无机盐在钻井液中的应用及对钻井液性能影响课件.ppt

《无机盐在钻井液中的应用及对钻井液性能影响课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、无机盐在钻井液中的应用及对钻井液性能影响硅酸盐应用及影响研究背景钙盐应用及影响其他无机盐应用及影响碳酸盐应用及影响结论目录研究背景井壁稳定问题是钻井过程中经常遇到的难题。据统计，世界石油工业每年用于处理井壁稳定事故的经费高达7亿美元。由于无机盐钻井液的抑制性能近于油基钻井液，有利于保护油气层，且成本低、无毒、无污染，具有良好性能。硅酸盐防塌机理堵塞页岩空隙和微裂缝，阻止滤液进入地层，同时减小了冲击压力2硅酸盐与粘土矿物发生反应34抑制页岩中粘土矿物膨胀和分散与其他无机盐的协同稳定井壁作用1硅酸盐应用及影响应用历程早在20世纪30年代，前苏

2、联和美国就开始研究硅酸盐钻井液，并应用在墨西哥湾地区打断已坍塌页岩底层，解决了钻井过程中卡钻等问题。20世纪60年代研究利用硅酸盐提高羟甲基纤维素钠的抗温性。稀硅酸盐钻井液开始在现场应用，取得了较好的稳定井壁效果。20世纪90年代国外石油公司基本上已将硅酸盐体系作为成熟技术使用。我国也开始对该体系进行系统研究，开发了多种复合型硅酸盐钻井液体系。硅酸盐应用及影响硅酸盐的模数和加量对钻井液的抑制性和六边形影响较大，钻井液PH和温度对其抑制性防塌性有重要影响。良好的环境保护和井壁稳定能力是硅酸盐钻井液主要的技术优势。时间证明硅酸盐钻井液既经济又

3、环保，具有封堵能力强、抑制性好、润滑性能优良等特点，能有效保护油气层。硅酸盐应用及影响结论钙处理剂种类钙盐应用及影响钙处理钻井液是以钙处理剂为主要处理剂的水基钻井液。可用的钙处理剂包括石灰，石膏和氯化钙等，它们分别称为石灰处理钻井液、石膏处理钻井液和氯化钙处理钻井液。钙处理钻井液具有抗钙侵、稳定页岩和控制钻井液中粘土分散性等特点。现场应用钙盐应用及影响2003年、2004年，塔河油田在钻进第三系、三叠系、石炭系地层时应用了高钙盐钻井液体系，钻井过程中钻井液性能稳定、滤失易于控制、流变性易于调整，起下钻顺畅，全井最大摩阻小于300kN，很少

4、出现划眼现象，三叠系和石炭系井径扩大率均小于6%，表现出很好的防塌性。再者，在配制胶液时可全部使用井场高矿化度水，仅此一项就节约淡水几千方，在塔河油田淡水紧缺地区具有重大意义。在钻遇含石膏地层时，高钙盐钻井液基本不存在钙污染问题，至钻穿含膏地层，钻井液性能保持稳定。结论钙盐应用及影响1.高钙盐钻井液体系具有极强的抑制性和防塌能力，对解决深部泥页岩地层剥蚀掉块垮塌问题有明显效果。2.高钙盐钻井液体系通过协同作用确保该体系具有较强的防塌能力。同时有机聚合物的包被絮凝作用与钙盐、钾盐、铝盐的无机封堵、固壁作用相结合，进一步提高了井壁的稳定性。3

5、.高钙盐钻井液体系性能稳定，转化、处理、维护简单易行。碳酸盐应用及影响1.随着Na2CO3的增加，pH不断增加，滤失量不断增加，表现粘度和动切力先增加后减小；随NaCl浓度的增加，pH不断减小，滤失量不断增加，表现粘度动切力先增加后减小。Na2CO3或NaCl加入量较少时，塑性粘度变化不大；加入量较大时，塑性粘度增加，但增加量不大。2.无论用Na2CO3和NaOH调pH，随pH的增加，表现粘度和动切力先增加后减小，pH=8~12，塑性粘度基本不变；pH<11时，滤失量随pH缓慢增加。碳酸盐应用及影响3.向基浆中加Na2CO3至饱和，基浆表

6、现粘度和动力粘度基本不变，塑性粘度变化不大，随Na2CO3浓度增加，基液滤失量不断增加。4.随Na2CO3浓度增加，基浆的表现粘度和动切力显示降低，然后有所增加，塑性粘度变化不大，高浓度时有所增加。5.钙侵可以导致钻井液粘度增加，而进一步钙侵会导致粘度减小。6.随CO2增加，基浆表现粘度减小，塑性粘度减小，动切力减小，但变化不大，pH减小，滤失量增加，碳酸根减小，碳酸氢根增加，用NaOH调节pH，碳酸根增加，碳酸氢根减少，基浆的其余各项性能没有恢复。其他无机盐应用及影响纯碱能通过离子交换和沉淀作用使钙质粘土变为钠质粘土Ca-粘土＋Na2C

7、O3═Na-粘土＋CaCO3↓从而有效地改善粘土的水化分散性能，因此加入适量纯碱可使新浆的失水下降，粘度、切力增大。但过量的纯碱要产生压缩双电层的聚结作用，反而使失水增大。其合适加量要通过造浆实验来确定。生石灰是CaO，吸水后变成熟石灰Ca(OH)2，在水中的溶解度不大(常温下约为0.16%)且随温度升高而降低。石灰可提供Ca2+，控制粘土的水化分散能力使之保持适度的粗分散，配合降粘剂和降失水剂进行钙化处理，可得性能比较稳定、对可溶盐侵污不敏感、对泥页岩防塌性能较好的钙处理泥浆。但石灰泥浆在高温情况下可能产生固化，因此超深井慎用。石灰还可

8、配制石灰乳堵漏剂封堵漏层。其他无机盐应用及影响水玻璃加入泥浆，可以部分水解生成胶态沉淀：Na2O•XSiO2+(Y+1)H2OXSiO2•YH2O↓+2NaOH可使部分粘土颗粒(或粉砂等)聚沉