有机处理剂作用机理课件

1、12按照有机处理机添加到钻井液后所起的作用，可以分为: 降滤失剂 降粘剂 增粘剂 页岩抑制剂 流型调节剂 润滑剂 乳化剂 杀菌剂 缓蚀剂 堵漏剂 有机处理机作用机理3一、降滤失剂（抗高温降失水剂） 1、磺甲基酚醛树(SMP)结构： 磺甲基酚醛树脂由于其分子由亚甲基桥和苯环组成及C、S键构成，又由于含有强亲水基磺甲基（-CH2SO3-），且磺化度高，所以亲水性很强，受高温影响小，故热稳定性强 有机处理机作用机理4 在200220。C甚至更高温度下，不会发生明显降解。而且抗盐析能力强 分1型产品（SMP-1）和2型产品（SMP-2） SMP-1可溶于Cl-含量为10万12万mg/l或Ca2+、Mg

2、2+总含量2000mg/l的盐水中，用于淡水、盐水体系。 SMP-1与SMC复配使用降滤失作用更好。原因是与SMC复配后，SMP-1在黏土表面的吸附量可增加56倍 SMP-2用于高浓度盐水体系，加量2%3%。有机处理机作用机理52、聚阴离子纤维素（PAC-HV）聚阴离子纤维素是一种高品质水溶性纤维素衍生物。结构特点：分子链上含有羧基、醚氧基、羧基、磺酸基、基等。性质：在水溶液中解离为聚阴离子，分子链上的阴离子基团互相排斥使分子链呈伸展状态，会使液相粘度增大。抗温200。C 有机处理机作用机理7 分子量较高的聚阴离子纤维素不仅能显著减低滤失量，减薄泥饼厚度，而且对泥页岩水化有抑制作用。我国生产的

3、聚阴离子纤维素其抗盐、抗钙及增粘、降滤失作用都优于CMC。3、聚丙烯酸盐聚丙烯酸盐聚合物是具有不同取代基的乙烯基单体及其盐类的共聚物。结构特点：在其高分子链上拥有不同含量的羧基、羧钠基、羧胺基、酰胺基、腈基、磺酸基和羟基。 有机处理机作用机理8该系列产品主要用于聚合物钻井液体系的降滤失剂。由于各种官能团的协同作用，该类聚合物在各种复杂地层和不同矿化度、不同温度条件下均能发挥其作用。应用较广的有PAC141、PAC142、PAC143。PAC141降滤失的同时还兼有增粘作用，而且还能调节流型，改进钻井液的剪切稀释性，该处理剂抗温180。C，抗盐可达饱和。PAC142增粘作用小于PAC141主要用

4、于淡水、海水和饱和盐水钻井液的降滤失剂。加量0.2%-0.4% 有机处理机作用机理10有机处理机作用机理5、改性淀粉淀粉的降失水作用是由于直链淀粉易吸水膨胀，形成类似于海绵的囊状物。淀粉吸水后减少了钻井液中的自由水；另一方面囊状物会堵塞泥饼空隙降低泥饼的渗透率。11二、页岩抑制剂1、聚合醇 聚合醇JLX为低分子嵌段共聚物。是一种典型的高分子聚醚型表面活性剂，分子中聚氧乙烯基部分是亲水基，聚氧丙烯基部分是因带有甲基而具有憎水性为疏水基。性质：常温下易溶于水，但温度升高到某一温度时会形成浊状液，该温度称为浊点。温度降到浊点以下，又完全溶解。 有机处理机作用机理12 作用：有很强的抑制性与封堵作用，

5、能有效地稳定井壁。润滑性能好，在钻井液中加量3%，钻井液摩阻系数可降低80%；聚合醇能有效降低钻井液的表面张力，对油气层损害程度低，渗透率恢复值可达85%以上；聚合醇毒性很低，易生物降解，属于环境友好型。有机处理机作用机理14现场使用时，为了获得更好的稳定井壁效果，聚合醇分子不能太大，以便使其能进入泥页岩孔喉中，并且其浊点应与井底温度一致。当井壁不稳定地层处于不同深度的裸眼井段时，应选用与井壁不稳定地层温度相匹配的多种浊点的聚合醇的混合物。有机处理机作用机理152、小阳离子 小阳离子化学名称为环氧丙基三甲基氯化铵。 结构式： 作用：小阳离子是一种泥页岩抑制剂，抑制岩屑分散的效果明显高于KCl。

6、能和其它处理剂相容。有机处理机作用机理17 小阳离子作抑制剂比KCl优越之处是钻屑吸附小阳离子后表面具有一定疏水性，因此不易黏附在亲水性的钻具表面，具有明显的防泥包作用。小阳离子具有一定杀菌作用，可防止淀粉类处理剂生物降解。有机处理机作用机理183、甲酸钾（HCOOK） 甲酸钾是一种最简单的脂肪酸盐，易溶于水，甲酸钾水溶液最高密度为1.598g/cm3,可生物降解对水生动物基本无毒害,是一种环保型处理剂。与常用聚合物如XC、聚阴离子纤维素有良好的配伍性。而且能提高XC、改性淀粉的抗温能力。甲酸钾是一种页岩稳定剂机理：滤液粘度较高，增大了滤液流向页岩层内的流动阻力；钻井液在页岩表面形成一种薄膜，

7、而且滤液的活度低，从而减少滤液向页岩中渗透。 有机处理机作用机理194、MMH正电胶 正电胶从组成上讲是混合金属氢氧化物。化合物中含有各种不同的二价或三价金属。从结构上看与水镁石晶片结构类似。 有机处理机作用机理20水镁石基本结构单元是镁氧八面体，八面体中心是Mg2+，六个顶点是OH-。相邻八面体通过镁离子共用OH-构成水镁石晶层。水镁石晶片是三八面体结构，晶片本身是电中性的。MMH的晶体结构与水镁石不同之处是八面体中的Mg2+有一部分被Al3+等高价阳离子取代。因此MMH晶层表面带有正电荷。分散在水溶液后形成正电胶。正电胶可以提高钻井液的剪切稀释性，并用做页岩抑制剂。 有机处理机作用机理21

8、剪切稀释机理： 正电胶加入钻井液后，由于胶粒表面带有高密度的正电荷，对极性水分子产生极化作用，使水分子在胶粒周围形成一个稳固的水化膜，水化膜外沿显正电性。黏土胶粒和正电胶胶粒情况相反，只是水化膜外沿显负电性。两种带有强化水化膜胶粒靠近时，首先接触的是水化膜外沿，由于电性相反水化膜相吸，形成贯通的极化水链，使两种胶粒连在一起形成MMH-水-黏土复合体。有机处理机作用机理22两种胶粒之间由于有极化水链存在，不可能靠得很近只能保持一定距离。（如图）这样在体系内就会形成由正、负胶粒和极性水链构成的网状结构。有机处理机作用机理24束缚自由水机理，正电胶与黏土形成复合体时会束缚大量自由水，减弱了水向钻屑和

9、地层中渗透的趋势。 4、磺化沥青（AsphaltS）具有很强的抑制页岩水化膨胀的性能，并可形成薄而坚韧的泥饼从而使井壁稳定，商业产品有钠磺化沥青和钾磺化沥青，后者具有更强的页岩抑制作用。加1.5%3.0%5、氧化沥青(Asphalt-O)用于封赌泥页岩地层中的缝隙,形成坚韧的泥饼还可提高钻井液 和泥饼的润滑性,加量3.0%5.0% 有机处理机作用机理25降粘剂 降粘剂 1、铁铬木质素磺酸盐（FCLS）用于不同浓度盐水中抗温170180。C需控制钻井液体系PH在912.5之间,加量0.2%0.6%。因Cr6+对环境污染在使用上受到限制。 2、无铬木质素磺酸盐(CrFree-95)是木质素磺酸盐和

10、水解聚丙烯酸钙的共聚物.是海水、盐水钻井液 的有效稀释剂，抗温150oC加量0.4%0.6%,温度较高时易发泡,需用消泡剂消泡。 3、XY-27是丙烯酸共聚物，分子链上含有不同的阴离子、阳离子和非离子基团，可用于两性离子钻井液 。抗盐抗钙性较强，抗温120oC，加量0.2%0.5% 27 3、聚丙烯酰胺钾盐(KPAM)是部分水解聚丙烯酰胺-聚丙烯酸纳钾盐的共聚物除了用做增稠剂/包被剂外还可用做页岩抑制剂.常配成0.5%1%溶液使用。在钻井液 中加量(折成干粉为0.1%0.3%，抗温160180。C 4、高粘羧甲基纤维素(CMCHV)主要用于提高钻井液 粘度以提高其洗井和悬浮能力.同时还可降低滤

11、失量，加量0.2%0.5% 5、羧甲基羟乙基纤维素（CMHEC）是一种强增稠剂用于提高钻井液 粘度和无固相体系的液相粘度。在盐水钻井液 中加量0.3%0.6%增稠剂/包被剂28流型调节剂（胶凝剂） 1、正电胶（MMH）正电胶是一种混合金属氢氧化物钻井液 中加入正电胶后体系中会形成一个强度不高易被破坏的空间结构网使体系有较高的YP/PV动塑比和满意的流变参数。MMH本身抗温200。C以上。 2、XC生物聚合物（黄原胶）是黄原菌类作用于碳水化合物生成的高分子链状多糖聚合物。易溶于水。是盐水、饱和盐水钻井液的高效增粘剂，一般加量0.2-0.3%，并兼有降滤失作用。用它处理的钻井液具有优良的剪切稀释性，有利于提高钻速和携带岩屑。XC抗温可达120。C抗盐、抗钙能力也很好。为防止空气或钻井液中的细菌使其降解需与杀菌剂配合使用。是一个增稠剂也是胶凝剂，可有效提高钻井液 YP/PV动塑比。 29润滑剂润滑剂 1、烷烃化合物和 表面活性剂配制的油类液体是一种油基类润滑剂用于水基钻井液 可大幅度降低钻具的扭矩和上提拉力。 2、聚合醇类能有效提高钻井液体系的润滑性和井壁稳定性