )。 纯碱) (丹宁酸钠) (腐植酸钠)
(2)石膏钻井液 )

用石膏作Ca 离子来源的钻井液称为石膏钻井液。 用石膏作 2+离子来源的钻井液称为石膏钻井液。该钻井液 的 pH 值 可 保 持 在 9.5 ~ 10.5 。 其 Ca2+ 含 量 保 持 在 600 ~ 1200mg/ L, 过量石膏浓度为 / , 过量石膏浓度为6000~ 12000mg/L。 体系中 ~ / 。 要求含有未溶解的石膏,以便自动地、 要求含有未溶解的石膏,以便自动地、及时地补充被钻屑所 消耗的Ca2+,才能保持钻井液性能的稳定。 消耗的 才能保持钻井液性能的稳定。 石膏钻井液在抗高温、抗盐侵、抗石膏侵以及对付泥、 石膏钻井液在抗高温、抗盐侵、抗石膏侵以及对付泥、页岩 坍塌及保护油气层方面,都比石灰钻井液更优越, 坍塌及保护油气层方面,都比石灰钻井液更优越,在5000m 以上高温井段使用,不会发生固化。 以上高温井段使用,不会发生固化。但由于石膏比石灰溶解 度大,滤液含钙量高,钻井液絮凝程度大,处理钻井液时, 度大,滤液含钙量高,钻井液絮凝程度大,处理钻井液时, 需要大量的高效降粘剂,配合一定降滤失剂, 需要大量的高效降粘剂,配合一定降滤失剂,才能取得稳定 的钻井液性能。 的钻井液性能。

04 钻井液常用原材料和处理剂


五)、页岩抑制剂 1、磺化沥青钠盐 代号SAS-1,为黑褐色膏状胶体或粉剂, PH值为8~11,密度为1.0 g/cm3。其主要 用作各类钻井液的页岩抑制剂,并有润滑 和控制高温高压滤失量的效能。 2、水分散沥青 代号SR-401,黑色粉末。主要用作页岩 微裂缝和破碎带的封闭剂而起防塌作用, 并有较好的润滑能力。一般用量为0.5%~ 4%。
二、有机处理剂 一)、稀释剂(降粘剂) 稀释作用主要是通过稀释剂分子在粘土 颗粒某些部位的吸附,改变粘土颗粒的 表面水化状态,减弱或拆散钻井液内部 的网状结构来达到稀释的目的。
1、单宁碱液:代号NaT 2、磺甲基单宁:又叫磺化单宁,代号SMT 3、铁铬木质素磺酸盐 简称铁铬盐,代号FCLS。为棕黑色粉末,易溶于水, 水溶液呈弱酸性。 其主要用作抗盐抗钙的分散型钻井液的稀释剂,可减 弱粘土颗粒间的流动阻力,降低粘度和切力;也可抑 制泥页岩的水化膨胀和分散,而防止粘度和切力的上 升,有利于井壁稳定。此外铁铬盐还具有降滤失作用 和抑制粘土水化膨胀的作用。
3、水解聚丙烯腈钾盐 代号KPAN,为棕红色或淡黄色粉末,易 溶于水,水溶液呈碱性。为丙烯酸类页 岩抑制剂,并有降滤失、抗污染和防塌 等特点。
六)表面活性剂 表面活性剂的种类繁多,在钻井液中的 作用也是多方面的。除用作乳化剂、消 泡剂外,选用适当的表面活性剂处理钻 井液,对提高钻井液的热稳定性、保护 油气层、降低滤饼摩擦系数,防塌、防 腐、提高钻速、预防和解除钻井液中的 复杂事故等方面有突出的效果。
1)降粘剂
产品:丹宁、栲胶、铁铬盐、磺化丹宁、磺化栲胶 作用原理:优先吸附在粘土端面,拆散网加结构。
2)增粘剂
产品:高粘CMC、羟乙基纤维素、生物聚合物(XC) 作用原理:形成高分子网架结构
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钻井液处理剂类型及钻井液配方用途综述一处理剂类型和作用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,如:RY特效润滑剂,是当前使用较理想的金刚石钻探润滑剂,属于阴离子表面活性剂。

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):本产品为白色或淡黄色粉末,水溶性好,能抑制泥页岩的水化作用和提高钻井液的粘度,是钻井液用强力包被剂。

水解聚丙烯腈胺盐(NH4-HPAN):是一种钻井液用降滤失剂;含有-COOH、-COONH4、-CONH2、-CN等基团,分子量在10000~50000之间,有降低高压差失水的特殊功能和良好的热稳定性,能改善钻井液流变性,抑制粘土水化分散,具有一定的抗盐能力;由于NH4在页岩中的镶嵌作用,具有一定的防塌效果聚丙烯晴钠盐(HPAN):优良的降失水剂,能大幅度低失水而粘度效应很小,反絮凝作用小,能与PHP配合使用,抗盐、抗钙能力强,可作用海水,饱和盐水泥浆的降失水剂、且热稳定性好,可作高温降失水剂,聚丙烯晴钙盐(CPAN):为腈基、酰胺基、羧钙基、羧钠基等共聚物。

主要用于不分散低固相聚合物钻井液的降滤失剂,并能改善泥饼质量,抗温、抗钙、盐污染及改善流型等作用。

磺化聚丙烯酰胺(SPAM)为磺化体,具有耐温、降失水、减阻作用,降摩擦效果良好。

广泛用作煤田、油田钻井的降失水剂和油田防塌剂。

在现场应用中可解决其它泥浆类型未能解决的坍塌、掉块及局部黄铁矿高离子污染的问题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,磺化沥青磺化沥青(DLSAS):为井壁稳定剂。

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.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,是多用途的泥处理剂。

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。

8、木质素类铁铬木素磺酸盐(FCLS):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。

9、护壁堵漏类803堵漏剂:对孔隙及微裂漏失,堵漏速度快,效果好。

具有较好的随钻堵漏效果。

广谱护壁剂(GSP):可在适度增粘的条件下,显著降低失水量,抑制井壁膨胀缩径,具有良好的吸附充填加固井壁的功能,可降低扭矩,防止粘附卡钻;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,采用腐植酸钾、磺化沥青等处理剂,能抑制泥岩水化膨胀。

还可选用钙处理泥浆,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,可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),KP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。

三、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、常用泥浆处理剂选择水解聚丙烯腈胺盐(NH4-HPAN):是一种钻井液用降滤失剂;含有-COOH、-COONH4、-CONH2、-CN等基团,分子量在10000~50000之间,有降低高压差失水的特殊功能和良好的热稳定性,能改善钻井液流变性,抑制粘土水化分散,具有一定的抗盐能力;由于NH4在页岩中的镶嵌作用,具有一定的防塌效果水解聚丙烯腈钠盐(NPNH):优良的降失水剂,能大幅度低失水而粘度效应很小,反絮凝作用小,能与PHP配合使用,抗盐、抗钙能力强,可作用海水,饱和盐水泥浆的降失水剂、且热稳定性好,可作高温降失水剂,高粘羧甲基纤维素钠(Na-CMC):具有降滤失和增粘的作用。

在泥浆中粘度较高时,亦具有一定的抑制页岩水化膨胀能力。

广谱护壁剂(GSP):可在适度增粘的条件下,显著降低失水量,抑制井壁膨胀缩径,具有良好的吸附充填加固井壁的功能,可降低扭矩,防止粘附卡钻;803堵漏剂:对孔隙及微裂漏失,堵漏速度快,效果好。

具有较好的随钻堵漏效果。

磺化沥青(DLSAS):是一种具有多种优点,用途极广的钻井涂添加剂,适用于各类钻井液体系。

用于钻井液处理剂能有效封堵地层微裂缝,防止剥落性页岩坍塌,抑制页岩水化,同时还具有良好的润滑、乳化、降低滤失量和高温稳定等作用,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。

RY特效润滑剂:,是当前使用理想的金刚石钻探润滑剂,属于阴离子表面活性剂。

在金刚石钻探工程中使用时阻力小、进尺快、防止压差卡钻、同时起到防震减磨,不粘钻管和钻头、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)+高粘羧甲基纤维素钠(CMC)0.5kg(500ppm)+广谱护壁剂(GSP)5kg(5000ppm)+803堵漏剂12.5kg+腐植酸钾(KHm)25 kg+RY特效润滑剂5、性能指标:密度1.04, 漏斗粘度28-30s ,滤失量7mL/30min, pH值为8.5~9。

6、说明:如未见水敏或漏失地层,配方中可不加入803堵漏剂和腐植酸钾(KHm)四、特殊钻井液配方1、普通盐井钻井液配方:清水1m3+陶土粉100kg+璜化沥青(DLSAS) 3kg+璜化酚醛树脂(SMP-2)3kg+钠羧甲基纤维素(CMC)0.2kg+润滑清洁剂(RH—4)1.5kg+盐(NaCI)32~35kg+木质素璜酸盐(FCLS)1.5kg+烧碱(NaOH)适量性能:密度1.2~1.35 漏斗粘度35~40 s 失水量10ml/30min PH 值8~9处理剂作用:璜化沥青(DLSAS):能有效封堵地层微裂缝,防止剥落性页岩坍塌,抑制页岩水化,同时还具有良好的润滑、乳化、降低滤失量和高温稳定等作用璜甲基酚醛树脂(SMP-2):有强的抗盐抗钙能力,是一种新型的耐高温、抗盐、抗钙的钻井液高温高压降滤失剂,。

可广泛用于高浓度盐水钻井液体系。

特别适用于深部易塌地层、盐膏泥复杂地层。

钠羧甲基纤维素(CMC):具有降滤失和增粘的作用。

在泥浆中粘度较高时,亦具有一定的抑制页岩水化膨胀能力。

钻井液润滑清洁剂(RH—4):适用于钻进泥页岩,易泥包地层井段,能清洁钻具,防止泥包,并可改善钻井液的润滑性。

木质素璜酸盐(FCLS):水基钻井液降粘剂,并且有降低滤失量的作用,还有较强的抗盐.抗高温能力。

烧碱(NaOH):调节PH 值2、高密度聚璜复合盐井钻井液(密度大于2.4)配方:清水1m3+陶土粉1.8%+烧碱(NaOH)1.5~2%+盐(NaCI)25%+低粘聚阴离子纤维素(PAC-LV)0.7%+两性离子聚合物包被剂(FA-367)0.2%+氯化钾(KCI)6%+两性离子聚合物降粘剂(XY-27)0.2%+两性离子聚合物降失水剂(JT-888)0.15%+璜甲基酚醛树脂(SMP-2)3.5~5%+羧甲基淀粉(CMS)3%+磺化沥青(FT-1)2%+铁络木质素璜酸盐(FCLS)1~2%+润滑剂(JN-302)2%+重晶石+铁矿石粉(重晶石:铁矿石粉=1:2)低粘聚阴离子纤维素(PAC-LV):水溶性强,具有优良的抗盐、抗钙镁降滤失能力;尤其在饱和盐水钻井液中具有非常好的降滤失作用两性离子聚合物包被剂(FA-367):具有很强的包被钻屑和抑制页岩水化分散的能力,可有效降低粘度,对稳定井壁,防止坍塌有明显效果,同时具有抗高温、抗钙盐能力,可用于淡水、海水、饱和盐水钻井液体系。

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