钻井液工艺学6(水基钻井液).ppt

CP6WaterbasedDrillingFluids第六章水基钻井液§6—1分散钻井液2．分散剂
丹宁、褐煤、铁铬木质素、CMC、NaOH等。
3．分散钻井液特点
（1）所用药品多为分散剂
（2）矿化度低NaCl<1%[Ca2+]<120ppm
（3）性能不稳定，易受污染。
（4）优点：工艺简单，成本低
细分散泥浆虽然缺点较多，但配制工艺简单。处理剂用量少，成本低因此有的地方仍在使用。二、钻井液受侵及处理（一）钙侵2.性能变化
第一阶段：粘、切、失水↗泥饼增厚
第二阶段：粘、切↘失水↗泥饼增厚
3.作用机理
阳离子交换
Ca2+与Na交换→钠土转换为钙土→粘土ξ电势减小，水化膜变薄。
4.石膏侵，水泥侵区别
石膏侵，PH值一直下降
水泥侵：PH值增加5.石膏侵的处理？？？（二）盐侵及盐水侵（2）机理
NaCl→压缩粘土双电层→粘土ζ电势降低水化膜变薄→粘土絮凝，聚结
（3）处理三、泥浆性能调节加重前的要求
Ⅰ加重前泥浆粘度不宜过高
Ⅱ加重应提切力（>0.5Pa）
为了满足以上两点要求，搬土含量应控制在一定范围。

Ⅲ注意降低泥饼摩擦系数（可加表面活性剂）
3.降密度
方法：加水、稀处理剂、低密度泥浆。
（二）粘度的调节
1.提粘度
（1）处理时机
当井壁垮塌、沉砂过多或者堵漏时。
（2）方法（分为三种情况）
Ⅰ提塑粘
a.加分散剂（CMC）
b.加油
c.加惰性固体
Ⅱ提结构粘度
加电解质（氯化钙）2.降粘切
（1）处理时机
钻进泥质岩石，配加重泥浆，以及泥浆受可溶盐侵污导致的粘切上升。
（2）方法
a.加稀释剂
b.加水或稀处理剂
c.加明矾（三）失水
钻达生产层，易垮塌及吸水膨胀地层。
方法：1.使用降失水剂
2.有助于形成致密泥饼的物质（如磺化沥青）
（四）调节PH值
方法：1.一般使用NaOH
2.防塌泥浆中用KOH
3.深井可配合表面活性剂，可有效的稳定PH
值。（五）混油
1.优点：
（1）降失水
（2）降摩阻
（3）保护油气层
（4）防塌
2.工艺要求
（1）调节好泥浆性能，粘度不宜太高
（2）混油量5～10%
（3）注意搅拌均匀
（4）可加适量亲水性活性剂（如AS、OP等按油量的0.1～0.3%）§6—2钙处理泥浆二、配制原理三、钙处理泥浆抗污染机理四、性能调节§6—3盐水泥浆三、饱和盐水泥浆特点四.工艺要点五.常用饱和盐水泥浆2.SMC—SMP饱和盐水泥浆
（1）特点：抗高温，泥饼摩阻小，适用于超深井
（2）维护要点
a.搬土含量4～6%体积比
b.PH=7～10
c.SMP为主处理剂，配合SMC使用。§6—4聚合物钻井液（二）粘度对钻速的影响机理分析：
1.钻头破碎岩石之前需先将钻头与地层之间的流体排开，泥浆粘度高相当于在两者间提供了粘性缓冲垫子，即是减小了钻头对岩石的冲击力，导致Vt下降。
2.粘度↗岩屑下沉速度↘固含↗导致了ρ和粘度上升。Vt↘（三）失水量对钻速的影响（四）固相含量及类型对速的影响结论：二、聚合物处理剂及作用3.水解聚丙烯酰胺（PHP）
（1）水解反应
（2）水解度4.PHP、PAM的性质。
（1）水溶性
↗水溶性愈差。
PHP的水溶性优于PAM
（2）粘滞性
a.分子量愈大，粘度愈大。
b.水解度愈大，粘度愈大。
c.温度↗粘度↘
（3）交联
（4）抗温可达200℃
（5）PH=8时絮凝效果最佳（PH>10时，PHP继续水解）
（6）抗盐抗钙能力
PHP抗Ca2+<200PPm,(PHP>200转化为完全絮凝剂)
抗Cl-<2000PPm（二）聚合物处理剂的作用(2)影响因素
①分子量
目前国内使用的=300～600万
②水解度
H=30%效果最佳
③絮凝剂浓度
小于临界浓度
④PH值
PH=7～8.5时（此时H=30%）PHP的絮凝效果最佳。
⑤分散剂
分散剂抵消PHP的絮凝效果⑥电解质
电解质加入，如CaCl2、NaCl等加入，使PHP成为完全絮凝剂。
使用不分散低固相钻遇石膏层时。要加适量纯碱处理。
(3)为什么PHP会有选择絮凝的性质
这主要是因为PHP分子链上的-COO-与搬土表面上的静电斥力，以及搬土表面上的水化膜厚等，因此PHP在粘土颗粒表面上的吸附能力降低，但PHP与钻屑和其它劣土间没有这种排斥效应，所以PHP是絮凝劣土而不絮凝搬土。2.防塌作用
PAM和PHP具有一定的防塌作用，（这是与淡水相比较而言）它的防塌机理有这些:
(1)长链高分子横过泥页岩井壁的微裂缝，在井壁上多点吸附，阻止泥页岩的剥落，由于PHP分子链伸展，因此分子链卷曲的PAM防塌能力强。
(2)在井壁上形成吸附膜，增大滤液流动阻力和减小滤矢量。
3.剪切稀释紊流减阻
聚丙烯酰胺是一种紊流减阻剂，把它加入在清水中，可在不改变排量情况下降低泵压。当PAM和PHP在溶液具有剪切稀释性。
紊流减阻的机理