钻井液完井液化学ppt课件.ppt

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1、第五章、钻井液原材料和处理剂本章要求掌握主要内容：1.钻井液处理剂的分类。2.降粘剂、降失水剂、絮凝剂的作用原理。3.常见降粘剂、降失水剂、絮凝剂、加重剂。4.降粘剂、降失水剂、絮凝剂的选择方法。钻井液处理剂----调配、维护和恢复钻井液工艺性能的添加剂。发展概况：五十年代仅几种：纯碱、烧碱、褐煤、栲胶等。现有几百种商品牌号，分十六大类，国内产值超过二十亿，有大量专业公司、厂家。发展方向：抗温、抗盐钙、无毒、多功能、可生物降解。第一节、钻井液处理剂的分类按照处理剂组成分类:钻井液原材料无机处理剂有机处理剂表面活性剂2.有机处理剂按来源分类:天然产品天

2、然改性产品人工合成产品有机处理剂按化学组成分类:腐植酸类、纤维素类、木质素类、丹宁酸类、沥青类、淀粉类、聚合物类等4.按照处理剂的功能分类(我国钻井液标委会分类)降粘剂Thinner增粘剂Viscosifier降失水剂FiltrationReducer絮凝剂Flocculant加重剂WeightingAgent解卡剂Pipe-FreeingAgent堵漏剂LostCirculationMaterial乳化剂Emulsifier消泡剂Defoamer润滑剂Lubricant缓蚀剂CorrosionInhibitor页岩抑制剂ShaleInhibitor

3、粘土类Clay杀菌剂Bactericide起泡剂FoamingAgent其它类Others处理剂作用机理研究内容和方法提出功能要求处理剂分子结构分析与设计处理剂在粘土颗粒上的吸附规律研究所处理的钻井液性能的变化处理剂抗温、抗盐钙能力评价，毒性、生物降解性测试。方法：分子量、基团及结构的化学和仪器分析、钻井液性能测试等。第二节无机处理剂常用产品纯碱烧碱石灰石膏氯化钙氯化钠氯化钾硅酸钠及硅酸钾重铬酸钾和重铬酸钠六偏磷酸钠混合金属层状氢氧化物无机处理剂作用原理离子交换吸附调控钻井液的pH值沉淀作用络合作用与有机处理剂生成可溶性盐抑制溶解的作用加重剂——用

4、于提高钻井液密度的物质材料。要求：密度大、耐磨损、不增粘、可酸溶。常见固体加重材料的物化性质材料名称化学成分密度g/cm3硬度酸溶性重晶石BaSO44.0~4.52.5~3.5难溶铁矿粉Fe2O34.9~5.35.5~6.5溶方铅矿PbS7.4~7.72.5~2.7溶菱铁矿FeCO33.7~3.93.5~4.0溶钛铁矿TiO2Fe2O34.5~5.15.0~6.0溶石灰石粉CaCO32.7~2.93溶磁铁矿Fe3O45.0~5.25.5~6.5溶提高液相密度的加重材料可溶性无机盐及有机盐NaCLKCLCaCL2CaBr2ZnBr2KCOOHNaCOO

5、HCsCOOHKAc等第三节、钻井液处理剂的作用原理一、降粘剂（又称解絮凝剂、稀释剂）1.钻井液稠化原因由于粘土颗粒表面与端面性质不同：带电情况不同——表面带负电，端面带正电。水化程度不同——表面水化膜厚，端面水化膜薄。Al+Si+钻井液稠化原因：当钻井液中固相含量高和外界污染改变粘土表面性质时，极易形成：端-端、端—面联结的空间片架结构，从而造成：钻井液结构粘度增加；片架结构包住大量自由水，流动阻力增加。2.降粘剂作用机理降粘剂分子通过（静电吸附、配位键吸附）吸附在粘土颗粒端面上，改变端面性质，拆散片架结构，从而降低钻井液结构粘度。具体方法为：

6、（1）使端面反号由带正电性端面转变为负电性端面。即：正负相吸负负相斥+-----------------------（2）增强端面水化膜厚度——吸附基吸附在粘土颗粒端面上，水化基给端面带来丰厚的水化层，削弱端-端、端-面连接，拆散了片架结构，同时放出自由水，使粘度降低。降粘剂作用特点主要作用于端面用量少、效果显著（因为端面少）。降失水与降粘作用有时相一致，有时不同。主要降低0、c、’，不降s。3.常见降粘剂单宁酸钠（NaT）磺甲基单宁（SMT）铁铬木质素磺酸盐(FCLS)两性离子聚合物降粘剂（XY-27）SSMA(磺化聚苯乙烯顺丁烯二

7、酸酐钠盐）铁铬木质素磺酸盐(FCLS)的使用——通常配制成碱液使用。FCLS碱液的配制FCLS:NaOH=3~5:1（FCLS+NaOH）/（FCLS+NaOH）混合碱液=1/5或1/10例题40mlFCLS碱液（3：1，1/5）中，含固体FCLS多少克？NaOH多少克？解：FCLS+NaOH总重为：1/540=8(g)FCLS重量为：3/(1+3)8=6(g)NaOH重量为：1/(1+3)=2(g)答：含FCLS重量为6g，NaOH重量为2g。4.降粘剂选择方法仪器:漏斗粘度计、旋转粘度计。评价指标：s、0、漏、’方法：钻井液+降粘剂

8、（%）测定性能评价标准：s、0漏、’二、降失水剂分析：降失水途径：提高泥饼质量（降低K）增加滤液粘度