高密度钻井液加重材料的优化控制

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1、中图分类号：TE254单位代码：11414学号：2013212543题目高密度钻井液加重材料的优化控制专业或领域石油与天然气工程研究方向油气井工程专业硕士生陈志强指导教师赵雄虎教授现场导师李丛俊高级工程师二〇一六年五月硕士学位论文独创性声明本人郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人和集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或者其它单位的学位或证书所使用过的材料，均已在论文。对本研究做出贡献的个人和

2、集体中做了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明产生的法律后果由本人承担。作者签名：日期：说导师签名：：日期硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限于：学校有权保留并向有关部门和机构送交学位论文的复印件和电子版；允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。；可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。，保密期限

3、年，解密后适用本授权书本学位论文属于保密范围＿作者签名：日期：“心令导师签名：＾Ｗ日期：Ｐ－－Ｉ摘要摘要随着油气田勘探开发不断发展，钻井作业中异常高压等地层经常出现，高或超高密度钻井液的使用越来越多。因此在高或超高密度钻井液技术中，加重材料的优选、改性与复配技术等优化控制技术对高或超高密度钻井液性能起着非常关键的作用。本文较全面地分析了在高密度钻井液下加重材料的优化与控制问题，首先重晶石粉的级配实验，分析不同粒度等级钻井液实验，找出最合适的粒度等级，其次是把三种常用的加重材料重晶石粉、铁矿粉、锰矿粉进行不同

4、比例的复配并在不同等级钻井液下，通过常规性能的测试找出每个钻井液等级适合的加重材料复配比例，并分析每个密度等级出现的问题及其原因。最后是重晶石粉的改性实验，通过以往文献调研找出两种化学试剂改性方法，改性后通过活化指数、接触角、红外光谱分析、沉降等实验找出每种方法最适合的化学试剂比例，改性后的重晶石粉再经过钻井液实验证明其改性前后的效果。最后通过实验得出300-250目：180目重晶石粒径等级在流变性和沉降稳定性和滤失量方面表现最好。在密度2.2g/cm3下重晶石：铁矿粉：锰矿粉在2:1:1时效果最好。在密度2.4g/cm3时，

5、铁矿粉：重晶石粉：锰矿粉在3:2:1时各项性能最好。此外2.4g/cm3以上时级配重晶石粉的效果差别不大。十二烷基苯磺酸钠改性的重晶石最佳比例在0.8%（重晶石干粉计）效果最好，三聚磷酸钠2%、水玻璃0.1%（重晶石干粉计）效果最好，而十二烷基苯磺酸钠改性效果好于三聚磷酸钠改性效果。关键词：重晶石的级配；加重材料优选；重晶石改性；十二烷基苯磺酸钠；三聚磷酸钠-II-ABSTRACTThehighdensitydrillingfluidoptimizationcontroltechnologyoftheweightingmate

6、rialsABSTRACTWiththeprogressofdrillingtechnology,peoplebegantoexploitthehighermoredifficultdrillingtechnologydevelopment.Underthehighdensitydrillingfluid,howtocontrolthesolidcontenttobecomeoneofthemostimportantinfluencefactors,andcontrolofsolidcontent,thatistosay,co

7、ntroltheweightingmaterials.Inthispaper,amorecomprehensiveanalysisofthecontrolprobleminhigh-densitydrillingfluidmaterials,Firstly,gradebaritepowderexperimentation,analysisofdifferentlevelsofgranularityunderdrillingfluidexperimentstoidentifythemostappropriatelevelofgr

8、anularity,Followlly,bythethreecommonlyusedweightingmaterial,baritepowderironorepowdermanganeseoxidepowderindifferentproportionsatdifferent