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NaOH2.防塌泥浆中用KOH3.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=7～10c.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。紊流减阻的机理几种看法：（