钻井液完井液处理剂 大全 第一卷课件

1、配合材料和处理剂、钻井液配合材料是指配合拉力赛中使用量多的基本成分，例如膨润土、水、油、重晶石矿等。 处理剂是为了改善并稳定钻井液性能而添加的化学添加剂。 处理剂是钻井液的核心成分，添加量少对钻井液性能有很大影响。 配合产品材料和处理剂之间没有严格的界限。1、PPT学习交流、钻井液处理剂的分类、第一类分类方法(按组成): 通常分为钻井液产品材料、无机处理剂、有机处理剂和界面激活剂4种。 无机处理剂可分为氯化物、硫酸盐、碱类、碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐和重铬酸盐和混层金属氢氧化合物(正电糊剂类)等。 有机处理剂有天然制品、天然改性制品、有机合成化合物。 根据其化学成分，可以分类到胡敏素类、胞里肌肉类

2、、木质素类、丹宁酸类、沥青胶类、淀粉类、聚合物类等中。2、PPT学习交流、钻井液处理剂分类、第二类分类方法(按工作用分类): 中国钻井液标准化委员会将配方材料和处理剂分类为以下16种： (1)过滤烟嘴降落剂(Filtration Reducer )； (2)增粘剂(3)乳化剂(Emulsifier )使油水乳化产生乳浊液(4)页岩抑制剂(5)摇滾乐泄漏剂(6)粘合剂比特尔、粘土类、润滑剂、加重剂、抑菌剂、有机集成驱动电路、有机溶剂、有机溶剂、有机溶剂。 (12 )防沫剂； 泡沫剂，泡沫代理，泡沫混凝剂； (15 )解卡剂(Pipe-Freeing Agent )； (16 )其他类(Other

3、s )等。 3、PPT学习交流、钻井液处理剂的分类，配制钻井液使用时，不要求这些个16种处理剂用于云同步。 有些处理剂在钻井液中对云同步有一些作用。 例如，在脱水降低剂中，有兼具增粘或减粘作用的脱水降低剂，也有混凝剂兼具增黏剂作用的脱水降低剂等。 4、PPT学习交流、海外处理剂的分类情况、海外处理剂的分类情况与我国基本相同。 根据世界石油(Oil World )挖掘、加工供水井和人孔液指南，国外挖掘供水井液处理剂的分类统计结果(参照下表)，化学处理剂的商品名数接近3000种，实际种类只有100种以上。 5、PPT学习交流、国外处理剂的分类情况6、PPT学习交流、第一节钻井液配制产品材料、膨润土

4、是水性钻井液的重要配制材料。 也有文献将膨润土定义为具有蒙脱土的物理化学性质、含有85%以上蒙脱土的黏土矿物。 要求1吨膨润土至少能够制备黏性系数为15 mPas的钻井液16 m3。 纳金属钍膨润土的成浆率一般较高，但钙元素膨润土需要加入纯碱后转换成纳金属钍膨润土来使用。 目前，我国用于制备钻井液的膨润土分为三个等级：一级为符合API标准的纳金属钍膨润土二级为改性土，改性后符合OCMA标准要求的三级为较次配浆土，仅用于性能要求不高的钻井液。 无机盐对膨润土的水分散有一定的抑制作用，所以膨润土在淡水和盐水中的成浆率不同，盐水成浆率一般较低。 将膨润土预先水合到淡水中再加入盐水，可以提高在盐水中的

5、造浆率。 7、PPT学习交流，膨润土在钻井液中的作用，(1)增加黏性系数和剪断力，提高井眼的净化能力；(2)形成低渗透度致密的泥饼，减少过滤量；(3)对于粘结不良的地层，能够改善井眼的稳定性；(4)防止供水井的泄漏。8、PPT学习交流，作为蒙脱土的两个基本结构单元，1 .硅酸四面体片有硅原子和4个氧原子，硅原子位于四面体片的中心，氧原子(或氢氧原子团)位于四面体片的顶点，硅原子和各氧原子的距离相等。2 .铝氧八面体铝氧八面体的六个顶点是氢氧原子团，铝、铁元素或镁原子位于八面体的中央。 9、PPT学习交流、蒙脱土晶体结构图像、10、PPT学习交流、黏土矿物晶体结构分类、11、PPT学习交流、一些

6、主要黏土矿物的化学组成、12、PPT学习交流、Kaolinite (高岭石)、A TWO-LAYER CLAY (一种双层黏土矿物) 不可扩展的常规粒子输送，13，蒙脱土，三层黏土矿物，三层，三层，三层，三层，三层，三层，三层，三层，三层，三层，三层，三层，三层，三层，三层，三层，三层，三层，三层在淡水中具有很强的水化能力，15，伊利石，三层黏土矿物，互补，k ion (k作为补偿络离子)，k ) 易发生非硅载体微粒输送)、17、PPT学习交流、Illite Clay (伊利石粘土)、18、PPT学习交流、Chlorite (绿泥石)、A FOUR-LAYER CLAY层的黏土矿物) magn

7、esiumhydroxidebetweenthemontmorillonite-typeunitlayers是在蒙脱土晶体层中含有Mg(OH )的2 damagesformationbyprecipitationofironifacide 为了保持电中性，粘土必然从分散媒中吸附等电量的正络离子。 被这些个粘土吸附的阳络离子被称为粘土的交换性阳络离子，因为它们将被分散媒中的其他阳络离子交换。20、PPT学习交流、黏土阳离子交换量、ph7条件下黏土可交换的正络离子总量阳离子交换量用100克黏土可交换的正络离子毫米克当量表示，符号为CEC(Cation Exchange Capacity )。 蒙脱

8、土的阳离子交换量一般为70130毫克当量/粘土100克。21、PPT学习交流、各种黏土矿物的阳离子交换量、22、PPT学习交流、粘土粒子的连接方式、23、PPT学习交流、粘土的成浆率、膨润土在淡水中逐渐分散、拉力赛的黏性系数、剪切力增加的过程称为成浆，添加主要处理剂前的预氢化膨润土的含量与阳离子交换量分别为、24、PPT学习交流、黏土的成浆率、各种黏土的成浆曲线有共同点，在表观黏性系数增加到15mpas之前，其值随黏土含量的增加而达到延展慢的15mpas左右时，其值随黏土含量的增加而显着上升。 每吨粘土的表观黏性系数为15 mPas的钻井液体积称为造浆率(Yield of Clay )，通常造

9、浆土的质量以造浆率来测定。 制备1 m3 15 mPas的钻井液需要57 kg的合十礼亚胺优质膨润土，使用低拉力赛模量粘土需要570 kg，两者的用量为110。 换算的话，1吨优质膨润土可以制备表观黏性系数为15 mPas的约16 m3的拉力赛，而1吨的低拉力赛模量粘土只能制备约1.6 m3，差异也接近10倍。 采用优质钻井液配合拉力赛，拉力赛密度仅1.031.04 g/cm3时，表观黏性系数可达1015 mPas。 另一方面，如果使用低造拉力赛模量粘土配合拉力赛，则在需要将拉力赛密度增加到1.351.40 g/cm3的情况下，外观黏性系数为相同的值。 尽量选择优质膨润土配合拉力赛，对减少体系

10、中的固相含量、提高钻孔速度具有十分重要的意义。25、PPT学习交流、典型粘土的造浆率曲线、26、PPT学习交流、调制一定密度的原浆所需的膨润土和水量的修正计算、W c=rc Vm (rm 1)/(rc 1) Vw=Vm rm W c式中、W c所需的膨润土rc膨润土密度、g/cm3； 用Vm制备原纸浆的体积，m3； rm原拉力赛密度、g/cm3； Vw需水量，m3。27、PPT学习交流、抗盐黏土矿物、海泡石、凹凸棒石和坡缕石是典型的抗盐、耐高温的黏土矿物，用于制备盐水钻井液和饱和盐水钻井液。如用抗盐粘土制备的钻井液一样形成的蛋糕质量差，过滤量大，必须并用降滤剂。 海泡石具有较强的造浆能力，其制

11、备的钻井液具有较高的热安定性和一定的酸溶解性(可溶于酸中60%左右)。 由于国内这些个抗盐黏土矿源少，在钻井液中的应用并不普遍。 在国外的应用比较多。28、PPT学习交流、有机土、膨润土用季铵盐类阳络离子界面激活剂处理的亲油膨润土。 有机土可以分散在油中形成结构，将油性钻井液作为增黏剂和减滤剂使用。29、PPT又称交流、加重材料(加重剂)、加重材料又称加重剂，是对不溶于水的惰性物质进行研磨加工制成的。 为了应对高压地层和稳定井壁，需要添加到钻井液中，以提高钻井液的密度。 加重材料应具备的条件：自密度大，磨损性小，易粉碎。 应该是惰性物质，钻井液和钻井液中的其他成分都不相互作用。 30、PPT学

12、交流，加重材料主要类型，1、重晶石矿粉以BaSO4为主要成分的天然矿石，是经机械加工制成的灰白色粉末状制品。 密度达到4.2 g/cm3，粉末细度通过200目屏幕时的筛选量为3.0% (质量)。 加权密度为2.30 g/cm3以下用于水性和油基钻井液，是最广泛的钻井液加权剂。 2 .石灰石粉的主要成分是CaCO3，密度是2.72.9 g/cm3。 适用于与酸类容易反应，非酸易感性需要氧化作业的生产层，减轻储藏层的损伤。 用于制备密度为1.34 g/cm3的钻井液。 3、铁矿粉和钛铁矿粉前者的主要成分为Fe2O3，密度为4.95.3 g/cm3。 后者的主要成分为TiO2 Fe2O3、密度为4.

13、55.1 g/cm3。 其密度大于重晶石矿，可用于制备密度更高的钻井液。 铁矿粉和钛铁矿粉都具有一定的酸可溶性，可用于氧化生产层。 由于这两种加权材料的硬度约为重晶石矿的2倍，所以耐磨保持了使用中的粒子尺寸良好，损耗率低。 但是，钻头、钻头、泵的磨损很严重。 在我国，铁矿粉是仅次于重晶石矿的钻井液加重材料。 4、方铅矿粉的主要成分是PbS的黑褐色天然矿石粉末，其密度高达7.47.7 g/cm3，可以调配超高密度钻井液，控制地层中出现的异常高压。 我国滇黔桂石油勘探局在3井采用方铅矿制备了密度为3.0g/cm3的超高密度钻井液。 31、PPT学习交流、重晶石矿使用量的修正方法，如果加权后的钻井液

14、体积无限，则重晶石矿使用量可以用下式修正：式中，V1、V2表示加权前、后的钻井液的体积，mB、rB分别是重晶石矿的质量和密度。 r1、r2分别为加权前、后的钻井液密度。32、PPT学习交流、重晶石矿使用量的修正方法、现场泥浆池容积受到限制、加重前需要排除部分泥浆时，根据加重后可容纳的体积化学基，用下式求出应保留旧浆的体积：33、PPT学习交流、常用无机处理剂、1、纯碱碳酸钠金属钍白色粉末易溶于水溶液中主要存在Na、CO32、HCO3和OH络离子，其反应式是Na2CO3=2Na CO32 CO32 H2O=HCO3 OH纯盐化学基通过络离子交换和沉淀作用将钙元素粘土变成纳金属钍粘土： Ca-粘土

15、Na2CO3Na-粘土CaCO3 其适当的加法量需要通过实验来决定。 水泥栓塞和钻井液被钙元素侵蚀时，加入适量的纯碱使Ca2沉淀于CaCO3，改善钻井液的性能。Na2CO3 Ca2 =CaCO3 2Na，34，PPT学习交流，常用无机处理剂，2，燃烧碱(NaOH )燃烧碱(Caustic Soda )氢氧化纳金属钍(Sodium Hydroxide )。 其外观为乳白色结晶，密度为22.2 g/cm3，易溶于水，溶解时释放大量热量。 溶解度随温度上升而增大，水溶液呈强碱性。 碱燃烧容易吸收空气中的水分和二氧化碳，与二氧化碳起作用生成碳酸纳金属钍，所以保管时请注意防潮盖。 主要与用于调节钻井液p

16、H值的单宁、褐煤等酸性处理剂结合使用，并分别转变成丹宁酸素金属钍、腐植酸素金属钍等有效成分。 也可用于钙元素处理钻井液中Ca2的浓度控制等。 35，PPT学习交流，常用无机处理剂，3，石灰(CaO )生石灰氧化钙元素，分子式为CaO。 吸水后变成熟石灰，即氢氧化钙元素Ca(OH)2(Calcium Hydroxide )。 CaO在水中的溶解度低，常温下为0.16，其水溶液呈碱性。 在经钙元素处理的钻井液中，石灰用于提供Ca2，在控制粘土的水合分散能力以保持适度凝聚状态的油包水乳化钻井液中，CaO将烷基苯磺酸钠等乳化剂转换为烷基苯硫酸钙元素，用于调节pH值。 36、PPT学习交流、常用无机处理剂、4、石膏(CaSO4)化学名称为硫酸钙元素(Calcium Sulfate )。 有生石膏(Gypsum，CaSO42H2O )和熟石膏(Anhydrite，CaSO4)两种。 白色粉末在常温下的溶解度低(约0.2 )，但比石灰稍大。 在经钙元素处理的钻井液中，石膏与石灰的作用基本相同，可用于提供适量