水基钻井液配制及api失水的测定

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1、实训一水基钻井液配制及API失水的测定一、实训目的要求1、了解和掌握钻井液的配制过程及方法，学会按所需比重配制一定量的水基钻井液。2、了解测定钻井液常规性能的各种仪器的测定原理，正确掌握测定钻井液常规性能的仪器设备的使用方法。3、正确掌握API失水仪的测定。二、实训仪器及药品高速搅拌机一台、高搅杯、API失水试验仪、秒表、天平、膨润土等。三、实训内容与测定方法1、水基钻井液的配制钻井液(泥浆)的种类很多，通常分为两种基本类型：即水基钻井液和油基钻井液。油基钻井液是以柴油(或原油)作分散介

2、质，水及有机土或其他的亲油粉末物质作分散相，加乳化剂等处理剂配制而成；水基钻井液是以水为分散介质，其基本组分是粘土(搬土)、水、和化学处理剂，这类钻井液发展最早，使用最广泛。我们这里所要配制的钻井液只是其中一种最基本、最简单的水基钻井液，即般土原浆。它的配制要点是在选定粘土的基础上，加入适量纯碱或其它处理剂，以提高粘土的造浆率。纯碱的加量依粘土中钙的含量而异，可通过小型实验求得，一般不超过泥浆体积的1%。加入纯碱的目的是除去粘土中的部分钙离子，使钙质膨润土转化为钠质膨润土，从而提高它的水化分散能力，

3、使粘土颗粒分散得更细。Ca(土)＋Ｎa２CO３=Na(土)＋CaCO３。因此，原浆加纯碱一般呈现粘度增大，失水量减小；如果随着纯碱加入失水量反而增大，就说明纯碱加过量了。有的粘土只加纯碱还不行，需要加少量烧碱，其作用是把粘土中氢质土转化为钠质土。计算出配制密度为1.05的水基钻井液500ml所需膨润土重量(密度约为2.20g/cm３），用天平称取所需膨润土。其计算公式如下：——配浆所需的膨润土粉重量g；——所配钻井液的密度g/cm３；——膨润土粉的密度g/cm３；——需配制的钻井液体积ml。

4、所需水量：2、钻井液配制（配制1杯）用量筒量500ml自来水放入高搅杯，将高搅杯放于高搅器下高速搅拌（11000转/分钟），一边搅拌一边缓慢加入已称好的膨润土粉(注意防止土粉在杯底堆积)，待土粉全部加完后，继续搅拌3～5分钟，按土粉重量的2～5％称取所需的纯碱粉边搅边加入钻井液中，继续搅拌30分钟，直到钻井液的温度基本接近室温即可。注：现场一般配浆是用自来水在常温下配制，配好后需放置几天至十几天，以使土粉充分水化分散，钻井液性能稳定下来才能使用。本实验用热水配浆的目的是为了加快膨润土的水化分

5、散，配制的钻井液也应放置几天，性能才能稳定。因时间限制本实验配制的钻井液没有放置陈放。由于配制的钻井液性能受到的影响因素很多，如水温、搅拌时间长短和强度、加土和碱的速度及时间、室温高低等，所以配制的钻井液性能各组可能有所不同。2、钻井液失水量测定钻井液的滤失量分为API滤失量(静滤失量)，是指室内在一定的压差(690±35kP相当于7±0.35kg/cm2）作用30分钟，通过截面积为45.8±0.6(直径9cm)过滤面积的滤纸所渗透出来的失水量，同时，在滤纸上沉积的固相颗粒的厚度称为泥饼厚度(以m

6、m表示)；高温高压滤失量，即在1034.25KPa及150℃下测定的滤失量；动滤失量即指在一定剪切速率下测定的滤失量，滤失量均以ml表示。一般规律是，同一钻井液，滤失量越大，泥饼愈厚。我们这里用国产仿API失水仪测定钻井液的滤失量就是钻井液的静滤失量。钻井液滤失量是一种渗滤现象，它的特点是钻井液处于静止，作为渗滤介质的泥饼(另一介质是地层)的厚度是个变数，它随渗滤时间的延长而增厚。影响静滤失量因素有渗滤时间、渗滤压力、固相的数量及类型、泥饼的渗透率、滤液粘度及温度等，根据钻井液静失水基本方程，当其它

7、不因素不变时，钻井液的滤失量与渗滤时间的平方根成正比；渗滤压力(钻井液液柱压力与地层孔隙内流体压力之差)对钻井液滤失量的影响在其它条件相同的情况下，压差对钻井液的影响存在三种不同的情况：一种是随压差增加而变大；一种是不随压差而变化；另一种是压差愈大滤失量反而变小，说明泥饼具有较好的压缩性。钻井液中固相含量增加，滤失量减小，泥饼增厚。而泥饼的渗透率才是影响滤失量的主要因素，因此，控制钻井液滤失量的途径主要是降低泥饼的渗透率。泥饼的渗透率取决于构成泥饼的粘土及其它颗粒的尺寸、形状与水化程度。颗粒越小，形

8、状越呈扁平状，在压力下越易变形；水化膜越厚者，渗透性越小。由此可见，钻井液滤失量这个参数实际上反映了钻井液的胶体性质，分散的、较细的胶体粒子占了相当数量，才有可能把钻井液的滤失量控制在较小的数值之内。放空阀的工作原理(见图)：当放空阀关死时，即处于位置1，减压阀输出(A室)被密封圈堵死，气体无法进入泥浆杯内(B室)，而泥浆杯(B室)与大气(C室)相通。当放空阀退回1圈时，即处于位置2，(B室)与外界隔绝，而与泥浆杯相通，即气体由减压阀输出，经过输出管道，进入泥浆杯