石油化工技术专业《常用钻井液材料》Word格式文档下载.docx
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3、携砂:
配制一定数量的高比重大粘度的膨润土泥浆定期打入井内,将井内掉块、岩屑顺利携带出井外,保持井内干净。
4、配治塌泥浆:
井壁长时间浸泡发生垮塌,常规泥浆仍不能维护井壁时,就要加膨润土以提高比重、切力、粘度到达稳定井壁之目的。
5、配加重泥浆:
遇到涌水或高压油气层时,都需在泥浆中加膨润土来平衡地层压力。
6、配完井液和封闭浆:
为顺利测井,完钻时需配完钻液;
在易塌井段需配封闭浆,这些都需加膨润土。
四、影响膨润土性能的因素
1、原矿质量:
原矿石蒙脱石含量上下是影响膨润土性能最重要的因素,蒙脱石含量越高,膨润土造浆率相应地就高。
2、粒度:
粒度越细造浆率相应的就越高,反之亦然。
3、添加剂:
合理地参加分散剂,会明显改善膨润土的性能。
4、水质:
膨润土在高矿化度和酸性中水造浆率会明显降低甚至不造浆。
五、简单测试
1、造浆率:
1吨膨润土配制出胶体率95%以上的泥浆的体积。
如造浆率15立方米每吨,就是在100克水中加克膨润土搅拌30分钟倒入试管〔100毫升〕中,24小时胶体率在95%以上。
2、漏斗粘度:
用马氏漏斗测其粘度,一般不低于28秒。
3、失水量:
用ANS气压失水仪测失水量。
一般不大于
18ml/30min。
4、含砂量:
将100克膨润土加到1000克水中搅拌30分钟,再加1000克水搅拌30分钟静止30分钟。
将沉淀物上面的泥浆全倒掉,然后用水再洗两次,把最后的砂子烘干,称其重量,即膨润土含砂量,含砂量小于5%为合格品。
二加重材料
名称
指标
主要成份
分子式
密度
数目
可配最高密度
石灰石粉
碳酸钙
CaCO3
超细粉
重晶石粉
硫酸钡
BaSO4
活性重晶石粉
铁矿粉
氧化铁
Fe2O3
方铅矿粉
硫化铅
l清水加2‰的高粘堵漏剂即搅拌30分钟,其漏斗粘度为100秒以上,是纤维素增粘效果的10倍。
3、作用:
堵漏失量小于5m3/h孔隙渗漏和微裂隙漏失。
4、适应地层:
渗漏性砂岩的孔隙型漏失和页岩的裂隙性漏失。
5、所能解决的问题:
钻井液用水量大以至水费高、浆材本钱高等问题。
6、堵漏机理:
〔1〕该剂进入漏失通道后能与孔隙或裂隙岩石牢牢地粘附在一起阻止浆液继续向深处流动。
〔2〕该剂具有的高粘度使其进入漏失通道后成冻胶状态而使流速慢慢降低直至停止下来。
7、加量:
1-3‰。
〔据漏失量大小而定〕。
8、用法:
根据井内和地面浆液量算出需要量,后在接近沉淀池的循环槽口,将高粘堵漏剂慢慢撒进去,抛散速度以该剂在沉淀池内不结块为准。
9、对于大的孔隙或裂隙漏失可配以膨润土、纯碱、纤维素、锯末、水泥、膨胀堵漏王。
三、膨胀堵漏王
特点:
白色颗粒状,吸水率是自身的50-100倍,膨胀率是自身的10-15倍,吸水膨胀时间1-10分钟。
适应性:
适应于大裂隙漏失,对渗漏和小裂隙漏失无效。
堵漏原理:
进入漏层后吸水膨胀直至塞满封闭漏失通道。
用法:
1、下钻到漏层位置。
2、配5-10m3泥浆〔比重、漏斗粘度60秒、含5%惰性材料〕。
3、试泵。
4、在1分钟之内将%的堵漏王加到泥浆内。
5、随后开泵将堵漏泥浆全送到井内。
6、送替浆水。
7、快速起钻。
8、起钻2021再开泵送替浆水以洗钻杆内堵漏泥浆。
9、起钻到平安位置。
10、静候5个小时就可以正常钻进。
四、单向膨胀封闭剂
灰白色小颗粒吸水不吸油,吸水后体积增大数倍,封闭漏层孔隙或裂缝隙不再发生漏失。
适应于堵孔隙漏失和小到中等裂隙漏失。
二次采油用该剂,能明显增加原油产量。
发现井漏,立即停钻,在循环罐里〔保持10立方米原浆〕加5%的该产品。
然后用泵送入漏层,蹩压,静止2小时即可恢复正常钻进。
五、海带粉
海带经晒干粉碎成10目-2021微粒,利用其膨胀特征进行堵漏,加量为3%-6%。
六、核桃皮
核桃壳晒干粉碎成1-5毫米大小的颗粒,用来堵中到大漏层,加量5%-10%。
七、云母片
云母片主要用于中深井阻塞裂缝和孔隙性渗透性地层。
八、石棉
利用石棉纤维长且抗高温的特征,配制深井堵漏泥浆。
九、锯末
锯末价格低,加量5-10%。
十、混合堵漏剂
组成:
15%棉线头2021麦壳30%核桃皮2021籽壳15%石棉纤维,颗粒1-6毫米。
堵各种大小漏失及不同深度漏失。
加量:
3%-6%。
第十章絮凝剂包被剂
聚合物分子的—CONH2或—OH与岩屑颗粒外表的氧能以氢键形式多点吸附,十几个岩屑颗粒“桥联〞在一起,吸附了多个岩屑颗粒的长键分子,相互之间还可以通过吸附岩屑颗粒或互相缠绕“桥联〞在一起,形成絮凝团粒而沉淀,聚合物的这种作用称为絮凝作用。
聚合物分子链吸附在一个岩屑颗粒上,并将其覆盖包裹时,称为包被作用。
絮凝与包被最终都使岩屑沉淀。
一、聚丙烯酰胺
1、种类
A、阳离子聚丙烯酰胺。
B、两性离子聚丙烯酰胺。
C、非离子聚丙烯酰胺。
D、阴离子聚丙烯酰胺。
钻井液用聚丙烯酰胺主要是阴离子聚酰胺〔以上。
〔4〕堵塞渗漏,减少用水量30-50%。
2、润滑减阻
〔1〕该剂能在井壁上和钻杆上形成一层保护胶膜,变钻柱与井壁的硬性碰撞为弹性碰撞,从而降低钻杆、钻铤的磨耗,延长其使用寿命30%。
〔2〕该剂能降低井内水的外表张力,降低钻杆柱回转时与水的擦阻力,从而减少钻杆柱带动钻头破碎岩石所需要的扭矩,进而减少钻机和柴油机的负荷,减少机故率和钻杆折断次数。
〔3〕良好的流动性,降低泵压30%,增加泵排量35%,减少柴油机负荷35%,节省柴油2021
3、携带岩屑
该剂具有较高的粘度,能将钻头破碎的岩屑及时的冲离井底,同时,岩屑被及时地不断地携带到地面,井内始终保持干净,纵使钻杆、钻铤折断或脱扣,也会顺利地打捞上来,不至于小事复杂化。
〔四〕费用:
元/井。
〔五〕用法与用量:
1、二开或开始定向时一次性加一袋〔用搅拌机搅拌或用手在靠近沉淀池的循环口慢慢撒〕随后每150米加一袋。
2、定向时,由于钻杆柱不转,泵排量小时钻屑就不易上来,此时应增加用量30-50%。
3、井深过700米,再纠斜时,假设出现返屑量减少,就一次性1-2袋,将漏斗粘度提高到35秒以上。
十一增粘降滤失剂
一、羧甲基纤维素钠Na-CMC
1、作用
A、增加泥浆粘度,携带岩屑。
B、降低泥浆滤失量抑制泥页岩水化膨胀,维持井壁稳定。
2、两大指标
A、聚合度:
表示纤维素分子链的长短,和Na-CMC水溶液的粘度成正例,常用Na-CMC的聚合度在300-800之间,分子量在5-15万之间。
B、取代度:
表示纤维素三个羟基中的氢被钠羧甲基〔-CH2COONa〕取代的程度。
取代度越大,表示Na-CMC水溶性越好,抗温抗盐抗钙能力越强。
3、三个等级
A高粘:
聚合度大于700,取代度大于,在25℃时,1%水溶液的粘度大于500ml/l,抗温可达180-2021,适于深井和盐水、饱和盐水钻井液中使用,具有稳定的降粘降失水效果。
加量为%-1%,使用的
KHm是腐植酸与氢氧化钾反响生成的腐植酸钾的提取物。
商业产品为黑褐色自由流动粉末。
它在水基钻井液中作降滤失剂;
同时还有降粘效应。
通常应用于井底温度不超过12021较浅地层。
其加量为。
九、阳离子褐煤
l
表观粘度
淡水基浆
加样%
﹤
盐水基浆
本产品为淡黄色粉末,溶于水,其水溶液呈碱性,是聚丙烯腈加氢氧化钠水解的产物,用作水基钻井液的降滤失济,兼有一定降粘作用。
在淡水钻井液中,耐温可达250℃。
理化指标
工程
外观
自动流动的粉末及颗粒
纯度
≧75%
水份
≧%
残碱量
筛余量
钻井液性能指标
淡水钻井液
盐水钻浆液
基浆
滤失量ml
25
55
6~10
4~8
Na-H
≦13
≦
十三复合材料
一、广谱护壁剂
广谱护壁剂是延安朝政泥浆针对陕北石油钻井中常遇到缩径、坍塌、渗漏、岩粉造浆、浆材本钱高、施工工期长、泥浆泵胶件磨损严重以及多种泥浆处理剂配制困难历时十五年而研制开发的一种适用于陕北地层的多效能钻井液处理剂。
〔一〕主要组成成份
广谱护壁剂主要由铵盐、阳离子聚合物、小阳离子、硅酸钾、磺化褐煤树脂、正电胶以及生物聚合物XG131等无机和有机处理剂科学配制复合而成。
〔二〕适应地层
广谱护壁剂Ⅰ型适用于子长、靖边;
广谱护壁剂Ⅱ型适用于志丹、吴旗、定边、安塞、甘泉、富县等矿区,地层越复杂,使用效果越突出。
〔三〕主要性能特点
1、使用简单,一剂多能。
只需用广谱护壁剂一种,不必再添加CMC、、Na土等任何一种处理剂。
2、预防井壁缩径、坍塌效果极佳,彻底解决了泥页岩因吸水膨胀缩径导致上下钻遇阻,井壁坍塌掉块引发埋钻,岩屑排不上来,以及测井遇阻等难题。
3、岩屑在地面沉淀快。
85%的岩屑在井口2米内沉淀,另10-15%岩屑在循环和泥浆池内沉淀,没有岩屑造浆增稠恶性之困惑,没有泥饼厚发生粘钻之风险,钻井液性能始终处于稳定状态,特别适用斜井钻井。
4、中途不用换浆,防止了泥浆对周边环境的污染,保护了生态,属环保泥浆。
5、钻速高。
钻井液密度始终维持在,钻速提高1-3倍,达10-18米/小时,钻头寿命延长20210%,从而带动全井效益大幅度提高。
6、良好的润滑性和流动性,泵压降低30%,泵排量增加2021钻杆磨耗降低2021扭矩减少30%,柴油机负荷降低25%,节省柴油2021
7、泥浆泵胶件磨耗低。
钻井液中固相含量始终不超过2%,全井只需检查一次活塞。
8、井内干净〔井底无沉粉,井壁无泥饼〕。
9、微裂隙漏失自堵功能。
广谱护壁含有局部水缓溶物,通过桥接充填孔隙,封堵微裂隙。
10、对油层污染程度小
〔1〕比重小,压差小,进入油层的浆液量就少。
〔2〕泥皮薄而坚韧,失水量小,且滤液粘度大,不能渗入油层太远。
〔3〕滤液含有矿化度,能抑制油层中泥页岩水化膨胀。
〔4〕固相含量低对油层孔隙堵塞少。
11、本钱低,比普通泥浆降低20210%。
〔四〕作用机理剖析
1、NH4+、K+进入粘土矿物硅氧四面体六角环的空穴后,使上下两晶胞连结得很紧,水分子不能再进入晶胞层间,从而使蒙脱石矿物变为高岭石矿物,起到保护井壁稳定预防缩径井塌的作用。
2、含有较高的矿化度,亦即钻井液的含盐量等于或稍大于岩层液体含盐量,使得钻井液内不能向井壁页岩渗透水化。
3、钻井液滤液粘度较大,大大地阻止了钻井内的水分向井壁更深处移动。
4、阳离子聚合物、生物聚合物XC131都能极大程度地抑制泥页岩外表水化。
5、大浓度K+、Na+、Fe+3、Ca+2能压缩页岩颗粒间的双电层,使之水化膜变薄聚结沉淀。
大分子量聚合物使岩屑“桥联〞在一起絮凝沉淀。
〔五〕加量与用法
广谱护壁剂Ⅰ型加量,广谱护壁剂Ⅱ型加量%,直接参加搅拌机中搅拌〔20210〕分钟即可使用。
〔六〕价格,陕北统一销价:
广谱护壁剂Ⅰ型元/吨,广谱护壁剂Ⅱ型元/吨。
二、高粘防塌剂
〔一〕主要成份
本品为复合制剂,其组份为:
黄原胶、羟乙基纤维素、SLSl/30分钟、漏斗粘度40秒、比重、将本品按加量一次性充进去。
例如在安塞化子坪,850m进入富县组,在830m时,井内井外有钻井液50m3,按%加量就得加250Kg。
三、三磺聚合物
1、特性:
棕褐色粉末,易溶于水,水溶解呈碱性。
2、作用:
抗温可达240℃,抗盐可达5000mg/l,具有优良的降粘降失水效果,保持泥浆体系在高温情况下性能稳定。
3、适应井深:
2021m—5000m。
4、加量:
计算好井内井外泥浆总体积,然后按1%—2%一次性加到泥浆中。
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