鉆井液基礎知識講座課件

1、鉆井液基礎知識講座1鉆井液基礎知識講座王樹永鉆井液基礎知識講座2粘土礦物和粘土膠體化學基礎粘土礦物和粘土膠體化學基礎第一部分第一部分鉆井液基礎知識講座3 （1）粘土主要是由粘土礦物(含水的鋁硅酸鹽)組成的， 除粘土礦物外，還含有不定量的非粘土礦物，如 石英、長石等。（2） 大多數(shù)粘土顆粒的粒徑小于2m，它們在水中有分散性 、帶電性、離子交換以及水化性。粘粘土土粘土粘土與鉆與鉆井的井的關系關系（ 1）粘土作為鉆井液的重要組成成分。（ 2）鉆井過程中井眼的穩(wěn)定性（3）油氣層的保護。前言前言鉆井液基礎知識講座4第一節(jié) 粘土礦物的晶體構造鉆井液基礎知識講座5一、粘土礦物的兩種基本構造單元一、粘土礦物的

2、兩種基本構造單元1、硅氧四面體與硅氧四面體晶片、硅氧四面體與硅氧四面體晶片 硅氧四面體：有一個硅原子與四個氧原子，硅原子在四面體的中心，氧原子在四面體的頂點，硅原子與各氧原子之間的距離相等，其結構見右圖上。 硅氧面體晶片：指硅氧四面體網(wǎng)絡。硅氧四面體網(wǎng)絡由硅氧四面體通過相臨的氧原子連接而成，其立體結構見右下圖。鉆井液基礎知識講座6一、粘土礦物的兩種基本構造單元一、粘土礦物的兩種基本構造單元 2、鋁氧八面體與鋁氧八面體晶片、鋁氧八面體與鋁氧八面體晶片 鋁氧八面體：六個頂點為氫氧原子團，鋁、鐵或鎂原子居于八面體中央(如右上圖所示)。 鋁氧八面體晶片：多個鋁氧八面體通過共用的o或oh連接而成的al-

3、o八面體網(wǎng)絡。鉆井液基礎知識講座7一、粘土礦物的兩種基本構造單元一、粘土礦物的兩種基本構造單元3、晶片的結合、晶片的結合晶層：四面體晶片與八面體晶片以適當?shù)姆绞浇Y合，構成晶層1：1型晶層：由一個硅氧四面體晶片與一個鋁氧八面體晶片構成。oohsi-oal-o鉆井液基礎知識講座8一、粘土礦物的兩種基本構造單元一、粘土礦物的兩種基本構造單元2：1型晶層：由兩個硅氧四面體晶片與一個鋁氧八面體晶片構成。氧原子氧原子si-oal-osi-o鉆井液基礎知識講座9一、粘土礦物的兩種基本構造單元一、粘土礦物的兩種基本構造單元c晶層間距晶層間距c：一個晶層到相臨晶層的垂直距離層間域：層間域：相鄰晶層之間的空間層間

4、物：層間物：層間域中的物質單位構造：單位構造：晶層+層間域鉆井液基礎知識講座10二、幾種常見粘土礦物的晶體構造二、幾種常見粘土礦物的晶體構造1 1、基本概念、基本概念（1 1）晶格取代：）晶格取代：在粘土礦物晶體中，一部分陽離子被另外陽離子所置換，產(chǎn)生過剩電荷的現(xiàn)象。si-o四面體：al3+取代si4+粘土帶負電荷al-o八面體： mg2+、fe2+取代al3+ 蒙脫石在不發(fā)生晶格取代時，其理想結構式為： al2si4o(oh)2.nh2o 蒙脫石的實際結構式為： (1/2ca,na)x(mgxal4-x)(si8o20)(oh)4.nh2o鉆井液基礎知識講座11二、幾種常見粘土礦物的晶體構造

5、二、幾種常見粘土礦物的晶體構造 伊利石在不發(fā)生晶格取代時，其理想結構式為： al4（si8o20）（oh）4 伊利石的實際結構式為： (k)xal4(si8-xalx)o20(oh)20 （2 2）陽離子交換容量（）陽離子交換容量（c.e.c)c.e.c) 定義：分散介質ph=9時，100g粘土所能交換下來的陽離子的毫摩爾數(shù)（以一價陽離子毫摩爾數(shù)表示）。 c.e.c是粘土的一個很重要的指標，因為它與粘土性質（如水化膨脹、分散等）密切相關。鉆井液基礎知識講座12二、幾種常見粘土礦物的晶體構造二、幾種常見粘土礦物的晶體構造（3）造漿率：）造漿率：一噸干粘土所能配制粘度（表觀粘度）為15mpa.s鉆

6、 井液的體積數(shù)，m3/t。 造漿率越高，說明粘土的水化分散能力越強。鉆井液基礎知識講座13二、幾種常見粘土礦物的晶體構造二、幾種常見粘土礦物的晶體構造2、幾種常見粘土礦物的晶體構造幾種常見粘土礦物的晶體構造（1）高嶺石高嶺石晶體結構示意圖鉆井液基礎知識講座14二、幾種常見粘土礦物的晶體構造二、幾種常見粘土礦物的晶體構造高嶺石特點高嶺石特點a、1：1型粘土礦物b、幾乎不存在晶格取代，負電量少。 c、晶層間引力以氫鍵為主，引力強，晶層間距c=7.2問題：高嶺石屬非膨脹性粘土礦物，為什么？ 高嶺石上下相臨的層面，一面為oh面，另一面為o面，而o與oh很容易形成氫鍵，層間引力較強，晶層間連接緊密，水分

7、子不易進入晶層。si-oal-ooho鉆井液基礎知識講座15二、幾種常見粘土礦物的晶體構造二、幾種常見粘土礦物的晶體構造d d、c.e.cc.e.c低（低（3-15 mmol/100g)3-15 mmol/100g)在三種常見的粘土礦物中，高嶺石的.e.c最低。原因在于高嶺石幾乎不存在晶格取代，所以帶負電荷很少，周圍吸附的陽離子數(shù)目少，可發(fā)生交換的陽離子數(shù)目就更少了，所以c.e.c小。、造漿率低、造漿率低高嶺石晶層間以氫鍵為主，引力較強，晶層間連接緊密，水分子不易進入晶層間，水化作用僅限于外表面，故水化分散能力差，造漿率低。鉆井液基礎知識講座16二、幾種常見粘土礦物的晶體構造二、幾種常見粘土礦

8、物的晶體構造蒙脫石蒙脫石蒙脫石晶體結構示意圖蒙脫石晶體結構示意圖al-osi-osi-osi-osi-oal-o鉆井液基礎知識講座17二、幾種常見粘土礦物的晶體構造二、幾種常見粘土礦物的晶體構造蒙脫石蒙脫石特點特點a、2：1型粘土礦物型粘土礦物b、存在晶格取代，、存在晶格取代，取代位置主要在al-o八面體中，即al3+被mg2+、fe2+和zn2+等取代，產(chǎn)生的負電荷由等量的na+或ca2+來平衡。 c、晶層間引力以分子間力為主、晶層間引力以分子間力為主，引力弱，晶層間距c=9.6- 40，屬膨脹型粘土礦物。為什么？ 蒙脫石上下相臨的層面皆為o面，晶層間引力以分子間力為主，層間引力較弱，水分子

9、易進入晶層。 蒙脫石由于晶格取代產(chǎn)生較多的負電荷，在它周圍必然會吸附等電量的陽離子，水化陽離子給粘土帶來厚的水化膜，使蒙脫石膨脹。鉆井液基礎知識講座18二、幾種常見粘土礦物的晶體構造二、幾種常見粘土礦物的晶體構造d、c.e.c 大（大（70-130 mmol/100g土土) 原因在于蒙脫石存在晶格取代，所以帶負電荷較多，周圍吸附的陽離子數(shù)目較多，可發(fā)生交換的陽離子數(shù)目多，所以c.e.c大。、造漿率高、造漿率高 蒙脫石上下相臨的層面皆為o面，晶層間引力以分子間力為主，層間引力較弱，水分子易進入晶層，引起蒙脫石水化膨脹。 蒙脫石由于晶格取代產(chǎn)生較多的負電荷，在它周圍必然會吸附等電量的陽離子，水化陽

10、離子給粘土帶來厚的水化膜，使蒙脫石水化膨脹。 因為蒙脫石具有很強的水化膨脹能力，造漿率高，所以它是鉆井泥漿的主要配漿材料。鉆井液基礎知識講座19二、幾種常見粘土礦物的晶體構造二、幾種常見粘土礦物的晶體構造（3）伊利石）伊利石 伊利石晶體結構示意圖伊利石晶體結構示意圖鉆井液基礎知識講座20伊利石伊利石特點特點a、2：1型粘土礦物型粘土礦物b、存在晶格取代，、存在晶格取代，取代位置主要在si-o四面體中，且取代數(shù)目比蒙脫石多，產(chǎn)生的負電荷由等量的k+來平衡。 c、晶層間引力以靜電力為主，、晶層間引力以靜電力為主，引力強，晶層間距c=10，屬非膨脹型粘土礦物。為什么？ 由于伊利石取代位置主要在si-

11、o四面體中，產(chǎn)生的負電荷離晶層表面近，與吸附的k+產(chǎn)生很強的靜電力，層間引力較強，水分子不易進入晶層； 二、幾種常見粘土礦物的晶體構造二、幾種常見粘土礦物的晶體構造al-osi-osi-osi-osi-oal-ok+鉆井液基礎知識講座21二、幾種常見粘土礦物的晶體構造二、幾種常見粘土礦物的晶體構造 k+的大小剛好嵌入相鄰晶層間的氧原子網(wǎng)格形成的空穴中，周圍有12個氧與它配伍，起到連接作用，水分子不易進入晶層；d、c.e.c 大介于高嶺石與蒙脫石之間（大介于高嶺石與蒙脫石之間（20-40mmol/100g土土) 蒙脫石由于晶格取代作用產(chǎn)生的負電荷由k+來平衡，由于蒙脫石取代位置主要在si-o四面

12、體中，產(chǎn)生的負電荷離晶層表面近，故與k+產(chǎn)生很強的靜電力， k+不易交換下來 k+的大小剛好嵌入相鄰晶層間的氧原子網(wǎng)格形成的空穴中，起到連接作用，周圍有12個氧與它配伍，因此， k+連接通常非常牢固，不易交換下來。、造漿率低、造漿率低鉆井液基礎知識講座22第二節(jié)第二節(jié) 粘土的電性粘土的電性鉆井液基礎知識講座23一、概述一、概述 從電泳現(xiàn)象得到證明，粘土顆粒在水中通常帶有負電荷。粘土的電荷是使粘 土具有一系列電化學性質的基本原因，同時對粘土的各種性質都發(fā)生影響。例 如： 1、粘土吸附陽離子的多少決定于其所帶負電荷的數(shù)量； 2、鉆井液中的無機 有機處理劑的作用； 3、鉆井液膠體的分散絮凝等性質，也

13、都受到粘土電荷的影響。 粘土晶體因環(huán)境的不同或環(huán)境的變化，可能帶有不同的電性，或者說帶有不 同的電荷。粘土晶體的電荷可分為永久負電荷可變負電荷正電荷三種。鉆井液基礎知識講座24二、電荷種類及產(chǎn)生原因二、電荷種類及產(chǎn)生原因1 1、永久負電荷、永久負電荷 定義：由于粘土在自然界形成時發(fā)生晶格取代作用所產(chǎn)生的負電荷。 這種負電荷的數(shù)量取決于晶格取帶作用的多少，而不受ph值的影響。因此，這種電荷被稱為永久負電荷。 由于不同粘土礦物晶格取代情況是不相同的，所帶的永久負電荷也不相同。幾種常見的粘土礦物單位晶胞所帶永久負電荷大致如下表所示。 粘土的永久負電荷大部分分布在粘土晶層的層面 礦物名稱 單位晶胞所帶

14、電荷數(shù) 個 高嶺石 0 蒙脫石 0.25-0.6 伊利石 0.6-1 鉆井液基礎知識講座25二、電荷種類及產(chǎn)生原因二、電荷種類及產(chǎn)生原因 2、可變負電荷、可變負電荷 定義：定義：粘所帶電荷的數(shù)量隨介質的ph值改變而改變，這種電荷叫做可變負電荷。 可變負電荷產(chǎn)生的原因大致有兩個： （1）解離：）解離：在粘土晶體端面上連接的oh基中的h在堿性或中性條件下解離，因而使粘土帶上可變負電荷 al-oh oh- al-o- + h2o (2)吸附：吸附：粘土晶體的端面上吸附了某些陰離子，如：oh-、sio3等，或吸附了有機陰離子聚電解質，如：php等。 粘土永久負電荷與可變負電荷的比例與粘土礦物的種類有關

15、，蒙脫石的永久負電荷最高，約占負電荷總和的95，伊利石約占60，高嶺石只古25o鉆井液基礎知識講座26二、電荷種類及產(chǎn)生原因二、電荷種類及產(chǎn)生原因 3、正電荷正電荷 很多研究結果證明，當粘土介質的ph值低于9時，粘土晶體端面上帶正電荷。茲遜(pathiessen)用電子顯微鏡照相觀察到高嶺石邊角上吸附了負電性金溶膠，由此證明了粘土端面上帶有正電荷。 產(chǎn)生原因：粘土中裸露在邊緣上的鋁氧八面體在酸性條件下從介質中解離出oh-所致。 al-oh h+ al+ + oh- 粘土的正電荷與負電荷的代數(shù)和即為粘土晶體的凈電荷數(shù)。由于粘土的負電荷一般多于正電荷，因此，粘土一般都帶負電荷。鉆井液基礎知識講座2

16、7三、粘土礦物帶電量及影響因素 1、常見粘土礦物帶電量 粘土帶電量通常用c.e.c表示， c.e.c越大，說明粘土所帶電荷 越多，三種常見粘土礦物的c.e.c大致如下。礦物名稱c.e.c高嶺石3-15蒙脫石70-130伊利石20-40思考題：為什么伊利石單位晶胞所帶負電荷比蒙脫石多，而c.e.c卻比蒙脫石??？鉆井液基礎知識講座28三、粘土礦物帶電量及影響因素 2 2、粘土礦物帶電量影響因素、粘土礦物帶電量影響因素 粘土陽離子交換容量大小的因素有三：粘土礦物的本性，粘土的分散度和分散介質的酸堿度。 （1）粘土礦物的本性 c.e.c實際上是粘土所帶凈負電荷的量度。 晶格取代的數(shù)量 影響粘土礦物所帶

17、凈負電荷的因素為： 晶格取代的位置 吸附陽離子類型 分散介質的ph 鉆井液基礎知識講座29三、粘土礦物帶電量及影響因素（2）粘土的分散度）粘土的分散度 對同種 粘土礦物，分散度(或比表面)越大，c.e.c越大。 特別是高嶺石，其陽離子交換主要是由于裸露的氫氧根中氫的解離產(chǎn)引起的，因而顆粒愈小，露在外面的氫氧根愈多，交換容量顯著增加，蒙脫石的陽離子交換主要是由于晶格取代所產(chǎn)生的電荷，由于裸露的氫的解離所產(chǎn)生的負電荷所占比例很小，因而受分散度的影響較小。 高嶺石c.e.c與顆粒大小的關系粒徑/m40-2010-54-21-0.50.5-0.250.25-0.10.1-0.05c.e.c2.42.6

18、3.63.83.95.49.5鉆井液基礎知識講座30三、粘土礦物帶電量及影響因素（3）ph值在粘土礦物與分散度相同的條件下，ph ，c.e.c ,原因如下：吸附oh-：溶液中oh- ，通過氫鍵吸附到粘土礦物邊緣上的oh- ，可變負電荷 ， c.e.c 。 解離：在粘土晶體端面上連接的oh基中的h在堿性或中性條件下解離，因而使粘土的可變負電荷增多。 al-oh oh- al-o- + h2o ph值和分散度 影響可變負電荷 影響c.e.c鉆井液基礎知識講座31三、粘土礦物帶電量及影響因素 常見粘土礦物帶電性區(qū)別礦物名稱帶電原因（主）電荷分布單位晶胞電荷數(shù)（個）c.e.cmmol/100g土高嶺石

19、解離邊緣很小3-15蒙脫石晶格取代al-o八面體0.25-0.670-130伊利石晶格取代si-o四面體0.6-120-40鉆井液基礎知識講座32第三節(jié) 粘土的水化膨脹作用 水化膨脹性：粘土吸水后體積增大的性質。膨脹性是衡量粘土親水性的指標。粘土親水性越強，吸水量越大，水化膨脹越厲害。 一、粘土礦物的水分一、粘土礦物的水分 粘土礦物的水分按其存在的狀態(tài)可以分為結晶水、吸附水和自由水等三種類 型。 (1)結晶水。這種水(礦物中鋁氧八面體中的oh-層)是粘土礦物晶體構造 的一部分，只有溫度高于300以上時，結晶受到破壞，這部分水才能釋放出來。 鉆井液基礎知識講座33第三節(jié) 粘土的水化膨脹作用 (2

20、)吸附水：由于分子間引力和靜電引力，具有極性的水分子可以吸附到帶 電的粘土表面上，在粘土顆粒周圍形成一層水化膜，這部分水隨粘土顆粒一起運 動，所以也稱為束縛水。 (3)自由水：這部分水存在于粘土顆粒的孔穴或孔道中，不受粘土的束縛，可以自由地運動。 二、粘土水化膨脹作用的機理二、粘土水化膨脹作用的機理 各種粘土都會吸水膨脹，只是不同的粘土礦物水化膨脹的程度不同而已。粘 土水化膨脹受三種力制約：表面水化力滲透水化力和毛細管作用。鉆井液基礎知識講座34第三節(jié) 粘土的水化膨脹作用 (1)表面水化表面水化 定義：由粘土晶體表面直接吸附水分子和通過所吸附的可交換性陽離子間接吸附水分子而導致的水化。 表面水

21、化機理 直接水化：粘土表面上的h+和oh-通過氫鍵吸附水分子 間接水化：通過所吸附的可交換性陽離子間接吸附水分子 (2)滲透水化滲透水化 定義：由于晶層間陽離子濃度大于溶液內部 的陽離子濃度，因而發(fā)生水的濃差擴散，使水進入晶層，增加晶層間距， 從而形成擴散雙電層。 作用機理：濃差擴散鉆井液基礎知識講座35第三節(jié) 粘土的水化膨脹作用擴散雙電層的形成：擴散雙電層的形成：+滑動面吸附層擴散層吸附層：固體表面緊密地連接著的部分反離子構成的這一層。 擴散層：擴散地分布到液相中的反離子構成的這一層 當顆粒運動時，吸附層隨顆粒一起運動，與擴散層分開。電動電位：從滑動面到均勻液相內的電位；其大小取決于顆粒 表

22、面電荷與吸附層內反離子電荷差。水鉆井液基礎知識講座36第三節(jié) 粘土的水化膨脹作用 三、影響粘土水化膨脹的因素三、影響粘土水化膨脹的因素 (1)因粘土晶體的部位不同，水化膜的厚度也不相同。粘土晶體所帶的負電 荷大部分都集中在層面上，于是吸附的陽離子也多。粘土的表面水化膜主要是陽 離子水化造成的。在粘土晶體的端面上帶電量較少，故水化膜薄?？傊?，粘土晶體表面的水化膜厚度是不均勻的，其層面上厚，端面上薄。 (2)粘土礦物不同，水化作用的強弱也不同。蒙脫石的陽離子交換容量高，水化最好，分散度也最高。而高嶺石陽離子交換容量低，水化差，分散度也低，顆 粒粗，是非膨脹性礦物。伊利石由于晶層間k+的特殊作用也是

23、非膨脹性礦物。 鉆井液基礎知識講座37第三節(jié) 粘土的水化膨脹作用 (3)因粘土吸附的交換性陽離子不同，其水化程度有很大差別。如鈣蒙脫石水化后其晶層間距最大僅為1710-1nm，而鈉蒙脫石水化后其晶層間距可達 17 10 -140 10 -1nm 。所以為了提高膨潤土的水化性能，一般都需使鈣蒙脫石轉變?yōu)殁c蒙脫石。鉆井液基礎知識講座38第四節(jié)第四節(jié) 粘土膠體化學基礎粘土膠體化學基礎一、基本概念一、基本概念 1.相：物理性質和化學性質都完全相同的均勻部分。體系中有兩 個 或兩個以上的相，稱為多相體系. 2. 相界面：相相與相之間的接觸面稱為相界面. 3.分散相 在多相分散體系中，被分散的物質. 4.

24、分散介質：在多相分散體系中，包圍分散相的另一相. 例如: 水基鉆井液中，粘土顆粒分散在水中，粘土為分散相，水 為分散介質.鉆井液基礎知識講座39第四節(jié)第四節(jié) 粘土膠體化學基礎粘土膠體化學基礎 5.分散度和比表面分散度和比表面 分散度d：分散程度的量度，通常用分散相顆粒平均直徑或長度 a的倒數(shù)來表示。 d=1a 比表面s比：物質分散度的另一種量度，其數(shù)值等于全部分散相 顆粒 的總面積s與總質量m(或總體積v)之比。 s比sv (m-1) s比sm (m2kg) 細分散體系：s比104m2kg；a=1nm-1um 分散體系 粗分散體系。 s比104m2kg；a=1-40um 鉆井液基礎知識講座40

25、第四節(jié)第四節(jié) 粘土膠體化學基礎粘土膠體化學基礎6. 吸附：吸附：物質在兩相界面上自動濃集(界面濃度大于內部濃度) 的現(xiàn)象。 吸附質：被吸附的物質， 吸附劑：吸附吸附質的物質。 物理吸附：范德華引力引起，一般無選擇性， 吸附熱較小，容易脫附 吸附分類 化學吸附：化學鍵力引起，具有選擇性，吸附 熱較大，不易脫附。鉆井液基礎知識講座41第四節(jié)第四節(jié) 粘土膠體化學基礎粘土膠體化學基礎 二、粘土二、粘土-水膠體分散體系的穩(wěn)定性水膠體分散體系的穩(wěn)定性1、基本概念、基本概念（1）動力穩(wěn)定性：在重力作用下，分散相粒子是否容易下沉的性質。（2）聚結穩(wěn)定性：分散相粒子是否容易自動聚結變大的性質 失去聚結穩(wěn)定性 失

26、去動力穩(wěn)定性2、動力穩(wěn)定性影響因素、動力穩(wěn)定性影響因素（1）重力影響 固體顆粒在液體介質中受到的凈重力為： f1=（4/3）r3(-0)g f1 =f（r, (-0)（2）布朗運動：當顆粒直徑5um時，就沒有布朗運動。（3）介質粘度 固體顆粒在液體介質中的下沉速度為： v =2r2(-0)g/9鉆井液基礎知識講座42第四節(jié)第四節(jié) 粘土膠體化學基礎粘土膠體化學基礎3、聚結穩(wěn)定性影響因素、聚結穩(wěn)定性影響因素 (1)粒子間作用力 引力：范德華引力，靜電引力 靜電斥力：擴散雙電層 斥力 水化膜斥力：水分子在粒子周圍定向排列 （2）聚結穩(wěn)定性影響因素 電解質濃度 壓縮擴散雙電層 電動電位 斥力 反離子價

27、數(shù) 壓縮擴散雙電層 電動電位 斥力 反離子直徑 水化半徑 越容易靠近粒子 壓縮擴散雙電層 電動電位 斥力鉆井液基礎知識講座43第二部分鉆井液處理劑 鉆井液基礎知識講座44一、稀釋劑v稀釋劑是指能解除泥漿稠化的化學劑。泥漿稠化的主要原因是泥漿中固相顆粒過多及粘土顆粒形成網(wǎng)架結構。在含有聚合物的泥漿中，聚合物長鏈分子和粘土顆粒作用，或聚合物分子間相互作用形成網(wǎng)架結構也會引起泥漿粘切增大。無機電機質的污染，使粘土顆粒水化層變薄也易形成空間網(wǎng)架結構導致泥漿增稠。 鉆井液基礎知識講座45稀釋劑的作用機理v稀釋劑的稀釋作用首先是通過試劑吸附在粘土顆粒的邊-端面上，拆散或削弱了粘土顆粒形成的網(wǎng)架結構達到稀釋

28、作用。同時，由于稀釋劑具有較強的吸附能力及與聚合物分子形成化和物等作用，可使吸附在粘土顆粒上的長鏈聚合物分子解吸，從而起到稀釋的作用。 鉆井液基礎知識講座46鐵鉻木質素磺酸鹽（fcls） v簡稱鐵鉻鹽，是有含有大量木質素磺酸鹽的亞硫酸紙漿廢液制成。由于鐵鉻鹽分子中含有磺酸基，和與木質磺酸形成了穩(wěn)定的螯合物。所以fcls是一種抗鹽、抗鈣的有效稀釋劑，其熱穩(wěn)定性高，可抗150以上的高溫。由于鐵鉻鹽具有弱酸性，因此必須配合燒堿使用才能發(fā)揮良好的稀釋作用。 鉆井液基礎知識講座47在泥漿中fcls的加量為1-2%，加量超過3%時其抑制粘土水化膨脹的作用較顯著。鐵鉻鹽泥漿泥餅磨擦系數(shù)較高，在用水中鈣，鎂含

29、量較高時易產(chǎn)生泡沫，可用少量硬脂酸鋁、甘油聚醚等消泡劑以消泡，也可用原油消泡。鐵鉻鹽稀釋效果好，抗鹽、抗高溫能力強。但使用時需要ph值較高（10），不利于井壁穩(wěn)定，且鐵鉻鹽泥漿摩阻大，易發(fā)泡，另外鐵鉻鹽含重金屬鉻,在制造和使用過程中易污染環(huán)境,對人身體有害因此被逐步淘汰。 鉆井液基礎知識講座48 水解聚丙烯腈銨鹽（nh4-npan）v簡稱銨鹽，是由人造羊毛的下腳料（腈綸廢絲）經(jīng)高溫高壓水解反應的產(chǎn)物。普通銨鹽的分子量5-11萬，水解度60%左右，降粘降失水效果隨分子量的不同而改變。分子量低降粘效果好降失水作用減弱，分子量高降粘效果減弱降失水效果增強。在銨鹽分子中腈基（-cn）和胺基（-conh

30、2）作為吸附基，通過吸附在粘土邊-端面上拆散粘土的網(wǎng)架結構。以羧銨基（-coonh4）作為水化基形成保護粘土顆粒的水化膜。 鉆井液基礎知識講座49由于有銨離子的存在，銨鹽除具有降粘、降濾失的作用外,還有抑制粘土水化膨脹的作用。銨鹽在泥漿中的加量一般為0.3%-0.7%,加量增加降失水效果增強,但粘度會略有升高。復配銨鹽是以普通水解聚丙烯腈為起始原料，與多元化的乙烯基共聚物復配而成。具有較強的抗鹽、抗鈣能力，可適用于海水、淡水及礦化度小于4%的鹽水泥漿。復配銨鹽在抑制粘土水化分散，改善泥漿流變性和抗高溫等方面也優(yōu)于普通銨鹽，加量在0.5%-1%左右。鉆井液基礎知識講座50 東營地區(qū)鉆井時銨鹽的使

31、用一般是在鉆至沙河街組地層后。因為東營組以上地層為疏松砂巖及蒙脫石含量高的泥巖，泥巖易縮徑砂巖易形成厚泥餅引起糊井壁。因此上部地層鉆進須適當打大井眼，防止井眼過小引起起下鉆不暢通。銨鹽作為一種稀釋劑具有抑制膨脹和降濾失作用，加入泥漿后能有效的保護井壁防止井徑擴大，因此不適用于上部地層鉆進使用。鉆井液基礎知識講座51 高效硅氟降粘劑sf-1v硅氟降粘劑是一種高活性的表面活性劑，必須通過用載體來實現(xiàn)其性能，sf-1是做好的硅氟和碳黑混合而成的產(chǎn)品。鉆井液基礎知識講座52sf-1的降粘機理是利用其分子鏈上聚硅氧烷和碳氟基團帶來的低的界面張力和高的表面活性，吸附于粘土表面通過改變粘土的表面能，拆散粘土

32、的網(wǎng)架結構達到降粘的目的。并給予膠體表面潤滑性并具有一定的消泡作用。有機硅、有機氟具有高的化學耐熱性和穩(wěn)定性，使sf-1具有在高溫（2000c以上）及一定礦化度（4%）條件下，仍具有理想的性能。 鉆井液基礎知識講座53sf-1在泥漿中的加量0.3-0.7%，具有加量少，降粘效果好，抗高溫及抗一定礦化度鹽的能力。在密度高（1.50g/m3 ）或搬土含量高等高固相的情況下,sf-1也表現(xiàn)出優(yōu)良的降粘效果,并且穩(wěn)定周期長.對于泥漿中pam等處理劑含量高,降粘困難的情況,sf-1的降粘效果也優(yōu)于一般其它的降粘處理劑.鉆井液基礎知識講座54泥漿降濾失劑 鉆井液基礎知識講座55泥漿濾失量的重要性v泥漿濾失

33、量大易引起頁巖的膨脹和垮塌，造成井壁不穩(wěn)定。泥漿和濾液侵入地層，引起粘土膨脹，堵塞地層油氣流通道，損害產(chǎn)層。在濾失量增大的同時濾餅也增厚，而厚濾餅使井徑縮小，造成鉆具扭矩大，起鉆抽汲，下鉆遇阻，固井質量差等問題。因此，適當?shù)偷臑V失量是泥漿的重要性能之一。鉆井液基礎知識講座56降濾失劑的作用原理 v第一、護膠作用。為了形成滲透率低的泥餅，要求泥漿中粘土顆粒粒徑有合適的大小分布，同時要求有較多的細顆粒。降濾失劑的護膠作用在于（1）吸附在粘土表面形成吸附層，以阻止粘土顆粒絮凝變大；（2）能把在泥漿循環(huán)攪拌下所拆散的細顆粒通過吸附穩(wěn)定下來，不再粘結成大顆粒。這樣增加了細顆粒的比例，有利于形成致密泥餅。

34、 鉆井液基礎知識講座57第二、提高濾液粘度可以降低濾失量。濾失量與泥漿濾液粘度的0.5次方成反比。有機降濾失劑加入泥漿后提高了濾液粘度,使濾失量降低。第三增加泥漿中搬土顆粒的水化程度,可以降低濾失量.降濾失劑吸附在泥漿中的搬土顆粒上,使其水化程度增加顆粒的水化膜增厚,形成的濾餅在高壓下易變形,濾餅的滲透率降低。 鉆井液基礎知識講座58第四、降濾失劑分子本身的堵孔作用。有機高分子降濾失劑的分子尺寸在膠體顆粒范圍內，加入這些外理劑后，它們一方面是分子的長鏈楔入濾餅的間隙中，另一方面長鏈分子卷曲成球狀，堵塞濾餅微孔隙，使濾餅薄而致密，從而降低濾失量。 鉆井液基礎知識講座59羥甲基纖維素鈉鹽（n-cm

35、c）vcmc是由棉花纖維用20% noh處理后，加入醚化劑反應而成。由于其聚合度的不同又分高粘、中粘、低粘三種。v 一般cmc聚合度在200-600左右，醚化度0.65-0.85。 cmc分子鏈中羥基、醚基是吸附基團,羥鈉基為水化基團。 鉆井液基礎知識講座60cmc的降失水機理v第一是由于其分子鏈較長,一條分子鏈可吸附多個粘土顆粒,形成混合網(wǎng)狀結構,阻止粘土顆粒相互粘結變大起到護膠作用.第二cmc可有效提高泥漿的濾液粘度以及本身的堵孔作用。 鉆井液基礎知識講座61cmc性能及使用特點v由于cmc易增加泥漿粘度及濾液粘度,常導致鉆屑粘附上部井眼井壁形成 “小井眼”，引起起下鉆不暢通.因此,一般井

36、使用cmc應在進入沙河街組地層以后,并且每次加量不宜過大(300g).上部地層由于特殊情況被迫使用cmc時,應在井下恢復正常后用低粘、切，高失水的泥漿充分沖洗井眼,使井徑適當擴大井眼干凈。醚化度0.80-0.85的cmc適用于高礦化度水泥漿體系。特別是醚化度0.80-0.85的cmc具有抗鹽抗鈣效果好,流變性易控制等優(yōu)點。鉆井液基礎知識講座62磺甲基酚醛樹脂（smp） vsmp是在酸性條件下使甲醛苯酚生產(chǎn)成線性酚醛樹脂，再在堿性條件下加入磺甲基化試劑進行分步磺化制得。 鉆井液基礎知識講座63smp的結構及性能特點v smp分子結構有如下特點：1）分子鏈由亞甲基橋和苯環(huán)構成引入磺酸基故熱穩(wěn)定性高

37、，可抗1800-2000c高溫。（2）由于引入磺酸基，其抗無機電解質的能力強。其中smp-1可適用于礦化度小于10萬ppm的泥漿體系，smp-2可適用于鹽水泥漿、飽和鹽水泥漿體系。smp能有效降低泥漿的高溫高壓失水，明顯改善泥餅質量，增強泥漿的熱穩(wěn)定性。同時，它還有較好的潤滑和防塌作用。 鉆井液基礎知識講座64smp的使用方法vsmp單獨做為降濾失劑的加量是3%-5%，其中smp-2用于鹽水鉆井液時其加量是5%-8%，smp-1有增粘作用，smp-2略降粘，smp與褐煤類降失水劑共同使用可增強其降失水效果。因此建議在垂深超過2500米的井才開始使用smp，以免造成浪費。鉆井液基礎知識講座65高

38、溫高壓降失水劑scur（褐煤類降失水材料）vscur是由風化褐煤與碳酰胺衍生物接枝、縮聚、磺化而成。該類處理劑具有較好的降濾失作用和一定的降粘效果。其作用機理是scur吸附于粘土顆粒表面形成吸附水化層，同時提高粘土的電動電位，增加泥漿中粘土細顆粒數(shù)量，改善泥餅質量。其次scur增大粘土顆粒聚結的機械阻力和靜電壓力，防止粘土聚結達到降失水降粘的目的。 鉆井液基礎知識講座66scur的性能特點及使用方法vscur在泥漿中的加量為1%-3%，抗溫達1800c以上，但其抗無機鹽的性能較差，可適用淡水泥漿或礦化度小于4%的鹽水泥漿。同時，它對泥餅的潤滑性能略有影響，稍增加泥餅的磨擦系數(shù)。其它褐煤（腐植酸

39、）類產(chǎn)品性能使用與其相似 鉆井液基礎知識講座67抗鹽抗高溫降濾失劑ly-1vly-1為低分子量的烯類單體的三元共聚物，由丙烯腈、燒堿、植物油等高溫反應而成。由于在碳鏈上引進了酰胺基、腈基、羥基、羥鈉基和磺酸鈉基等吸附基團和水化基團，在結構上保證了較好的抗溫和抗無機鹽的能力。 鉆井液基礎知識講座68ly-1的降濾失機理、特點和加量vly-1的降濾失作用首先是通過各基團之間的協(xié)同作用，給粘土顆粒帶來了厚的水化膜，提高了粘土顆粒的電動電位，保證了形成致密的壓縮性好的泥餅。其次是提高了泥漿濾液粘度，達到了降失水的目的。ly-1在淡水泥漿中加量0.5-1%，鹽水泥漿中加量1-2%，飽和鹽水泥漿中的加量2

40、-3%。ly-1具有加量較小、抗鹽效果好、抗高溫能力強、降濾失效果明顯等特點。 鉆井液基礎知識講座69ly-1存在的不足v由于ly-1能較大地提高泥漿及濾液的粘度，易導致鉆屑糊井壁，因此首次使用應在進入沙河街組地層以后，如無特殊情況每次處理量不易超過泥漿總量的0.2%。此外ly-1存在著抗含c+,mg+等高價離子無機鹽能力差,降高溫高壓失水不太理想等問題。鉆井液基礎知識講座70聚合物降濾失劑fi-j16v聚合物降濾失劑是以丙烯腈為原料的一種多元共聚物類降濾失劑，是水解聚丙腈銨鹽類的改性產(chǎn)品。其主體聚合物呈非離子性質，因此可以用于多種泥漿體系，不會對泥漿的電性質產(chǎn)生影響。 鉆井液基礎知識講座71

41、v淡水泥漿中的加量0.3%-0.5%,在4%鹽水泥漿中的加量1.0%-2.0%。具有加量少、降濾失效果好、降粘效果明顯的優(yōu)點。但該降濾失劑存在著抗鹽效果差、不抗高溫的缺點，不適合深井使用。聚合物降濾失劑fi-j16的特點及使用方法鉆井液基礎知識講座72改性淀粉降濾失劑 v改性淀粉是由植物淀粉經(jīng)改性而成，主要是在淀粉的主鏈上引入醚基，羥丙基等基團，改進了淀粉的性能。淀粉做為降濾失劑其降失水機理與cmc類似。 鉆井液基礎知識講座73改性淀粉降濾失劑的特點與加量由于原材料價格低廉，因此改性淀粉價格較低，但在降濾失方面卻有許多優(yōu)點：它加量少，抗無機鹽效果好，降失水作用明顯。在淡水泥漿中加量0.3-0.

42、5%,在4%鹽水泥漿中加量0.6-0.8%,飽和鹽水泥漿中加量1-1.5%,并且其抗ca2 +、mg2+等高價離子無機鹽效果好,對泥漿粘、切影響不大。同時該類處理劑屬非離子型,可適用于各種泥漿體系。 鉆井液基礎知識講座74改性淀粉降濾失劑的不足v改性淀粉抗溫效果較差（抗溫能力小于1400c）、易被生物發(fā)酵變質、易發(fā)泡、分子鏈不穩(wěn)定易失效的缺點。 鉆井液基礎知識講座75海水鉆井液降濾失sr-1vsr-1是由丙烯酸單體聚合改性而成的烯類單體聚合物。適用于淡水、海水、飽和鹽水等多種泥漿體系。鉆井液基礎知識講座76sr-1的使用方法和特點vsr-1具有加量少（在海水中加量為0.5-1%）,降濾失效果好

43、,抗無機鹽能力強的特點,并具有一定的降粘、降切作用,抗溫可達160度。合成的丙烯酸類產(chǎn)品均具有良好的抗鹽效果,加量少,且可以根據(jù)泥漿流變性的要求調整處理劑這方面的性能,缺點是降高溫高壓失水效果較差,價格較高. 鉆井液基礎知識講座77褐煤樹脂spnhvspnh是由磺化褐煤、磺化酚醛樹脂和腈鈉鹽在一定溫度壓力等條件下復配而成。spnh能抗礦化度15%的鹽，抗高溫效果好，有一定的降粘作用，降濾失效果明顯。spnh在淡水中的加量1-2%，在鹽水中加量3-5%。褐煤樹脂既具有酚醛樹脂的抗鹽抗高溫效果，又具有磺化褐煤的降粘作用，并且加量較smp略有降低，是低礦化度（70%，油溶物大于25%。其防塌機理既有

44、化學作用又有物理作用，處理劑溶于水的陰離子基團，主要起降濾失作用，并吸附在泥頁巖裂縫邊緣處阻止泥頁巖進一步水化。同時在壓差作用下，油溶物和瀝青粉起到封堵微裂縫的作用。 鉆井液基礎知識講座90磺化瀝青（sas）的用量與特點vsas的加量一般在1-2%，其不但防止泥頁巖垮塌效果良好，而且能顯著改善泥餅質量，降低泥漿高溫高壓失水，提高泥餅的潤滑系數(shù)。但該產(chǎn)品如果磺化不好時易產(chǎn)生增粘、起泡等副作用。鉆井液基礎知識講座91聚合醇防塌劑（syp-1）v聚合醇防塌劑由聚乙二醇、聚乙烯醇、聚醚、表面活性劑等多種成分組成，它具有良好的抑制泥頁巖膨脹和穩(wěn)定泥頁巖井壁的能力并且潤滑效果良好。 鉆井液基礎知識講座92

45、 聚合醇防塌劑的防塌機理防塌機理 強抑制性。強抑制性。聚合醇能夠與水分子爭搶粘土礦物上的吸附位置，從而阻止水分子吸附到粘土上,阻止粘土水化膨脹和分散。 濁點效應濁點效應。同其他非離子表面活性劑一樣，聚合醇具有濁點效應，在低溫下可溶于水，當溫度超出一定范圍后，聚合醇分子便束集成塑性團粒，在井眼壓力的作用下被擠入井壁縫隙并逐漸把縫隙堵住，有時聚合醇在井眼內為溶解狀態(tài)，但隨濾液進入井壁縫隙后由于溫度高于濁點而析出并堵塞裂縫。 與鉀離子形成復合物。與鉀離子形成復合物。鉀離子與聚合醇具有很好的協(xié)同作用，二者配合使用，抑制性更好。鉆井液基礎知識講座93聚合醇防塌劑的使用及特點vsyp-1的加量是1-3%，

46、它對泥漿流變性影響不大。syp-1還具有一定的降濾失作用。同時潤滑效果良好。 鉆井液基礎知識講座94硅甲基抗鈣防塌劑sak-1 v硅酸鹽類防塌劑，能有效增強鉆井液的封堵作用和抑制能力，進一步提高鉆井液的防塌性。其防塌成份為硅酸鹽，含有硅酸鹽的濾液進入地層后，因化學環(huán)境的改變，能夠迅速凝固,起到對近井壁的固化作用。并且硅酸鹽離子通過在粘土顆粒表面的吸附，堵塞粘土層片之間的縫隙；硅酸鹽能夠有效抑制粘土水化分散。sak-1處理劑還能有效降低鉆井液濾液進入地層、減小壓力穿透、改善泥餅質量，這些均有利于井壁穩(wěn)定， 鉆井液基礎知識講座95硅甲基抗鈣防塌劑sak-1的使用及特點vsak-1在鉆井液中的加量為

47、2-3%，它要求鉆井液體系有一定的抗鹽能力，ph值要求大于11。sak-1由于含有硅酸鹽，因此它能增粘、切，靜切力較高，并且不能與含銨離子的處理劑一起使用。鉆井液基礎知識講座96絮凝劑和流型調節(jié)劑 鉆井液基礎知識講座97聚丙烯酰胺（pam）vpam是由單體丙烯酰胺在引發(fā)劑的作用下聚合而成的鏈狀（線型）高聚物。其分子量在300萬500萬,主要作用是絮凝泥漿中的鉆屑、劣質土和部分搬土，抑制泥頁巖水化分散。 鉆井液基礎知識講座98聚丙烯酰胺使用及特點vpam對泥漿流變性的影響主要取決于泥漿中搬土的含量，pam及其它處理劑的加量等方面。絮凝劑對粘土顆粒的絮凝分三個步驟：第一是通過分子鏈上羥基（-oh）

48、或酰胺基(-conh吸附在粘土顆粒上；第二是一條分子鏈吸附多個粘土顆粒形成架橋；第三是分子鏈發(fā)生旋轉和運動將小顆粒聚集到一塊，形成絮凝團塊下沉。pam的水解度有30%左右，水解度太低不利于分子鏈伸展不利于架橋。水解度過高吸附基團少不利于吸附。pam的分子量在300萬-500萬，分子量過低無法架橋，分子量過高溶解困難，分子鏈易卷曲，絮凝效果差。pam在泥漿中的加量；淡水泥漿0.3-0.5%,鹽水泥漿0.5-1%。鉆井液基礎知識講座99正電膠（mmh） v正是膠是由兩種或兩種以上金屬離子組成的氫氧化物，主要是naoh、al(oh)3、mg(oh)2 、ca(oh)2等。 鉆井液基礎知識講座100正

49、電膠（mmh）的特點v80年代末美國dow公司開發(fā)出來正電膠能給泥漿帶來獨特的流變性，這種泥漿剪切稀釋能力強，動塑比高，具有“固/液”雙重性，由粘土-水-正電膠組成的復合體，具有靜止時呈固態(tài)，一經(jīng)擾動既流動的特點。 鉆井液基礎知識講座101正電膠（mmh）的防塌機理v第一由于正電膠顆粒帶較高正電荷能有效降低粘土顆粒的zeta電位，抑制粘土顆粒水化分散；第二正電膠泥漿獨特的流變性特別是“滯留層”的存在防止泥漿沖刷井壁；第三正電膠與粘土形成正電膠粒吸附膜穩(wěn)定地層活度，抑制滲透水化；第四正電膠與粘土形成復合體對泥頁巖的“包覆”作用；第五由于正電膠鉆井液束縛水的能力較強，可降低水向地層滲透有利于井壁穩(wěn)

50、定。鉆井液基礎知識講座102第三部分鉆井液體系介紹 鉆井液基礎知識講座103正電膠（mmh）鉆井液體系v正電膠泥漿體系是以正電膠為泥漿的主處理劑配合使用正電膠降失水劑、降粘劑、潤滑劑等處理劑的泥漿體系。正電膠（單體）的加量為1-3%。 鉆井液基礎知識講座104正電膠（mmh）鉆井液體系的特點v正電膠鉆井液具有獨特的流變性，剪切稀釋作用十分顯著，其各環(huán)節(jié)粘度差別相當大。從外觀上看正電膠泥漿粘度較高，流動不暢，漏斗粘度偏高；但不能以漏斗粘度判斷正電膠泥漿粘度的高低。產(chǎn)生這種粘度是由于正電膠、粘土顆粒形成的電場使極化水產(chǎn)生空間網(wǎng)架結構。 鉆井液基礎知識講座105正電膠（mmh）鉆井液體系的處理v凡是

51、能破壞泥漿電性，使水分子產(chǎn)生混亂而破壞網(wǎng)架結構的處理劑均能降粘；另一方面控制固相含量和膨潤土含量也十分重要。一般的降濾失劑都是極性分子或發(fā)生電離因此均能降粘，加少量的降粘劑也可達到很好的降粘效果。但這些處理劑加量大時反而增粘，且加降粘劑后再加降濾失劑則不再降粘，一般選用銨鹽降粘效果較好。使用正電膠泥漿的井自二開鉆進開始一切處理以正電膠為主，以正電膠作為泥漿的主處理劑來提高泥漿的抑制性，改善泥漿的流變性，其它處理劑做為輔助處理劑。 鉆井液基礎知識講座106正電膠（mmh）鉆井液流變性特點v先是具有“固-液”特性，在高剪切速率時粘、切較低有利于水力破巖，在低剪切速率時（環(huán)空中）粘、切較高，動塑比值

52、高有利于攜巖，靜止時呈固態(tài)性質有利于懸浮鉆屑，動切力靜切力相近。其次是在環(huán)空中近井壁處泥漿呈靜止狀態(tài)稱為“滯留層”，滯流層有利于穩(wěn)定井壁。該泥漿體系適合鉆存在疏松砂層、不穩(wěn)定易垮塌礫石層的井，及井斜位移大，攜砂困難的井。 鉆井液基礎知識講座107正電膠（mmh）鉆井液的缺點v首先是由于正電膠屬無機電解質，對失水影響較大，能較大增加泥漿失水，泥餅質量差，降失水劑用量大。其次正電膠泥漿固相容量限較低，因此在泥巖段鉆時快時其流變性不易掌握。第三它不太適合于高密度泥漿。鉆井液基礎知識講座108聚合物鉆井液體系 v 聚合物鉆井液體系是以聚合物（pam）為主抑制劑配合使用正電膠提高泥漿的抑制性，改善鉆井液

53、的流變性，以銨鹽調整泥漿粘度，以聚合物降失水劑、scur，smp-1、ly-1等控制鉆井液失水。主要用于地層較穩(wěn)定，密度小于1.5g/cm3,井深小于3000米的井.鉆井液基礎知識講座109聚合物鉆井液體系的處理v該體系二開后以0.1-0.2%pam+0.05-0.1%mmh溶液大循環(huán)鉆進，控制地層造漿,mmh的加入提高了泥漿的抑制性有利于鉆屑絮凝沉淀.大循環(huán)一般鉆過館陶組。改小循環(huán)后充分利用振動篩、除砂器、離心機控制固相含量,特別是利用離心機控制搬土含量;以pam和mmh溶液維護處理泥漿，以適當打大上部井眼。進入沙河街地層以后加銨鹽或聚合物降失水劑調整泥漿粘度,并用控制泥漿失水. 鉆井液基礎

54、知識講座110聚合物鉆井液體系的組成v水+7-10%搬土(自然密度1.12-1.15)+0.3-0.5%pam+0.2-0.3%mmh+0.5-1.0%npan+1-2%褐煤類降濾失劑(ftjn、pa-1）+0.5-1%ly-1鉆井液基礎知識講座111聚合物鉆井液體系的特點v該體系的特點是抑制性較強,能有效地抑制鉆屑分散,適合高鉆速鉆進，泥漿性能較穩(wěn)定.正電膠作為輔助處理劑不僅增強了泥漿的抑制性,同時改善了其流變性,攜巖能力大大提高.同時由于聚合物含量較高,泥餅質量較好,泥漿潤滑性較好,并且泥漿成本較低，適合較淺井使用。 鉆井液基礎知識講座112硅聚磺泥漿體系 v硅聚磺泥漿體系是由聚合物提供泥

55、漿的抑制性，以硅氟降粘劑調整泥漿粘度，以磺化瀝青（或改性瀝青）防塌，以磺化酚醛樹脂（smp-1、smp-2），磺化褐煤樹脂，抗鹽抗高溫降失水劑控制泥漿失水。該泥漿體系具有固相容量限高，抗溫性能好，防塌效果強等優(yōu)點，適合于泥頁巖垮塌嚴重，泥漿密度高的深的生產(chǎn)井。 鉆井液基礎知識講座113硅聚磺泥漿體系的組成v水+6-8%搬土+0.3-0.5%pam+0.5-1%sf-1+2-3%smp-1+1-2%ftjn+2-3%ff-1+其它降失水劑+原油+少量表面活性劑+重晶石。 鉆井液基礎知識講座114硅聚磺泥漿體系的處理v該泥漿體系上部地層處理與聚合物泥漿相似,進入沙河街組后調整泥漿粘度、失水，進入易

56、塌地層前嚴格控制泥漿失水,特別是hthp失水,加足防塌劑sas（或ff-1）。當泥漿密度超過1.60g/cm3應補充2-3%超細caco3，其與ff-1配合能有效提高地層的承壓能力，防止井漏。密度高的井為確保完井作業(yè)順利，完鉆后完井作業(yè)時一般加2-3%的玻璃球，以確保井下安全。鉆井液基礎知識講座115聚合醇泥漿體系 v聚合醇泥漿體系的抑制性、防塌性、潤滑性主要靠復合聚合醇防塌劑來提供，同時配合使用sf-1、pam、smp-1、smp-2、低瑩光瀝青等處理劑主要用于深探井施工。鉆井液基礎知識講座116聚合醇泥漿體系的組成v水+5-8%搬土+0.5-1%sf-1+0.3-0.5%pam+0.5-1

57、%mmh+1.5-2%syp-1+1-2%ftjn+2-3%smp-1+1-2%低瑩光防塌潤滑劑.鉆井液基礎知識講座117聚合醇泥漿體系的處理v該體系以sf-1調整泥漿粘度,mmh調整泥漿流型；syp-1與低瑩光防塌潤滑劑來提高泥漿的防塌能力,以穩(wěn)定地層,同時也有利于潤滑性能的改善,并且與pam配合抑制鉆屑分散。該泥漿體系穩(wěn)定性好,防塌能力強,有利于裂縫發(fā)育的泥巖地層的穩(wěn)定,潤滑效果好,固相容量限好,熒光級別低適合于探井施工.但成本較高.鉆井液基礎知識講座118低ph值高礦化度鹽水泥漿體系 v該體系用水為海水或礦化度較高的鹽水。在處理泥漿時不使用燒堿，嚴格控制搬土含量（40-70g/l）,加大

58、聚合物（pam，k-php）加量，使用抗鹽的護膠降失水劑；達到控制泥漿流變性，降低泥漿失水，保證井下安全施工的目的。鉆井液基礎知識講座119低ph值高礦化度鹽水泥漿體系配方 v水+4-7%搬土+0.5-1%k-php+0.3-0.5%pac141+1-2%lv-cmc(1-2%改性淀粉或1-2%sr-1)+0.5-1%ly-1+防塌劑.鉆井液基礎知識講座120表一 不同比例的純堿定量膨潤土定量hv-cmc配漿性能 v海水 na2co3 mbt hv-cmc av pv yp flv ml g g g mpa.s mpa.s pa mlv 402 0 34 2 27.0 18.0 9.0 7.0

59、v 410 0.1 34 2.2 25.2 17.0 8.2 7.5v 416 1.4 34 2.2 25.2 17.0 8.2 7.5v 424 2.0 34 2.2 25.2 17.0 8.2 7.5v 432 2.7 34 2.2 24.8 17.0 7.8 8.5v 444 3.8 34 2.2 23 16.0 7.0 8.5v 459 5.1 34 2.2 22.5 15.5 7.0 8.5鉆井液基礎知識講座121表二 用不同比例的燒堿配制的海水泥漿性能v海水 naoh mbt av pv yp fl phv400 0 60 6.5 4.0 2.5 68 6.5v400 0.4 60

60、 11.5 4.0 7.5 92 7.0v400 0.8 60 10.5 5.0 5.5 94 7.5v400 1.2 60 12.5 4.0 8.5 102 8.0v400 1.6 60 17.5 4.0 13.5 88 8.5v400 2.0 60 34.5 7.0 27.5 90 9.0v400 3.0 60 107 6.0 101 60 11 鉆井液基礎知識講座122 v通過上面的試驗可以發(fā)現(xiàn)在海水漿中加純堿或燒堿對泥漿粘、切及失水并沒有起到良好作用。 鉆井液基礎知識講座123低ph值高礦化度鹽水泥漿的處理v該體系處理的要點是不加naoh，保持泥漿低ph值，通過加入低粘cmc，加大pa