钻井液配方资料(修改版)
钻井液配方组合意见

北三台等三 个区块
0- 1230 0-2100
DF-1+ABSN+CMC+原油 SAS+(淀粉+PAC)
接上表
轮南 0- 3700 3700-5000
0-300 300-2000
塔里木
KCl+PMNK+HPAN+KPAM MNK+HPAN+KAM 80A51+HAN101+KPAM HPAN+PMNK+KPAM+PAC
KCl+PHP+KPA+PAC+DQX+80A51+KHm+SHA+有机磷 +CPA -OP-15 + 油(煤油、柴油) PAC+HPAN+PMNK+KPAM+SAS+QS-Z+RH3+RH-4 SPNH+PAC+HPAN+SMP+KPAM+PMNK+FT1+QS-1+SMT+RH-3 +RH-4 KCl+PHP+KPA+NHPAN+NPAN+SK-1+SMP+ 磺化沥青+KHm KCl+PAC141+K-PAM+80A51+Na-HPAN+NHHPAN+SAS+KHm +FClS+SP+CMC
SAS+QS-2+RH3+RH4 SMP+SPNH+FT-1+QS-2 +SMT+ RH3+RH4
+CMC SAS+QS-2+ RH3+RH4 SMP+DA-3+FT-1+QS2+SMT + RH3+RH4 SAS+ RH3+RH4 SMP+SPNH+FT-1+SMT SMP-1+FT-1 RH3+RH4+ 柴 油
钻井液配方材料性能

1、聚丙烯酰胺钾盐 K-PAM 又称之为聚丙烯酸钾,产品为白色或淡黄色末状,是一种含羧钾聚丙烯酰胺衍生物,是很强的抑制页岩分散剂,具有控制地层造浆的作用并兼有降失水、改善流型及增加润滑性等功能。
在钻井液中包被、提粘,使用于各种泥浆体系,有较好的防塌作用。
它能改善井液的流变性并能有效地包被钻屑,抵制地层造浆,钾离子的存在,能防止软泥。
岩和硬脆性泥液岩的水化和剥落,起到稳定井壁的作用,具有较好的降失水作用,与其它处理剂配伍性好,2、PAC—141是一种新型泥浆处理剂。
可适用于各种水基泥浆体系,具有改善泥浆流型、提高剪切稀释能力、降低失水量、控制钻屑分散、稳定井壁、调节泥浆粘度和胶体稳定性等作用。
3、NH4-HPAN是淡黄色粉末,具有一定的抗温和抗盐能力。
并且具有耐光、耐腐蚀的功能,由于NH4+在页岩中的镶嵌作用,具有一定的防塌效果。
该产品有较强降低钻井液降滤失量和高温高压滤失量,抗温能力强,抗热稳定性好等作用,具有一定的抑制粘土水化和防塌能力,同事具有较好的抗盐以及抗污染的能力。
4、聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂,由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生成分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理剂。
其混凝作用表现如下:a、水中胶体物质的强烈电中和作用。
b、水解产物对水中悬浮的优良架桥吸附作用。
c、对溶解性的选择性吸附作用。
5、 XY27在钻井液中用作降粘剂(或叫絮凝剂)。
在它的分子链中引入了一定比例的阳离子、阴离子、非阴离子官能团。
由于阳离子基团的存在,大大提高了XY27抑制泥页岩分散、膨胀的能力,并能提高钻井液体系的抑制性。
因此,XY27不仅能显著降低钻井液的粘度,而且能使钻井液的粘度保持稳定,表现出较强的抗岩屑污染能力。
6、氢氧化钠是白色的固体,极易溶解于水,呈碱性,可用于调节泥浆ph值。
7、高效润滑剂RH-3是专为钻井润滑设计的复合型润滑剂,添加到钻井液中可明显提高其抑止性和润滑性,添加本品后钻探阻力小,进尺快,可防止缩径泥包钻头、压差卡钻,有利于提高钻进效率,防止井塌,延长钻头寿命。
常用钻井液材料资料

常用钻井液材料一膨润土类一、组成膨润土是岩浆岩或变质岩中硅酸盐矿物(如长石)风化沉积形成的,其组成为1、粘土矿物:蒙脱石、高岭石、伊利石和海泡石,钻井用膨润土主要粘土矿物为蒙脱石,含量在70%以上。
2、砂子:石膏、石英、长石、云母、氧化铁等含量越小越好。
3、染色物:木屑、树叶及腐质物起染色作用,膨润土有红色、黄色、紫色等不同颜色,就是这个原因。
4、可溶性盐类:碳酸盐、硫酸盐和氯化物等。
二、分类膨润土分为钙基膨润土钠基膨润土和改性膨润土三种。
1、钙基膨润土:造浆率8-12立方米每吨。
2、钠基膨润:造浆率15-18立方米每吨。
3、改性膨润土:通过加入纯碱、烧碱、羧甲基纤维素、低分子量聚丙烯酰胺等无机盐和有机分散剂来提高膨润土的造浆率,达到钠基膨润土性能指标。
三、作用及用途1、堵漏:黄土层漏失、基岩裂隙漏失都需要用来配浆堵漏。
2、护壁:在井壁上形成泥饼,减少钻井液内的水份向井壁渗透,起到保护井壁稳定的作用。
3、携砂:配制一定数量的高比重大粘度的膨润土泥浆定期打入井内,将井内掉块、岩屑顺利携带出井外,保持井内干净。
4、配治塌泥浆:井壁长时间浸泡发生垮塌,常规泥浆仍不能维护井壁时,就要加膨润土以提高比重、切力、粘度达到稳定井壁之目的。
5、配加重泥浆:遇到涌水或高压油气层时,都需在泥浆中加膨润土来平衡地层压力。
6、配完井液和封闭浆:为顺利测井,完钻时需配完钻液;在易塌井段需配封闭浆,这些都需加膨润土。
四、影响膨润土性能的因素1、原矿质量:原矿石蒙脱石含量高低是影响膨润土性能最重要的因素,蒙脱石含量越高,膨润土造浆率相应地就高。
2、粒度:粒度越细造浆率相应的就越高,反之亦然。
3、添加剂:合理地加入分散剂,会明显改善膨润土的性能。
4、水质:膨润土在高矿化度和酸性中水造浆率会明显降低甚至不造浆。
五、简单测试1、造浆率:1吨膨润土配制出胶体率95%以上的泥浆的体积。
如造浆率15立方米每吨,就是在100克水中加6.67克膨润土搅拌30分钟倒入试管(100毫升)中,24小时胶体率在95%以上。
钻井液复习资料打印版纠结620版

钻井液:是油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种环流体的总称。
作用:携带和悬浮岩屑;形成泥饼,控制地层压力;冷却和润滑钻头钻具;传递水功率;保护油气层。
钻进液分类:按密度大小(加重与非加重);按与粘土水化作用的强弱(抑制性与非抑制性);按固相含量(低固相与无固相);按流体介质(水基、油基,气体型)各钻井液特点:(1)分散钻井液:指用淡水,膨润土和各种对粘土与钻屑起分散作用的处理剂配制而成的水基钻井液。
特点:可容纳较多的固相,较适于配制高密度钻井液;容易在井壁上形成较致密的泥饼,故滤失量较低;某些分散钻井液如三磺钻井液具有较强的抗温能力,但抑制性和抗污染能力差,固相含量高。
(2)钙处理钻井液:体系中同时含有一定浓度的Ca离子和分散剂。
分散剂作用是防止Ca离子引起体系中的粘土颗粒絮凝过度,使其保持在适度絮凝状态,以保证钻井液具有良好稳定的性能。
特点:抗盐、钙污染能力强;对所钻地层中的粘土有抑制其水化分散的作用。
(3)盐水钻井液:用盐水或海水配制而成的。
在含盐量从1%直至饱和之前的整个范围内都属于此类型。
特点:对粘土水化有较强的抑制作用,用于容易溶解的矿层。
(4)饱和盐水钻井液:是指钻井液中NaCl含量达到饱和时的盐水钻井液体系。
特点:主要用于钻其他水基钻井液难以对付的大段盐岩层和复杂的盐膏层,也可作为完井液和修井液。
(5)聚合物钻井液: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。
特点:密度固相含量低,因而钻速高,损害油气层程度小;剪切稀释性强;聚合物处理剂具有较强的包被和抑制分散的作用,因此有利与保持井壁稳定;稳定井壁的能力强,井径规则;可防止井漏的发生;钻井成本低(6)钾基聚合物钻井液:是一类以各种聚合物的钾盐和KCl为主处理剂的防塌钻井液。
特点:防塌效果好,尤其是泥页岩地层。
(7)油基钻井液:以油作为连续相的钻井液。
特点:抗高温。
有很强的抑制性和抗盐,钙污染的能力,润滑性好,并可有效的减轻对油气层的损害。
2021年钻井液体系和配方

钻井液体系和配方一.欧阳光明(2021.03.07)二.不分散聚合物体系不分散聚合物钻井液体系指的是经过具有絮凝及包被作用的有机高分子集合物处理的水基钻井液。
常用的不分散集合物钻井液类型大体有三种:及多元素聚合物体系、复合粒子性聚合物体系、阳离子聚合物体系。
1.不分散聚合物体系特点(1)具有很强的抑制性。
通过使用足量额高分子聚合物作为絮凝包被剂,实现强包被“被包”钻屑,在钻屑表面形成一层光滑的保护膜,抑制钻屑分散,使钻出的钻屑基本保持原状而不分散,以立于地面机械清除,从而实现低密度、低固相,提高钻速。
(2)具有较强的悬砂、携砂功能。
通过控制适当的般土,使聚合物钻井液形成较强的网架结构,确保其悬砂、携砂功能,满足井眼净化需求。
(3)通过使用磺化沥青、超细碳酸钙等降低泥饼渗透率,能偶获得良好的泥饼质量。
(4)该体系以其良好的稀释特性是的钻头水眼粘度小,环空粘度打,有利于喷射钻井、优化钻井钻头水马力的充分发挥,从而提高机械钻速。
(5)低密度、低固相、有利于实现近平衡压力钻井(6)抑制性强,且粘土微粒含量较低,滤液对底层所含粘土矿物有抑制膨胀作用,故可减轻对油气层的损害。
2.配方3.技术关键1.加大包被剂用量(171/2″井眼平均约3.5千克/米,121/4″井眼约 3.0千克/米),并采用2种以上包被剂复配以达互补增效功能,突然强包被,抑制钻屑钻分散,防止钻屑粘聚包被剂以胶液形式钻进时细水长流式补充到井浆中。
2.控制适当的般土含量以获得良好的流变性集携砂、悬砂功能(MBT最佳范围为30~45克/升)。
般土含量的控制以淡水预化般土浆形式需要时直接均匀补充道井浆中。
3.使用磺化沥青(2%)和超细碳酸钙(2%)改善和提供聚合物钻井液的泥饼质量。
4.使用足量的润滑剂RH-3(0.5%~0.8%)及防泥包剂RH-4(0.3%~0.5%),降低磨阻,防止钻头泥包。
5.使用适量的HPAN、双聚铵盐等中小分子聚合物与高分子聚合物匹配(大/小分子聚合物的最佳比例 2.5~3:1),降低滤失,有利于形成优质泥饼。
钻井液设计

1基础资料井位构造位置:位于阿克库勒凸起东南斜坡部钻井性质:探井1.2钻井地质任务:1) 探索阿克库勒凸起东边缘寒武系建隆性质,储层发育特征及含油气性。
为进一步研究寒武系-奥陶系的地层,沉积特征及储层发育,储层的成因机制提供基础资料;2) 取全,取准岩芯,测井,测试等基础资料,为储量计算提供准确资料;3) 验证地震波组的地质属性,为准确标定T74之下各反射波的地质属性提供基础资料;4) 为进一步分析,研究油气运移,聚集规律等提供基础资料;5) 为测试,采油提供合格的井眼条件。
1.3 设计井深: 8000m(钻台面算起)1.4 完钻原则1) 钻到设计井深,进入建隆体1的顶225m完钻。
2) 如寒武系钻遇好的油气显示(如井漏,井涌等油气显示井段),强钻8-10米后,经测试获高产油气流,可提前完钻。
1.5 完钻方式:裸眼或套管完井。
4386注:深度均从台板起算。
目录1、塔河油田超深井钻井液技术难点2、国内外高温超深井钻井液状况3、塔深1井钻井液体系配方选择、性能要求及维护处理要点4、风险分析5、超深井钻井液配套工艺技术1、塔河油田超深井钻井液技术难点1.1 钻井液处理剂高温高压失效问题。
1.2 钻井液高温流变性的控制问题。
1.3 钻井液高温滤失造壁性的控制问题。
1.4 抗高温钻井液的护胶问题。
1.5 超深井段地层破碎,白云岩地层防塌问题。
1.6 超深井段地层破碎,防漏堵漏问题。
1.7 超深井奥陶系、寒武系地层为防塌防漏寻找一个安全钻井液密度窗口的问题。
1.8 超深井可能存在的高压问题。
1.9 超深井钻井液润滑性问题。
1.10 超深井钻井液陈化问题。
1.11 超深井膏盐层问题。
1.12 硫化氢、二氧化碳污染问题技术难点在塔河油田,按正常地温梯度2.2-2.3℃/100m计算,井深8000m的超深井,井底温度可达170-200℃左右,井底循环温度在150-170℃左右,所用钻井液体系必须能抗200℃左右的高温.在超深井的钻进中,可采用抗高温的钻井液体系有水基、合成基、油基钻井液,最为合适的是油基类钻井液体系,当考虑到成本、维护、环保等因素,建议使用水基磺化或聚磺钻井液.在水基钻井液体系中,温度对水基钻井液的影响非常大,特别是超过150℃的高温,在这种温度下,大多数聚合物处理剂医分解或降解,出现增稠,胶凝,固化成型或减稠等流变性恶化.这种变化不随温度而可逆.因此,温度是超深井钻井液中最重要的考虑因素,钻井液解决以下问题.1)钻井液用处理剂高温高压失效问题.2)钻井液高温流变性的控制问题.由于高温条件下钻井液处理剂易产生高温增稠或减稠效应,钻井液的高温高压流变性控制将是超深井钻井液关键技术之一.3)钻井液高温滤失造壁性的控制问题.解决好这个问题是有利于超深井井段地层的防塌,防漏.4)抗高温钻井液的护胶问题,最好选用美国的聚阴离子纤维素Drispac.5)深井超深井段地层破裂,易产生掉块,井塌,特别是白云岩地层岩屑结构松散易碎,结构裂缝多,易受溶蚀且严重,裂缝中充填物胶结性差,垮塌十分严重.在塔参1井白云岩垮塌表现特别严重,因此该井在奥陶系,寒武系地层应特别注意井塔问题.6)深井超深井段地层破碎,漏失性质大部分属于压力敏感性漏失,高温高压条件下,防漏堵漏工艺和材料选择已成为当务之急的研究课题.7)深井超深井奥陶系,寒武系地层寻找一个钻井液安全密度窗口来满足井下实际情况,既要防塌又要防漏十分困难,主要依靠选择合适的强有效封堵材料(包括软化点和颗粒粒径)来解决次复杂,最好是进口沥青或天然沥青.8)超深井可能存在高压问题,高压(钻井液高密度)将使高温流变性的控制更加困难,除了更易于增稠等外,还存在加重剂的悬浮,沉降稳定性等问题.9)超深井钻进中如何减少转盘扭矩,除工程措施和井身质量外,高温钻井液应给予最大的支持,如何调控钻井液的润滑性,选择何种液体和固体润滑剂也是一个难题.10)钻井液老化问题. 此外,还可能钻遇云质膏岩,膏盐岩,而膏岩的溶蚀易造成垮塌掉块,钻井液受污染等复杂情况,以及防H2S.CO2污染等问题.2、国内外高温超深井钻井液状况2.1 国内外高温超深井钻井液使用状况表1表22.2国内抗高温钻井液处理剂状况(见表2)表23、塔深1井钻井液体系配方选择、性能要求及维护处理要点3.1 各井段钻井液性能要求表3 分井段钻井液参数设计表3.2各井段钻井液体系配方选择及维护处理要点一至四开(0-6796m)塔河油田钻井液工艺比较成熟,这里着重讲五开、六开钻井液工艺技术。
泥浆配比资料

泥浆配比资料泥浆配比资料是指在钻井作业中,根据井口地层条件和钻井液性能要求,确定钻井液的配比参数和配方。
泥浆配比资料包括泥浆密度、固相含量、液相含量、添加剂类型和用量等相关信息。
下面是一份标准格式的泥浆配比资料,供参考:1. 井号:XYZ-0012. 井口地层描述:- 井深:5000米- 地层类型:砂岩、页岩、泥岩- 地层温度:100°C- 地层压力:20 MPa3. 钻井液性能要求:- 泥浆密度:1.2 g/cm³- pH 值:9.5- 粘度:45 s- 液相含量:70%- 固相含量:30%- 钻井液滤失量:≤10 mL/30 min- 钻井液剪切强度:≥30 s-14. 钻井液配方:- 基础液体:水- 加入剂类型及用量:- 调整剂:石灰 10 kg/m³- 胶凝剂:聚合物 5 kg/m³- 分散剂:亲水性聚合物 2 kg/m³- 黏土稳定剂:磷酸盐 3 kg/m³- 抑制剂:钾盐 8 kg/m³- 防腐剂:甲酚 0.5 kg/m³- 防膨剂:硫酸铵 5 kg/m³- pH 调节剂:氢氧化钠 2 kg/m³- 搅拌方式:机械搅拌- 搅拌时间:30 min5. 配方计算:- 泥浆密度计算公式:泥浆密度 = (固相含量 ×固相密度 + 液相含量 ×液相密度)/(固相含量 + 液相含量)- 固相含量 = 30%- 固相密度 = 2.5 g/cm³- 液相含量 = 70%- 液相密度 = 1 g/cm³- 泥浆密度 = (0.3 × 2.5 + 0.7 × 1)/(0.3 + 0.7)= 1.2 g/cm³6. 检测方法:- 泥浆密度:重力法- pH 值:酸碱度计- 粘度:转数法- 液相含量:分量法- 固相含量:分量法- 钻井液滤失量:API滤失仪- 钻井液剪切强度:旋转式剪切仪7. 检测频率:- 泥浆密度:每班次检测一次- pH 值:每班次检测一次- 粘度:每班次检测一次- 液相含量:每班次检测一次- 固相含量:每班次检测一次- 钻井液滤失量:每班次检测一次- 钻井液剪切强度:每班次检测一次以上是一份标准格式的泥浆配比资料,其中包括了井口地层描述、钻井液性能要求、钻井液配方、配方计算、检测方法和检测频率等详细信息。
钻井液配浆材料与处理剂相关资料

钻井液配浆材料与处理剂相关资料钻井液配浆材料与处理剂是一种专门用于切削岩石、钻探井口、维持油井稳定运行并完成其他需要钻探液体辅助的油田作业的一种混合物。
钻井液一般由水、固体粉末和添加剂三种原料组成。
在钻井过程中,钻头通过旋转,将钻井液喷洒到井底完成岩层的钻探。
随着钻探的深入,非常多的泥浆被运回井口,经过固液分离工艺,进行净化处理再循环使用。
钻井液对钻井效果有很大影响,它的质量好坏直接决定了钻井工作质量。
以下是与钻井液配浆材料和处理剂相关的资料:一、配浆材料1、泥浆基础成分泥浆基础成分是钻井液维持稳定性、促进钻头切削效果的关键。
其类型分为初浆、中浆和深浆三类。
初浆一般是由高岭土、云母、石英粉、膨润土、醇酸、植物纤维等原料混合而成,在钻井初期,利用这种初浆防止井壁塌陷,保证钻探稳定进行。
中浆则是采用粘土、珍珠岩、轻质砂、硅酸盐等基础成分,拥有良好的抗沉降性和流动性。
深浆则是一种特殊的泥浆成分,一般是在深部钻探中、海洋钻探中使用,深浆具备抗压性、抗高温性、抗盐性、抗沉降性等特点。
2、填充物填充物主要用于钻井液在钻井过程中填补井壁空隙和加强钻孔的稳定性。
填充物分为高分子胶体、土豆、硅胶、珍珠岩、碳酸钙等几种类型,不同的填充物在具体的钻井作业中可以自由选择。
3、界面活性剂界面活性剂是钻井液中的一种添加物,在钻井液中的作用主要是增加液面张力、降低混合液阻力、改善钻井效果和防止泥浆失水等作用。
常用的界面活性剂包括表面活性剂、增黏剂、破乳剂、杀菌剂等。
4、稠化剂稠化剂是一种能够使浆液粘稠的化学物质。
添加稠化剂后,钻井液的粘度能够得到提高,从而增加钻头切削效果和防止井壁塌陷的发生。
稠化剂的种类一般分为聚合物和亲水胶体两类,常用的有XCD聚合物、CMS聚合物、胶原蛋白等。
二、处理剂1、调节pH值的处理剂钻井液的pH值对于钻井工作有着非常重要的作用,它可以提高钻头切削效果,减少井壁塌陷和泥浆失水。
常用的调节pH值的处理剂包括碱性物质、酸性物质等。
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钻井液配方资料(修改版)很好的钻井液资料钻井液配方资料钻井液材料是配制各种钻井液所用的物质,其中包括原材料及处理剂。
钻井液原材料是指那些组成钻井液的基本组分。
处理剂是指那些用来调整钻井液性能的物质,它是钻井液组分中的关键成分,随着钻井液技术的发展,处理剂的品种正日益增多。
一、钻井液概述钻井流体是在旋转钻井中使用的循环流体,由于绝大多数使用的是液体,少量使用气体或泡沫,因此又称“钻井液”。
钻井液在钻井工程中的主要功用是:清洗井底,携带岩屑;冷却和润滑钻头及钻柱;形成泥饼,保护井壁;控制与平衡地层压力;悬浮岩屑和加重剂;在地面沉除岩屑;提供所钻地层的有关资料;将水功率传给钻头等。
钻井液的主要成分有:水,如淡水、盐水、咸水或饱和盐水等;膨润土,如钠膨润土、钙膨润土、有机土或抗盐土等;化学处理剂有无机类、有机类、表面活性剂类、高聚合物类或生物聚合物类等;油类,如轻质油或原油等;气体,如空气或天然气等。
由于这些成分在各类钻井流体中所形成的分散体系不同,因此所起的作用也不同。
从物理化学观点看,钻井液是一种多相不稳定体系,其包括由重晶石粉、钻屑、粘土粉等组成的的悬浮液、高聚合物组成的胶体、膨润土粉的水溶液等和氯化钠的真溶液、碳酸钠的水溶液等。
钻井液有以下分类方法:按密度可分为低密度未加加重剂和高密度加有加重剂两种;按对粘土的作用可分为“抑制法”和“非抑制性”两种,前者加有抑制粘土水化分散的抑制剂;按分散体系中的连续相可分为水基(以水为连续相)、油基(以油为连续相)和气体。
水基钻井液是目前应用最广泛、研究最深入的一类钻井液;油基钻井液是为了钻复杂地层如岩盐、石膏、泥岩页岩以及钻定向井、高温井和完井、修井的需要而发展出来的;气体钻井使用空气或天然气体做为钻井时的循环流体,是为了钻低压油气层、严重漏失层或坚硬而不含水的地层而发展起来的。
我国标准化钻井液现分为淡水钻井液、钙处理钻井液、木分散聚合物钻井液、盐水(包括海水或咸水)钻井液、饱和盐水钻井液、钾基钻井液、油基钻井液、气体(包括一般气体及泡沫)钻井液等八类。
二、钻井液材料的分类钻井液材料基本上有两种分类方法。
(1)按化学性质分类钻井液原材料包括很好的钻井液资料粘土、水、油、加重材料等。
无机处理剂凡是用于钻井液的无机化学药剂,可按其化学组分的不同分为氯化物、硫酸盐、碱类、碳酸盐、磷酸盐、铬酸盐和硅酸盐七类。
有机处理剂凡是用于钻井液的有机化合物,分为天然产品、改性产品、天然产品进行改性而成及有机合成制品。
按其化学组分又可分为腐殖酸类、纤维素类、木质素类、丹宁酸类、丙烯酸盐类、沥青类、淀粉类和其它高聚物类。
表面活性剂根据表面活性剂在水中与否分为非离子型、阳离子型、阴离子型和两性活性剂。
(2)按用途分类钻井液材料可按钻井液的作用分为十八类,即将钻井液原材料、无机处理剂、有机处理剂等均按其功用进行分类。
包括碱度调节剂、杀菌剂、除钙剂、腐蚀抑制剂、消泡剂、乳化剂、滤失量降低剂、絮凝剂、起泡剂、堵漏材料、润滑剂、页岩水化抑制剂、表面活性剂、减稠剂、增稠剂、加重剂、解卡剂和高温稳定剂等。
三、钻井液原材料钻井液原材料的主要作用是:形成较稳定的胶体;接受各种化学剂处理,进一步改善钻井液性能,满足各种需要;在井壁上形成泥饼,减少滤失量,稳定井壁;形成钻井液的粘度、切力、悬浮固相携带钻屑;调节钻井液密度,控制地层压力等。
现将常用钻井液原材料介绍如下:1、粘土类膨润土膨润土因其所吸收阳离子的不同而有钠膨润土及钙膨润土两种。
钠膨润土及钙膨润土是配制水基钻井液的基础原料。
其主要矿物成分是蒙脱石。
钠膨润土的造浆率较高,而钙膨润土则需要经过改造处理才能使用。
目前我国把水基钻井液所用的土分为三个等级:一级为符合标准的钠膨润土;二级为改性土,经过改性符合标准要求;三级为较次的配浆土,仅用于性能要求不高的钻井液,如堵漏用的钻井液等。
膨润土有白、灰、灰黄及紫红等颜色,易吸潮而结块,故一般宜用聚乙烯薄膜袋为内层而以聚丙烯编织袋为外层包装。
抗盐粘土抗盐粘土包括海泡石、凹凸棒石及坡缕镐石,是铝和镁的水硅酸盐。
其晶体构造为纤维状或棒状。
该土的特点是抗盐且耐温,常用于钻穿盐层。
海泡石钻井液具有较高的耐温特性,热稳定性好,其晶体结构在高温下仍无变化。
常用来打地热井或超深井。
其缺点是滤失量大,必须配合滤失量降低剂才能使用。
有机膨润土是指由钠膨润土或抗盐粘土,以阳离子型表面活性剂覆盖,使其改变表面性质而人工制成的特种土类。
有机膨润土是可以在油中分散的亲油性粘土。
它可以在油中分散很好的钻井液资料而配制成符合各种要求的油基钻井液或解卡液。
用于钻进复杂地层如盐膏层、盐泥膏层、超深井以及完井的各种作业中。
2、水和油水是组成水基钻井液最主要的成分。
水是水基钻井液的分散介质,所以钻井液性能的好坏与水的质量关系极大。
在自然界,完全纯净的水是不存在的,都不同程度地含有各种杂质,如各种盐类、细菌、气体等。
按水的来源可将其分为地面水及地下水。
按化学性质可分为酸性水、碱性水等。
根据其所含离子的情况,可划分为硫酸钠型水、重碳酸钠型水、氯化镁水、氯化钙水等。
而对钻井液来说,一般分为三类:一类是淡水,即含可溶性盐类较少的水;一类是含钙镁盐较多的碱水,如海水或硬水;另一类是含钠盐较多的水,如盐水或饱和盐水。
水的性质主要表现在其中所含的可溶性盐类,这些盐类对钻井液的质量都会产生影响,故配制钻井液的水必须事先加以分析后才能选用。
油是组成油基钻井液最主要的成分。
在油基钻井液中,油是分散介质而沥青为分散相。
常用油有柴油和原油。
3、加重材料在钻进过程中,会不可避免的钻遇高压油、气、水层,为了防止井喷事故,需要加入某些物质来增加钻井液密度,以提高钻井液柱压力,这种物质称为加重材料或加重剂。
加重材料分固体加重剂和液体加重剂两大类。
加重材料应具备的条件是:本身密度较大;属于惰性物质,不与钻井液中的其它组分发生化学反应;本身强度低,磨损性小,易粉碎,不磨损泵的各种配件;如果是液体加重剂,则应对管材的腐蚀性小,溶解度略高为好。
一般常用的固体加重材料有重晶石粉、钛铁矿物、石灰石粉、方铅矿粉等。
(1)重晶石粉是一种以BaSO4为主要成分的天然矿石,经过加工而成细度适宜的粉末状产品。
纯品为白色粉末,含杂质则为淡绿色或灰色,常温密度4.3g/cm3,莫氏硬度3-3.5。
比重4-4.6,能通过目湿筛,有轻微毒性,不溶于水、有机溶剂、酸或碱的溶液,只少量溶于浓硫酸而生成硫酸氢钡,油井酸化时不被酸溶解。
(2)钛铁矿粉别名钛酸铁,分子式为FeTiO3,它是钒钛磁铁矿粗矿先经精选、处理,再经细度加工后制成的细粒材料。
为棕至黑褐色粉末,六方晶系,常温密度,莫氏硬度5-6,不溶于水和油,微溶于酸,能溶于热而浓的磷酸和盐酸。
钛铁矿粉优于重晶石粉之处在于它能被酸化,且其密度较大,硬度较高。
它虽含铁,而对电测和钻井并无电磁干扰,是一种有发展前途的加重剂。
(3)石灰石粉是一种以碳酸钙为主要成分的天然矿石,经过机械很好的钻井液资料加工而成细度适合的粉状产品。
纯品为白色粉末,含杂质为灰色、灰白色、灰黑色、浅黄色或浅红色等。
常温下密度为,莫氏硬度为。
它不溶于水,溶于水溶液生成,溶于盐酸等无机酸放出气体。
因钻井液滤失堵住油层孔隙的石灰石粉,在油井酸化时可被溶去,故常用于完井和修井液的加重。
(4)方铅矿粉别名PbS,分子式为呈铅灰色,有金属光泽,天然产品呈致密的粒状或块状,有时呈完整立方体。
常温密度,莫氏硬度2-3,性脆、易碎,不溶于水和碱,可溶于酸,有用于油井酸化解堵。
方铅矿粉的特点是密度大,硬度低,可作为良好的加重剂。
但价格较高,尚未普遍采用。
液体加重剂主要是一些可以在水中溶解形成较高密度的水溶液的无机盐类,主要用于配制完井液及修井液。
4、钻井液无机处理剂钻井液无机处理剂的作用主要有离子交换作用、调节值、控制絮凝、分散、沉淀、络合、形成可溶性盐、水解、形成溶胶、抑制溶解、胶凝、调节密度等作用。
现将常用无机处理剂介绍如下。
(1)碱类氢氧化钠别名为烧碱、火碱、苛性钠。
烧碱是一种强碱,加入钻井液后,其重要作用是:溶于水中完全电离,可提供钠离子和:氢氧根,遇二价阳离子可形成低溶解度或难溶的氢氧化物,控制阳离子浓度,变难溶有机酸为易溶于水的盐,如配制丹宁碱液、煤碱液等,变纤维素为碱纤维素。
分散和活化粘土、增强其它处理剂性能等。
氢氧化钙别名消石灰和熟石灰,为白色粉末,常温下密度为,吸潮性强,在空气中能吸收二氧化碳生成碳酸氢钙。
它在水中的溶解度小,常与水配成混浊的悬浮体即石灰乳,浓度饱和而澄清的水溶液叫石灰水。
氢氧化钙加入钻井液后,其主要作用是:加入钻井液中能控制Na+和钙蒙脱土的浓度:遇纯碱生成沉淀CaCO3,可除去遇盐酸生成氯化钙,从而提高Na+浓度:氢氧化钾别名为苛性钾,为白色半透明晶体,常温密度为2.044g/cm3左右,熔点360℃。
氢氧化钾易溶于水,水溶液呈强碱性,也溶于酒精和甘油,难溶于醚及烃类,极易吸潮气和而结成硬块及变质。
其商品杂质可能含有氯化物、硫酸盐。
在钻井液中,氢氧化钾的作用基本上与氢氧化钠相似,主要用作钾基钻井液的值调节剂,也可提供大量钾离子,增加防塌效果。
(2)碳酸盐类①碳酸钠又名纯碱或苏打,分子式为Na2CO3。
它的水溶液呈碱性,水解后产生Na+、HCO-和OH-的离子。
因此,加入钻井液后能促进粘土水化分散,能清除由于石膏或泥浸水而产生的过剩水分,还可调节钻井液的pH值。
②碳酸氢钠又名小苏打、重碳酸钠、酸式碳酸钠或重碱,分子式为NaHCO3,为白色很好的钻井液资料针状晶体,常温下密度约为2.159g/cm3。
在热空气中会慢慢失去部分CO2,时会全部失去变为氢氧化钠,它易溶于水,0.1mol/L水溶液pH值为8.3左右。
它在钻井液中的作用与纯碱基本一样。
③碱式碳酸锌分子式为ZnCO3-2Zn(OH)2-H2O,为白色细微无定形粉末,无毒、无臭,常温密度,不溶于水,能溶于氨水、碱水及酸中。
它与作用即释出而形成过氧化物,主要用作各种钻井液的除硫剂。
其化学反应式为:ZnCO3-2Zn(OH)22H2O+H2S→ZnS+H2O+CO2↑(3)氯化物①氯化钠又名食盐,分子式为NaCl。
它是白色立方晶体或粉末,常温下密度为 2.130g/cm3,熔点。
纯品不潮解,但粗盐中常含有氦化镁、氯化钙等吸水性杂质,故易潮解。
它易溶于水,其水溶液呈中性。
氯化钠在钻井液中的作用是:分析钻井液中时标定标准液,去水化或盐析作用。
盐水钻井液可抑制井壁泥岩水化膨胀或坍塌,有时加食盐可用于提高钻井液切力和粘度。
有抑制溶解作用,有利钻穿盐层。
在饱和盐水钻井液中,还可用来提高密度、堵漏和配制完井液,并具有保护油层的作用。
②氯化钙分子式为CaCl2。
无水氯化钙是白色多孔的立方晶体,密度2.15g/cm3,熔点782℃。