钻井液工艺学6(水基钻井液)
更新时间:2023-08-25 10:31:01 阅读量: 教育文库 文档下载
CP6 Water based Drilling Fluids 第六章 水基钻井液 艺术的大道上荆棘丛生,这也 是件好事,常人都望而却步,只有 意志坚强的人例外。 ——《雨果论文学》
§6—1 分散钻井液 一.分散钻井液的组成 1.膨润土及原浆的配制 (1)膨润土?
(2)配浆土量计算:
土 浆 水 W V原浆 土 水
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、钻井液受侵及处理泥浆受侵指钻井过程中,地层中的物质进入泥浆 使其性能变坏的现象 侵污可分为三类型 可溶性盐(岩盐、石膏) 地层粘土、细砂 地层流体(油、气、水)
(一)钙侵1.污染源(1)钻遇石膏层 CaSO4 Ca2++SO42(2)钻水泥塞 水泥凝固后产生Ca(OH)2 Ca(OH)2 Ca2++2OH这两种情况在泥浆中可提供500~700ppm 的Ca2+。
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???6.防止水泥侵 (1)用清水钻水泥塞 (2)进行预处理
(二)盐侵及盐水侵(1)性能变化前期:NaCl<1% 性能变化不大 中期:NaCl=3% 粘切达到最大值、失水↑ 后期:NaCl>3% 粘切↓、失水↑
(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 (一)密度的调节1.泥浆密度的要求 平衡地层压力、不喷、不漏 2.提密度 (1)加重剂用量 根据物料平衡:V重 重 1V1 (V重 V1) 2每方泥浆加重剂所需加重剂用量 G
2 1 V重 V1 重 2
重V重V1
2 1 重 吨 方 重 2
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。比重 <1.30
搬含
<2.0
1.31~1.60 1.61~2.00 2.01~2.30 <1.8 <1.6 <1.4
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 一、粘土的分散状态与泥浆性能适当絮凝的 粗分散状态, 有适当的粘 度、切力和 失水,满足 钻井工艺要 求。
二、配制原理 利用钙的絮凝作用和分散剂的分散作用相互 制约,使粘土处于适度絮凝状态,来维持泥 浆性能。 当Ca2+作用强时,絮凝程度增加,分散剂作 用强时,絮凝程度降低。 通过调节Ca2+ 和分散剂的量,调节粘土颗粒 的絮凝程度和颗粒的粗细,以得到适宜的粘 度、切力和失水,满足钻井工艺需要。 当Ca2+ 略有变化时,泥浆性能变化不大,即 处理泥浆对钙侵不敏感。
三、钙处理泥浆抗污染机理1.同离子效应泥浆中含有较高浓度的Ca2+,地层石膏的溶解受到 抑制。
2.泥浆钝化粘土颗粒基本为钙质土,Ca2+离子浓度略有变化, 粘土颗粒的状态变化不大,对泥浆性能影响小, 即表现出,泥浆对可溶盐的侵入的敏感程度降低。
3.电解质浓度高,抑制钻屑分散对泥浆性能的 影响。
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