钻井液配浆原材料110919备课讲稿

1、钻井液配浆原材料110919 第二类分类方法是按其在钻井液中第二类分类方法是按其在钻井液中所起的作用或功能分类所起的作用或功能分类。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体情况，将钻井液配浆材料和 处理剂共分为以下处理剂共分为以下16类，即类，即(1)降滤降滤失剂；失剂；(2)增粘剂；增粘剂；(3)乳化剂，使油水乳化产生乳状液；乳化剂，使油水乳化产生乳状液；(4)页岩抑页岩抑制剂制剂 ；(5)堵漏剂；堵漏剂；(6)降粘剂；降粘剂；(7)缓蚀剂；缓蚀剂；(8)粘土类；粘土类；(9)润滑剂；润滑剂；

2、(10)加重剂；加重剂；(11)杀菌剂；杀菌剂；(12)消泡剂；消泡剂；(13)泡沫剂；泡沫剂；(14)絮凝剂；絮凝剂；(15)解卡剂；解卡剂；(16)其它类等。其它类等。前言钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章第一节 钻井液配浆原材料 一、粘土类一、粘土类 膨润土在淡水钻井液中具有以下作用：膨润土在淡水钻井液中具有以下作用：(1)增加粘度和切力，提高井眼净化能力；增加粘度和切力，提高井眼净化能力；(2)形成低渗透率的致密泥饼，降低滤失量；形成低渗透率的致密泥饼，降低滤失量；(3)对于胶结不良的地层，可改善井眼的稳定性；对于胶结不良的地层，可改善井眼的稳定性；(4)防止井

3、漏防止井漏。 二、加重材料二、加重材料1常用的钻井液加重材料常用的钻井液加重材料(1)重晶石粉重晶石粉 (2)石灰石粉石灰石粉(Limestone)(3)铁矿粉铁矿粉(Hematite)和钛铁矿粉和钛铁矿粉(Ilmenite)(4)方铅矿粉方铅矿粉(Galena)钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章第一节 钻井液配浆原材料 BBBmVVVV112BmVV11222112BBVV2加重材料用量的计算加重材料用量的计算 以重晶石为例，对于某一给定的钻井液体系，确定加重材料用量的方法。加重前、后的体积关系可用下式表示：式中，V1、V2、VB：分别表示加重前、加重后的钻井液体积和

4、重晶石的体积，mB，B为重晶石的质量和密度。与此同时，钻井液在加重前、后的质量关系其中：l和2分别为加重前、后的钻井液密度。由式(2)，mB2V2-lVl，将其代人式(1)可得到V2的计算求出V2后，重晶石用量可由下式求得： mB=(V2-V1) B （1） 然而有时因受现场泥浆池容积的限制，加重前必须排掉一部分然而有时因受现场泥浆池容积的限制，加重前必须排掉一部分钻井液，或者希望在加重之前先排掉一部分不加重钻井液，这样就钻井液，或者希望在加重之前先排掉一部分不加重钻井液，这样就不会造成加重剂的浪费，这种情况下，首先根据加重后可以容纳的不会造成加重剂的浪费，这种情况下，首先根据加重后可以容纳的

5、体积体积V2，用下式求出应保留的原浆的体积：，用下式求出应保留的原浆的体积：1221BBVV然后仍用式然后仍用式(1)求出重晶石的用量。求出重晶石的用量。 （2） 如：用重晶石（如：用重晶石（B=4.2g/cm3）把）把200 m3钻井液由密度钻井液由密度1=1.10g/cm3加加重到重到2=1.50g/cm3，并且每，并且每100kg重晶石需同时加入重晶石需同时加入9L水以防止钻井液过水以防止钻井液过度增稠，试求：度增稠，试求：若最终体积无限制，需加入重晶石多少吨？若最终体积无限制，需加入重晶石多少吨？若最终体积为若最终体积为200 m3，需加入重晶石多少吨，放掉钻井液多少方？，需加入重晶石

6、多少吨，放掉钻井液多少方？ 最终体积无限制，需加入重晶石最终体积无限制，需加入重晶石133.8吨。最终体积为吨。最终体积为200 m3，需加入，需加入重晶石重晶石110吨，放掉钻井液吨，放掉钻井液36方。方。 钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章第一节第一节 配浆原材料配浆原材料三、配浆水和油三、配浆水和油 在水基钻井液中，水是分散介质在水基钻井液中，水是分散介质，大多数处理剂均通过溶解于水而发，大多数处理剂均通过溶解于水而发挥作用；在挥作用；在泡沫钻井液中水也是作为连续相泡沫钻井液中水也是作为连续相，空气在起泡剂和稳泡剂的作，空气在起泡剂和稳泡剂的作用下分散在水中；在用

7、下分散在水中；在油包水乳化钻井液中，水是分散相油包水乳化钻井液中，水是分散相，往往水中又含有，往往水中又含有一定量的无机盐，如氯化钠和氯化钙等；一定量的无机盐，如氯化钠和氯化钙等；在雾流体中，是作为分散相在雾流体中，是作为分散相，成，成小颗粒状分散于气中。小颗粒状分散于气中。 实践证明，实践证明，钻井液性能与配浆水的性质密切相关钻井液性能与配浆水的性质密切相关。多数情况下，为节。多数情况下，为节约成本，都是就地取材，但是地区不同水质相差很大，水中的各种杂质、约成本，都是就地取材，但是地区不同水质相差很大，水中的各种杂质、无机盐类、细菌和气体等对钻井液的性能有很大影响。无机盐类、细菌和气体等对钻

8、井液的性能有很大影响。 O返回第二节第二节 无机处理剂无机处理剂一、常用的无机处理剂一、常用的无机处理剂 1纯碱纯碱 2烧碱烧碱 3石灰石灰 4、石膏、石膏 5. 氯化钙氯化钙 6氯化钠氯化钠 7氯化钾氯化钾 8硅酸钠硅酸钠 9混合金属层状氢氧化物混合金属层状氢氧化物2CaCl石膏石灰分类： Ca2+第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章O返回第二节第二节 无机处理剂无机处理剂二、无机处理剂在钻井液中的作用机理二、无机处理剂在钻井液中的作用机理 无机处理剂都是水溶性的无机碱类和盐类无机处理剂都是水溶性的无机碱类和盐类，其中多数可提供阳离子和阴，其中

9、多数可提供阳离子和阴离子，也有一些与水形成胶体或生成络合物。它们在钻井液中的作用机理可离子，也有一些与水形成胶体或生成络合物。它们在钻井液中的作用机理可归纳为以下方面：归纳为以下方面：1离子交换吸附离子交换吸附 5与有机处理剂生成可溶性盐与有机处理剂生成可溶性盐2调控钻井液的调控钻井液的pH值值3沉淀作用沉淀作用4络合作用络合作用6抑制溶解的作用抑制溶解的作用第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章O返回第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 一、降粘剂一、降粘剂 降粘剂又称为解絮凝剂和稀释剂。钻井液降粘剂的种类很多。根降粘剂又称为解絮凝剂和稀释剂。钻井

10、液降粘剂的种类很多。根据其作用机理的不同，据其作用机理的不同，可分为两种类型，即分散型稀释剂和聚合物型可分为两种类型，即分散型稀释剂和聚合物型稀释剂稀释剂。在分散型稀释剂中主要有丹宁类和木质素磺酸盐类，聚合物。在分散型稀释剂中主要有丹宁类和木质素磺酸盐类，聚合物型稀释剂主要包括共聚型聚合物降粘剂和低分子聚合物降粘剂等。型稀释剂主要包括共聚型聚合物降粘剂和低分子聚合物降粘剂等。1、单宁类、单宁类 单宁酸钠、磺甲基单宁单宁酸钠、磺甲基单宁第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 稀释机理稀释机理 单宁酸钠苯环上相邻的单宁

11、酸钠苯环上相邻的双酚羟基可通过配位键吸附在粘土颗粒断键边双酚羟基可通过配位键吸附在粘土颗粒断键边缘的缘的Al3+处，拆散结构处，拆散结构；而剩余的；而剩余的-ONa和和-COONa均为水化基团，它们又均为水化基团，它们又能给粘土颗粒带来较多的负电荷和水化层，能给粘土颗粒带来较多的负电荷和水化层，使粘土颗粒端面处的双电层斥使粘土颗粒端面处的双电层斥力和水化膜厚度增加力和水化膜厚度增加，从而拆散和削弱了粘土颗粒间通过端，从而拆散和削弱了粘土颗粒间通过端面和端面和端端端连接而形成的网架结构，使粘度和切力下降。连接而形成的网架结构，使粘度和切力下降。 第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻

12、井液工艺原理电子教案 第二章第二章第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 作用机理作用机理：X40系列处理剂的之所以具有较强的稀释作用，主系列处理剂的之所以具有较强的稀释作用，主要是由其要是由其线型结构、低相对分子质量及强阴离子基团所决定线型结构、低相对分子质量及强阴离子基团所决定的。一方面，的。一方面，由于其由于其分子量低，可通过氢键优先吸附在粘土颗粒上分子量低，可通过氢键优先吸附在粘土颗粒上，从而顶替掉原已，从而顶替掉原已吸附在粘土颗粒上的高分子聚合物，从而拆散了由高聚物与粘土颗粒之吸附在粘土颗粒上的高分子聚合物，从而拆散了由高聚物与粘土颗粒之间形成的间形成的“桥接网架结构桥接网架结构”；另一

13、方面，；另一方面，低分子量的降粘剂可与高分子低分子量的降粘剂可与高分子主体聚合物发生分子间的交联作用，阻碍了聚合物与粘土之间网架结构主体聚合物发生分子间的交联作用，阻碍了聚合物与粘土之间网架结构的形成的形成，从而达到降低粘度和切力的目的。但若其聚合度过大，相对分，从而达到降低粘度和切力的目的。但若其聚合度过大，相对分子质量过高，反而会使粘度、切力增加。子质量过高，反而会使粘度、切力增加。 2X-40系列降粘剂系列降粘剂第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 降滤失剂又称为滤失控制剂、降失水剂。在钻井过程中，钻井液的

14、降滤失剂又称为滤失控制剂、降失水剂。在钻井过程中，钻井液的滤液侵入地层会引起泥页岩水化膨胀，严重时导致井壁不稳定和各种井滤液侵入地层会引起泥页岩水化膨胀，严重时导致井壁不稳定和各种井下复杂情况，钻遇产层时还会造成油气层损害。下复杂情况，钻遇产层时还会造成油气层损害。加入降滤失剂的目的，加入降滤失剂的目的，就是要通过在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密的滤饼，尽可能降就是要通过在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密的滤饼，尽可能降低钻井液的滤失量低钻井液的滤失量。降滤失剂是钻井液处理剂的重要剂种，根据其来源降滤失剂是钻井液处理剂的重要剂种，根据其来源主要分为纤维素类、腐植酸类、丙烯酸类、淀粉类和树

15、脂类等主要分为纤维素类、腐植酸类、丙烯酸类、淀粉类和树脂类等。由于其。由于其品种繁多，下面仅选择每一类中具有代表性的产品进行介绍。品种繁多，下面仅选择每一类中具有代表性的产品进行介绍。二、降滤失剂二、降滤失剂第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 (1)腐植酸的来源及基本组成腐植酸的来源及基本组成 1腐植酸类腐植酸类 (2)腐植酸的主要性质腐植酸的主要性质 腐植酸虽难溶于水，其腐植酸虽难溶于水，其水溶液仍呈弱酸性水溶液仍呈弱酸性。褐煤与烧碱的反。褐煤与烧碱的反应生成的腐植酸钠易溶于水。应生成的腐植酸钠易溶于水。热稳

16、定性很强热稳定性很强。不抗盐不抗钙不抗盐不抗钙。 第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 褐煤碱液褐煤碱液 (3)常用的腐植酸类降滤失剂常用的腐植酸类降滤失剂硝基腐植酸钠硝基腐植酸钠铬腐植酸铬腐植酸磺甲基褐煤磺甲基褐煤（4）生产工艺）生产工艺第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章O返回第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 2纤维素类纤维素类 纤维素是由纤

17、维素是由许多环式葡萄糖单元构成的长链状高分子化合物许多环式葡萄糖单元构成的长链状高分子化合物，以，以纤维素为原料可以制得一系列钻井液降滤失剂，其中使用最多的是纤维素为原料可以制得一系列钻井液降滤失剂，其中使用最多的是钠钠羧甲基纤维素羧甲基纤维素简称简称CMC和和羟乙基纤维素羟乙基纤维素，简称，简称HEC。 (1)钠羧甲基纤维素钠羧甲基纤维素 降滤失机理降滤失机理a. 吸附作用吸附作用b. 提粘和堵塞作用提粘和堵塞作用（2）羟乙基纤维素）羟乙基纤维素(HEC) 在纤维素分子链上引入羟乙基，增加水溶性，降滤失机理与钠在纤维素分子链上引入羟乙基，增加水溶性，降滤失机理与钠羧甲基纤维素类似。羧甲基纤维

18、素类似。第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章O返回第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 3丙烯酸类聚合物丙烯酸类聚合物 丙烯酸类聚合物是低固相聚合物钻井液的主要处理剂类型之一丙烯酸类聚合物是低固相聚合物钻井液的主要处理剂类型之一。制备。制备这类聚合物的主要原料有丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯磺酸等。根据这类聚合物的主要原料有丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯磺酸等。根据所引入官能团、相对分子质量、水解度和所生成盐类的不同，可合成一系所

19、引入官能团、相对分子质量、水解度和所生成盐类的不同，可合成一系列钻井液处理剂。这里仅介绍较常用的降滤失剂水解聚丙烯腈及其盐类、列钻井液处理剂。这里仅介绍较常用的降滤失剂水解聚丙烯腈及其盐类、PAC系列产品和丙烯酸盐系列产品和丙烯酸盐SK系列产品。系列产品。 (1)水解聚丙烯腈水解聚丙烯腈 聚丙烯腈是制造腈纶聚丙烯腈是制造腈纶(人造羊毛人造羊毛)的合成纤维材料，目前用的合成纤维材料，目前用于钻井液的主要是腈纶废丝经碱水解后的产物，外观为白色粉于钻井液的主要是腈纶废丝经碱水解后的产物，外观为白色粉末，代号为末，代号为HPAN。聚丙烯腈是一种由丙烯腈合成的高分子聚聚丙烯腈是一种由丙烯腈合成的高分子聚

20、合物合物。 第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 (2)PAC系列产品系列产品 PAC系列产品是指系列产品是指各种复合离子型的聚丙烯酸盐聚合物各种复合离子型的聚丙烯酸盐聚合物(PAC)，实际，实际上是上是具有不同取代基的乙烯基单体及其盐类的共聚物具有不同取代基的乙烯基单体及其盐类的共聚物，通过在高分子，通过在高分子链节上引入不同含量的链节上引入不同含量的羧基、羧钠基、羧胺基、酰胺基、磺酸基和羟羧基、羧钠基、羧胺基、酰胺基、磺酸基和羟基基等共聚而成。该系列产品主要用于聚合物钻井液体系。等共聚而成。该系列产品主要用于

21、聚合物钻井液体系。由于各种官由于各种官能团的协同作用，在各种复杂地层和不同的矿化度、温度条件下均能能团的协同作用，在各种复杂地层和不同的矿化度、温度条件下均能发挥其作用发挥其作用。只要调整好聚合物分子链节中各官能团的种类、数量、。只要调整好聚合物分子链节中各官能团的种类、数量、比例、聚合度及分子构型，就可设计和研制出一系列的处理剂，可以比例、聚合度及分子构型，就可设计和研制出一系列的处理剂，可以满足增粘、降粘或降滤失要求，目前应用较多的是满足增粘、降粘或降滤失要求，目前应用较多的是PAC-141、PAC-l42和和PAC-l43等三种产品。等三种产品。第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电

22、子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 (3)丙烯酸盐丙烯酸盐SK系列产品系列产品 该系列产品为该系列产品为丙烯酸盐的多元共聚物丙烯酸盐的多元共聚物。其外观为白色粉末，易溶于。其外观为白色粉末，易溶于水，溶液呈碱性。主要用做水，溶液呈碱性。主要用做聚合物钻井液的降滤失剂聚合物钻井液的降滤失剂。但不同型号的产。但不同型号的产品在性能上有所区别。例如，品在性能上有所区别。例如，SK-1可用于无固相完井液和低固相钻井液，可用于无固相完井液和低固相钻井液，在配合用在配合用NaCl、CaCl2等无机盐加重的过程中，主要起降滤失和增粘的等无机盐加重的过程中，主要起降滤

23、失和增粘的作用。作用。 SK-2是一种具有是一种具有较强的抗盐、抗钙能力，不增粘较强的抗盐、抗钙能力，不增粘的降滤失剂。的降滤失剂。SK-3主要用在当聚合物钻井液受到无机盐污染后，作为主要用在当聚合物钻井液受到无机盐污染后，作为降粘剂降粘剂，同时可改善钻井液的热稳定性，同时可改善钻井液的热稳定性，降低高温高压滤失量降低高温高压滤失量。第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章O返回返回第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 4树脂类树脂类以酚醛树脂为主体，经磺化或引入其它官能团而制得。以酚醛树脂为主体，经磺化或引入其它官能团而制得。 (1)磺甲基酚醛树脂磺

24、甲基酚醛树脂磺甲基酚醛树脂磺甲基酚醛树脂(SMP-I，SMP-II)是一种抗高温降滤失剂。是一种抗高温降滤失剂。合成：合成： 其合成路线是先在其合成路线是先在酸性条件酸性条件(pH3-4)下使甲醛与苯酚反应，生成线型酚醛下使甲醛与苯酚反应，生成线型酚醛树脂；再在碱性条件下加入磺甲基化试剂进行分步磺化；通过适当控制反应条树脂；再在碱性条件下加入磺甲基化试剂进行分步磺化；通过适当控制反应条件，可得到磺化度较高和相对分子质量较大的产品。件，可得到磺化度较高和相对分子质量较大的产品。 它的另一种合成路线是：将苯酚、甲醛、亚硫酸钠和亚硫酸氢钠一次投料，它的另一种合成路线是：将苯酚、甲醛、亚硫酸钠和亚硫酸

25、氢钠一次投料，在碱催化条件下，缩合和磺化反应同时进行在碱催化条件下，缩合和磺化反应同时进行，最后生成磺甲基酚醛树脂。，最后生成磺甲基酚醛树脂。 (2)磺化木质素磺甲基酚醛树脂缩合物磺化木质素磺甲基酚醛树脂缩合物(SLSP) 该产品是该产品是磺化木质素与磺甲基酚醛树脂的缩合物磺化木质素与磺甲基酚醛树脂的缩合物，代号，代号为为SLSP。 SLSP与磺甲基酚醛树脂有相似的优良性能，但在原来与磺甲基酚醛树脂有相似的优良性能，但在原来树脂的基础上引人了一部分磺化木质素。所以树脂的基础上引人了一部分磺化木质素。所以SLSP在降低在降低钻井液滤失量的同时，还有优良的稀释特性。钻井液滤失量的同时，还有优良的稀

26、释特性。缺点是在钻井液中比较容易起泡，必要时需配合加入消泡剂。缺点是在钻井液中比较容易起泡，必要时需配合加入消泡剂。 (3)磺化褐煤树脂磺化褐煤树脂 SPNH第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章O返回返回第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 5淀粉类淀粉类 淀粉淀粉(Starch)的结构与纤维素相似，属于碳水化合物，是最早使用的结构与纤维素相似，属于碳水化合物，是最早使用的钻井液降滤失剂之一。的钻井液降滤失剂之一。 在某些钻井液中，加入淀粉在某些钻井液中，加入淀粉不仅可以降低滤失量，而且还有助于提高不仅可以降低滤失量，而且还有助于提高钻井液中粘土颗

27、粒的聚结稳定性钻井液中粘土颗粒的聚结稳定性。淀粉。淀粉在淡水、海水和饱和盐水钻井液中在淡水、海水和饱和盐水钻井液中均可使用均可使用。淀粉的。淀粉的降滤失机理降滤失机理一方面是它一方面是它吸收水分，减少了钻井液中的自吸收水分，减少了钻井液中的自由水由水；另一方面是形成的囊状物可进入泥饼的细缝中，从而堵塞水的通路，；另一方面是形成的囊状物可进入泥饼的细缝中，从而堵塞水的通路，进一步进一步降低了泥饼的渗透性降低了泥饼的渗透性。第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章O返回第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 三、增粘剂三、增粘剂 增粘剂除了起增粘作用外，还往

28、往兼作增粘剂除了起增粘作用外，还往往兼作页岩抑制页岩抑制剂剂(包被剂包被剂)、降滤降滤失失剂及剂及流型改进流型改进剂。因此，使用增粘剂常常有利于改善钻井液的流变性，剂。因此，使用增粘剂常常有利于改善钻井液的流变性，也有利于井壁稳定。增粘剂种类很多。也有利于井壁稳定。增粘剂种类很多。1XC生物聚合物生物聚合物 XC生物聚合物又称做黄原胶黄原胶，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，相对分子质量可高达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(0.20.3)即可产生较高的粘度，并兼有降滤失作用。它的

29、另一显著特点是具有优良的剪切稀释性能，能够有效地改进流型(即增大动塑比，降低n值)。用它处理的钻井液在高剪切速率高剪切速率下的极限粘度很低，有利于提高机械钻速下的极限粘度很低，有利于提高机械钻速；而在环形空间的低剪切速率下又具有较高的粘度，并有利于形成平板形层流，使钻井液携钻井液携带岩屑的能力明显增强带岩屑的能力明显增强。2羟乙基纤维素羟乙基纤维素 羟乙基纤维素羟乙基纤维素(代号代号HEC)是一种水溶性的是一种水溶性的纤维素衍生物纤维素衍生物。外观。外观为白色或浅黄色固体粉末。它无嗅、无味、无毒，溶于水后形成为白色或浅黄色固体粉末。它无嗅、无味、无毒，溶于水后形成粘稠的胶状液。粘稠的胶状液。

30、该处理剂是该处理剂是由纤维素和环氧乙烷经羟乙基化制成的产品由纤维素和环氧乙烷经羟乙基化制成的产品，主要，主要在聚合物钻井液中起在聚合物钻井液中起增粘作用增粘作用。其显著特点是在增粘的同时不增加。其显著特点是在增粘的同时不增加切力，切力，因此在钻井液切力过高致使开泵困难时常被选用因此在钻井液切力过高致使开泵困难时常被选用。增粘程度。增粘程度一般与时间、温度和含盐量有关，抗温能力可达一般与时间、温度和含盐量有关，抗温能力可达107121。第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章O返回第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 四、页岩抑制剂四、页岩抑制剂 概括地

31、讲，处理剂在钻井液中所起的作用主要有两个：概括地讲，处理剂在钻井液中所起的作用主要有两个：一是维持钻一是维持钻井液性能稳定井液性能稳定，二是，二是保持井壁稳定保持井壁稳定。凡是能有效地抑制页岩水化膨胀和分凡是能有效地抑制页岩水化膨胀和分散，主要起稳定井壁作用的处理剂均可称做页岩抑制剂，又称防塌剂散，主要起稳定井壁作用的处理剂均可称做页岩抑制剂，又称防塌剂。本。本节简要介绍几种重要的有机防塌剂。节简要介绍几种重要的有机防塌剂。 1、沥青类、沥青类 (1)氧化沥青氧化沥青 氧化沥青为黑色均匀分散的粉末，难溶于水，多数产品的软化氧化沥青为黑色均匀分散的粉末，难溶于水，多数产品的软化点为点为15016

32、0，细度为通过，细度为通过60目筛的部分占目筛的部分占85。主要在。主要在水基钻水基钻井液中用做页岩抑制剂，并兼有润滑作用井液中用做页岩抑制剂，并兼有润滑作用，一般加量为，一般加量为l2。此外，还可分散在此外，还可分散在油基钻井液中起增粘和降滤失作用油基钻井液中起增粘和降滤失作用。 (2)磺化沥青磺化沥青 磺化沥青的磺化沥青的防塌机理防塌机理是：磺化沥青中由于含有磺酸基，水化作是：磺化沥青中由于含有磺酸基，水化作用很强，当用很强，当吸附在页岩晶层断面上吸附在页岩晶层断面上时，可时，可阻止页岩颗粒的水化分散阻止页岩颗粒的水化分散；同时同时不溶于水的部分又能起到填充孔喉和裂缝的封堵作用，并可覆不溶

33、于水的部分又能起到填充孔喉和裂缝的封堵作用，并可覆盖在页岩表面，改善泥饼质量盖在页岩表面，改善泥饼质量。但随着温度的升高，磺化沥青的封。但随着温度的升高，磺化沥青的封堵能力会有所下降。磺化沥青还在钻井液中堵能力会有所下降。磺化沥青还在钻井液中起润滑和降低高温高压起润滑和降低高温高压滤失量的作用滤失量的作用，是一种多功能的有机处理剂。，是一种多功能的有机处理剂。 (3)天然沥青和改性沥青天然沥青和改性沥青 2钾盐腐植酸类钾盐腐植酸类(1)腐植酸钾腐植酸钾 腐植酸钾腐植酸钾(KHm)是以褐煤为原料，用是以褐煤为原料，用KOH提取而制得的产品。提取而制得的产品。外观为黑褐色粉末，易溶于水，水溶液的外

34、观为黑褐色粉末，易溶于水，水溶液的pH值为值为9l0。主要。主要用做用做淡水钻井液的页岩抑制剂，并兼有降粘和降滤失作用淡水钻井液的页岩抑制剂，并兼有降粘和降滤失作用。抗温能力。抗温能力为为180。 (2)硝基腐植酸钾硝基腐植酸钾 (3)K21 防塌剂防塌剂K21是是硝基腐植酸钾、特种树脂、三羟乙基酚和硝基腐植酸钾、特种树脂、三羟乙基酚和磺化石蜡等的复配产品磺化石蜡等的复配产品。为黑色粉末，易溶于水，水溶液呈。为黑色粉末，易溶于水，水溶液呈碱性。是一种常用的页岩抑制剂，具有较强的碱性。是一种常用的页岩抑制剂，具有较强的抑制页岩水化抑制页岩水化的作用，并能的作用，并能降粘和降低滤失量，抗温可达降粘

35、和降低滤失量，抗温可达180。 页岩抑制剂类产品还有许多。例如，页岩抑制剂类产品还有许多。例如，各种聚合物类和聚合醇各种聚合物类和聚合醇类有机处理剂类有机处理剂，硅酸盐类、钾盐类、铵盐类和正电胶等无机处硅酸盐类、钾盐类、铵盐类和正电胶等无机处理剂理剂都是性能优良的页岩抑制剂。都是性能优良的页岩抑制剂。第三节 粘土的水化膨胀作用钻井液工艺原理电子教案钻井液工艺原理电子教案 第二章第二章O返回返回第三节第三节 有机处理剂有机处理剂 五、絮凝剂五、絮凝剂定义：使钻井液固相颗粒聚结变大的化学剂定义：使钻井液固相颗粒聚结变大的化学剂2.分类：无机絮凝剂，有机絮凝剂分类：无机絮凝剂，有机絮凝剂有机絮凝剂，按官能团类型：非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子型有机絮凝剂，按官能团类型：非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子型 按絮凝粘土颗粒种类：完全絮凝剂和选择性絮凝