钻井液固相控制技术探讨与建议

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1、学兔兔www.xuetutu.com第11期．45一钻井液固相控制技术探讨与建议陈鑫，杨晓冰(川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院长庆分院，陕西西安710021)[摘要]钻井液固相控制是实现优化钻井的重要手段之一。正确、有效地进行固控可降低钻井扭矩和摩阻，减小环空抽吸的压力波动，为科学钻井提供必要的条件。钻井液固控是现场钻井液维护和管理工作中最重要的环节之一。本文就钻井液固相控制技术进行了深入的探讨，提出了自己的建议和看法。[关键词]钻井液；固相控制；机械方法；稀释法；化学絮凝法钻井液中加重剂、岩屑及黏土等固体颗粒所效快，但在加水的同时必须补充足够的处理剂，组成的体系称为固相

2、。按其作用可分为有用固相如果是加重钻井液还需补充大量的重晶石等加重和无用固相(也叫有害固相)。有用固相是指有材料，因而使钻井液成本大大提高。为了尽可能助于改善钻井液性能的固相，如膨润土、加重剂降低成本，一般遵循以下原则：(1)稀释后的钻(青石粉、重晶石及钛铁矿)等；无用固相是指井液总体积不宜过大；(2)部分旧浆的排放应在不能改善钻井液性能，甚至影响钻井液性能，危加水稀释前进行，不要边稀释边排放；(3)一次害钻井正常进行的固相。钻井液中固相含量高可性多量稀释比多次少量稀释的费用要低。导致形成厚的滤饼，容易引起压差卡钻；形成的化学絮凝法是在钻井液中加入适量的絮凝剂滤饼渗透率高，滤失

3、量大，造成储层损害和井眼(如部分水解聚丙烯配剂)，使某些细小的固体不稳定；钻头及钻柱产生严重磨损，特别是造成颗粒通过絮凝作用聚集成较大颗粒，然后用机械机械钻速降低。因此，加强钻井液固相控制十分方法排除或在沉砂池中沉除。这种方法是机械固重要。控方法的补充，两者相辅相成。目前广泛使用的1常用的钻井液固相控制方法不分散聚合物钻井液体系正是依据这种方法，使其总固相含量保持在要求的4％以下。化学絮凝方钻井液固控有各种不同的方法。首先应考还可用于清除钻井液中过量的膨润土。由于膨润虑的是机械方法，即通过合理使用振动筛、除砂土的最大粒径在51．tm左右，而离心机一般只能清器、除泥器、清洁器和离

4、心机等机械设备，利用除粒径6IJ．m以上的颗粒，因此用机械方法无法降筛分和强制沉陷原理，将钻井液中的固相按密度低钻井液中膨润土的含量。化学絮凝总是安排在和颗粒大小分离开，并根据需要决定取舍，达到钻井液通过所有固控设备之后进行。控制固相的目的。与其它方法相比，这种方法处理时间短，效果好，成本较低。这类处理方法的2化学絮凝法常用的絮凝剂主要不足是占用场地较大，处理量一般不超过2．1无机盐15m／tl，不能适应大量废浆的即时处理。现场使用的无机盐类抑制剂有Ca外、K等。除机械方法外，常用的固控方法还有稀释法Ca是通过离子交换，压缩双电层，降低电和化学絮凝法。位，使水化膜变薄，将粘土晶

5、胞层面水化分开的稀释法即可用清水或其它较稀的流体直接稀距离大大缩短，钠土在淡水中能达到120埃，在释循环系统中的钻井液，也可在泥浆池容量超过Ca作用下至多只能达到15埃，水化分散能力大限度时用清水或性能符合要求的新浆，替换出一大降低。的直径与粘土晶层间相对应的两个六定体积的高固相含量的钻井液，使总的固相含量角环的间距一致，K正好能嵌入其中，嵌入后能降低。如果用机械方法清除有害固相仍达不到要阻止水分子的进入，起到抑制分散的作用。求，便可用稀释的方法进一步降低固相含量，有●●●●●●●●●●●●●●●●．_⋯●●●●●●●●●-●●●●●●●●-●●_●⋯⋯●●●●●●●●●●●●

6、●●●●●●●●●●●‘⋯●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●时是在机械固控设备缺乏或出现故障的情况下不作者简介：陈鑫(1976一)，男，安徵肥西人，本科学历，工得不采用的这种方法。稀释法虽然操作简便，见程师，从事钻井液完井液研究工作。学兔兔www.xuetutu.com6一■技术交流石20油11和年化第工14设卷备一2．2聚合物是一种超细微单分散的多羟基混合金属氢氧化物有一类高分子聚合物对泥浆内的粘土颗粒起溶胶，颗粒大约介于15～30nm之间。当粘土颗保护作用，对劣质粘土和岩屑起絮凝聚沉作用，粒进入正电胶钻井液后，经过表面瞬时水化，即被称为选择性絮凝剂

7、。絮凝剂能使多个颗粒物质与正电胶发生吸附交换作用，生成由具有较低负产生桥联作用而发生絮凝，从而增大团块直径，电位的“正电胶复合体”(简称复合体)组便于清除。现场常用的絮凝剂有PHP、PAM、成的表面凝胶层。由于复合体内电荷密度较高，80A51等。包被剂能将粘土颗粒包裹起来，一方面使复合体内高度水化，“束缚水”固化成“晶体增加颗粒的直径，另一方面防止钻屑分散变细。水”，贮存于表面凝胶层的孔隙结构中，阻止或现场常用的包被剂有FA367等。延缓水分子向粘土矿物内层渗透水化。这个表面凝胶层虽被水化，