钻井化学——钻井液化学ppt课件.ppt

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1、第一篇钻井化学第二章钻井液化学第一节钻井液的功能与组成第二章钻井液化学指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体；钻井液（drillingfluid)又称做泥浆(Mud)。钻井液的定义:泥浆泵泥浆罐地面高压管汇立管水龙带水龙头方钻杆钻杆钻铤钻头钻柱与井壁形成的环形空间从井口返出，流经固控设备进行处理一、钻井液的循环第一节钻井液的功能与组成一、钻井液的循环第一节钻井液的功能与组成二、钻井液的功能第一节钻井液的功能与组成2.携带岩屑1.冲洗井底3.平衡地层压力5.稳定井壁4.冷却与润滑钻头钻具6.悬浮岩屑和固

2、体密度调整材料8.传递功率7.获取地层信息第一节钻井液的功能与组成三、钻井液的组成分散介质分散相钻井液处理剂降滤失剂增粘剂降粘剂絮凝剂……组成粘土、密度调整材料（悬浮体）油或水（乳状液）气体（泡沫）钻井液处理剂组成水、油、气体分散介质分散相钻井液处理剂第二节钻井液密度及其调整第二章钻井液化学第二节钻井液密度及其调整一、钻井液密度定义定义：单位体积钻井液的质量（用ρ表示）单位：g/cm3或t/m3第二节钻井液密度及其调整二、为什么要调整钻井液密度（1）防止喷、塌、漏钻井事故的发生（2）钻井液密度与油气层损害有关（3）钻井液

3、密度影响钻井速度三、怎样调整钻井液密度第二节钻井液密度及其调整1、调整钻井液密度原则平衡地层压力和地层构造应力2、调整钻井液密度方法（1）降低钻井液密度降低钻井液固相含量加水稀释（但有时会增加处理剂的用量和费用）混油（但会使钻井液成本增加，且影响地质录井）充气√（2）提高钻井液密度方法：加入高密度材料加重材料高密度不溶性矿物或矿石粉末高密度的可溶性盐类（流变性能较好）第二节钻井液密度及其调整表1高密度不溶性矿物或矿石名称分子式密度g/cm3酸溶性备注重晶石BaSO44.2-4.6应用最广泛加重至2.64g/cm3石灰石C

4、aCO32.7-2.9酸溶需酸化的产层铁矿粉Fe2O3·FeO4.9-5.3酸溶需酸化的产层钛铁矿粉TiO2.Fe2O3·FeO4.5-5.1酸溶需酸化的产层方铅矿PbS7.4-7.7酸溶成本高加重至3.8g/cm3第二节钻井液密度及其调整水溶性盐饱和盐水密度g/cm3KCl1.16(20℃)NaCl1.20(20℃)CaCl21.40(60℃)CaBr21.80(10℃)ZnBr22.30(40℃)表2可溶性盐类加重材料第二节钻井液密度及其调整甲酸盐：钻井液密度可控制在2.3g/cm3可溶性盐类做高密度材料所带来的问题

5、腐蚀问题盐结晶问题加缓蚀剂加盐结晶抑制剂√第二节钻井液密度及其调整第二节钻井液密度及其调整冰点海水为什么不容易结冰？盐水在高密度时温度降至一定程度析出盐,该温度称析盐温度。盐水在低密度时温度降至一定程度析出冰,该温度称盐水冰点。第二节钻井液密度及其调整盐水冰点：析盐温度：随着盐水密度增加，盐水析盐温度陡然上升。钻井液的使用温度高于该钻井液密度下的析盐温度。在钻井液中加入盐结晶抑制剂KCl在不同温度下的溶解度温度╱℃01020304050607080溶解度╱g27.631.034.037.040.042.645.548.3

6、51.1防止析盐通过离子交换转变为相应的盐,选择性地吸附在刚析出的盐晶表面,使盐晶发生畸变,不利于盐在其表面继续生长变大。为防止盐从钻井液中析出所加的物质第二节钻井液密度及其调整盐结晶抑制剂：抑制机理：第二节钻井液密度及其调整第三节钻井液酸碱性及其控制第二章钻井液化学pH值对膨润土基浆表观粘度的影响第三节钻井液酸碱性及其控制当pH值大于9时，表观粘度随pH值的升高而剧增。其原因是由于当pH值升高时，会有更多的OH－被吸附在粘土晶层的表面，进一步增强表面所带的负电性，从而在剪切作用下使粘土更容易水化分散。一、为什么要控制钻

7、井液酸碱性一般控制在8-11范围，较弱的碱性环境原因粘土具有适当的分散度可以使有机处理剂充分发挥其效能如丹宁类、褐煤类和木质素磺酸盐类处理剂等对钻具腐蚀性低可抑制体系中钙、镁盐的溶解第三节钻井液酸碱性及其控制1、碱性主要来源:钻井液中的OH-、CO32-、HCO3-2、酸碱性表示方法：pH值（pH试纸和pH计）碱度碱度的定义：用浓度为0.01mol/L的标准硫酸中和1mL样品至指示剂变色时所需标准硫酸的体积(mL)定义为碱度。第三节钻井液酸碱性及其控制测定碱度可以确定钻井液体系中未溶解的石灰Ca(OH)2的量（即储备碱度

8、）。碱度的意义：通过碱度可以判断钻井液的碱性来源，从而在调整钻井液酸碱性的同时还能针对性的有效清除体系中的有害离子。第三节钻井液酸碱性及其控制为了建立统一的标准，API选用酚酞和甲基橙两种指示剂来评价钻井液及其滤液碱性的强弱。酚酞的变色点为pH=8.3。在进行滴定的过程中，当pH值降至该值时，酚酞即由红色变无色。甲基