鉆井液配漿原材料與處理劑

1、1、鉆井液濾失性能的調(diào)整方法、鉆井液濾失性能的調(diào)整方法課堂回顧：課堂回顧：（1）使用膨潤(rùn)土造漿）使用膨潤(rùn)土造漿（2）加入適量純堿、燒堿或有機(jī)分散劑）加入適量純堿、燒堿或有機(jī)分散劑（3）加入）加入CMC或其它聚合物以保護(hù)粘土顆粒或其它聚合物以保護(hù)粘土顆粒（4）加入一些極細(xì)的膠體粒子）加入一些極細(xì)的膠體粒子1（1）邊界摩擦）邊界摩擦（2）干摩擦（無(wú)潤(rùn)滑摩擦）干摩擦（無(wú)潤(rùn)滑摩擦）（3）流體摩擦）流體摩擦2、鉆井作業(yè)中摩擦現(xiàn)象的特點(diǎn)、鉆井作業(yè)中摩擦現(xiàn)象的特點(diǎn)3、鉆井液潤(rùn)滑性的主要影響因素、鉆井液潤(rùn)滑性的主要影響因素課堂回顧：課堂回顧：（1）粘度、密度和固相）粘度、密度和固相（2）濾失性、巖石條件、地下

2、水和濾液）濾失性、巖石條件、地下水和濾液pH值值（3）有機(jī)高分子處理劑）有機(jī)高分子處理劑（4）潤(rùn)滑劑）潤(rùn)滑劑2（1）液體類，如礦物油、植物油、原油、表面活性劑等：在金屬、巖石和）液體類，如礦物油、植物油、原油、表面活性劑等：在金屬、巖石和粘土表面形成吸附膜，使鉆柱與井壁巖石接觸（或水膜接觸）產(chǎn)生的固粘土表面形成吸附膜，使鉆柱與井壁巖石接觸（或水膜接觸）產(chǎn)生的固固固摩擦，改變?yōu)榛钚詣┓菢O性端之間或油膜之間的摩擦；摩擦，改變?yōu)榛钚詣┓菢O性端之間或油膜之間的摩擦；（2）固體類，如石墨、塑料小球、玻璃小球等：將滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)摩）固體類，如石墨、塑料小球、玻璃小球等：將滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)摩擦；擦；（

3、3）瀝青類處理劑：有效地涂敷在井壁上，在井壁上形成一層油膜。）瀝青類處理劑：有效地涂敷在井壁上，在井壁上形成一層油膜。4、鉆井液潤(rùn)滑性能的評(píng)價(jià)方法、鉆井液潤(rùn)滑性能的評(píng)價(jià)方法課堂回顧：課堂回顧：實(shí)際應(yīng)用的測(cè)試儀器：實(shí)際應(yīng)用的測(cè)試儀器：滑板式泥餅?zāi)ψ柘禂?shù)測(cè)定儀（滑板式泥餅?zāi)ψ柘禂?shù)測(cè)定儀（Mud Cake Sluggish Coefficient meter）、泥餅粘附系數(shù)測(cè)定儀（）、泥餅粘附系數(shù)測(cè)定儀（Differential Sticking Tester）、鉆井液極壓潤(rùn)滑儀（）、鉆井液極壓潤(rùn)滑儀（Extreme Pressure and Lubricity Tester，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱EP潤(rùn)滑儀）潤(rùn)

4、滑儀）、潤(rùn)滑性能評(píng)價(jià)儀（、潤(rùn)滑性能評(píng)價(jià)儀（Lubricity Evaluation Monitor，簡(jiǎn)，簡(jiǎn)稱稱LEM潤(rùn)滑儀）、泥餅針人度計(jì)（潤(rùn)滑儀）、泥餅針人度計(jì)（Filter Cake Penetrometer）、井眼摩）、井眼摩擦模擬裝置以及多種卡鉆系數(shù)測(cè)定儀等。擦模擬裝置以及多種卡鉆系數(shù)測(cè)定儀等。3第五章第五章 鉆井液鉆井液配配漿原材料漿原材料與與處理劑處理劑鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第 上一內(nèi)容 下一內(nèi)容回主目錄O返回鉆井液工藝原理電子教案第5章4 上一內(nèi)容 下一內(nèi)容回主目錄O返回本章要點(diǎn)：本章要點(diǎn)：（1）鉆井液）鉆井液配漿原材料與常見(jiàn)處理劑有哪些；配漿原材料與常

5、見(jiàn)處理劑有哪些；（2）鉆井液）鉆井液加重劑的用量計(jì)算；加重劑的用量計(jì)算；（3）鉆井液）鉆井液常用處理劑作用常用處理劑作用機(jī)理。機(jī)理。鉆井液工藝原理電子教案第5章5 隨著鉆井液體系更新，配漿原材料和處理劑的品種也不斷增加，隨著鉆井液體系更新，配漿原材料和處理劑的品種也不斷增加，處理處理劑的性能、質(zhì)量和技術(shù)水平實(shí)際上代表了鉆井液工藝技術(shù)的發(fā)展水平劑的性能、質(zhì)量和技術(shù)水平實(shí)際上代表了鉆井液工藝技術(shù)的發(fā)展水平。 鉆井液原材料和處理劑的種類品種繁多。為了使用和研究方便，有必鉆井液原材料和處理劑的種類品種繁多。為了使用和研究方便，有必要將它們進(jìn)行分類。目前主要有以下兩種分類方法。要將它們進(jìn)行分類。目前主要

6、有以下兩種分類方法。 第一類分類方法是第一類分類方法是按其組成分類按其組成分類。通常分為鉆井液。通常分為鉆井液原材料、無(wú)機(jī)處理原材料、無(wú)機(jī)處理劑、有機(jī)處理劑和表面活性劑劑、有機(jī)處理劑和表面活性劑四大類。其中無(wú)機(jī)處理劑又可分為氯化物、四大類。其中無(wú)機(jī)處理劑又可分為氯化物、硫酸鹽、堿類、碳酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽和重鉻酸鹽和混合金屬層狀氫氧硫酸鹽、堿類、碳酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽和重鉻酸鹽和混合金屬層狀氫氧化化物（即物（即正電正電膠）類膠）類等。有機(jī)處理劑通?？煞譃樘烊划a(chǎn)品、天然改性產(chǎn)品等。有機(jī)處理劑通常可分為天然產(chǎn)品、天然改性產(chǎn)品和有機(jī)合成化合物。按其化學(xué)組分又可分為下列幾類：腐植酸類、纖維素和有機(jī)合成

7、化合物。按其化學(xué)組分又可分為下列幾類：腐植酸類、纖維素類、木質(zhì)素類、丹寧酸類、瀝青類、淀粉類和聚合物類等。類、木質(zhì)素類、丹寧酸類、瀝青類、淀粉類和聚合物類等。前言6 第二類分類方法是按其在鉆井液中第二類分類方法是按其在鉆井液中所起的作用或功能分類所起的作用或功能分類。我。我國(guó)鉆井液標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)根據(jù)國(guó)際上的分類法，并結(jié)合我國(guó)的具體情國(guó)鉆井液標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)根據(jù)國(guó)際上的分類法，并結(jié)合我國(guó)的具體情況，將鉆井液配漿材料和況，將鉆井液配漿材料和 處理劑共分為以下處理劑共分為以下16類，類，即（即（1）降）降濾失劑濾失劑；（2）增）增粘劑粘劑；（；（3）乳）乳化劑，使油水乳化產(chǎn)生乳狀液化劑，使油水乳化產(chǎn)生乳狀

8、液；（；（4）頁(yè)）頁(yè)巖抑巖抑制劑制劑 ；（；（5）堵）堵漏劑漏劑；（；（6）降）降粘劑粘劑；（；（7）緩）緩蝕劑蝕劑；（；（8）粘）粘土類土類；（9）潤(rùn)）潤(rùn)滑劑滑劑；（；（10）加）加重劑重劑；（；（11）殺）殺菌劑菌劑；（；（12）消）消泡劑泡劑；（；（13）泡泡沫劑沫劑；（；（14）絮）絮凝劑凝劑；（；（15）解）解卡劑卡劑；（；（16）其）其它類等。它類等。前言7鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第第一節(jié) 鉆井液配漿原材料 一、粘土類一、粘土類 膨潤(rùn)土：蒙脫石含量不少于膨潤(rùn)土：蒙脫石含量不少于85%的粘土礦物。的粘土礦物。分為三個(gè)等級(jí)：鈉膨潤(rùn)土、改性土和較次的配漿土。分為三

9、個(gè)等級(jí)：鈉膨潤(rùn)土、改性土和較次的配漿土。膨膨潤(rùn)土在淡水鉆井液中具有以下作用：潤(rùn)土在淡水鉆井液中具有以下作用：（1）增）增加粘度和切力，提高井眼凈化能力；加粘度和切力，提高井眼凈化能力；（2）形）形成低滲透率的致密泥餅，降低濾失量；成低滲透率的致密泥餅，降低濾失量；（3）對(duì)）對(duì)于膠結(jié)不良的地層，可改善井眼的穩(wěn)定性；于膠結(jié)不良的地層，可改善井眼的穩(wěn)定性；（4）防）防止井漏止井漏。8 二、加重材料二、加重材料1常用的鉆井液加重材料常用的鉆井液加重材料（1）重）重晶石晶石粉（粉（Barite，4.2g/cm3） （2）石）石灰石灰石粉（粉（Limestone，2.7-2.9g/cm3）（3）鐵）鐵礦礦

10、粉（粉（Hematite，4.9-5.3g/cm3）和）和鈦鐵礦鈦鐵礦粉（粉（Ilmenite，4.5-5.1g/cm3）（4）方）方鉛礦鉛礦粉（粉（Galena，7.4-7.7g/cm3）鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第第一節(jié) 鉆井液配漿原材料 9BBBmVVVV112BmVV11222112BBVV2加重材料用量的計(jì)算加重材料用量的計(jì)算 以重晶石為例，對(duì)于某一給定的鉆井液體系，確定加重材料用量的方法。加重前、后的體積關(guān)系可用下式表示：式中，V1、V2、VB：分別表示加重前、加重后的鉆井液體積和重晶石的體積，mB，B為重晶石的質(zhì)量和密度。與此同時(shí)，鉆井液在加重前、后的質(zhì)量關(guān)

11、系其中：l和2分別為加重前、后的鉆井液密度。由式（2），mB2V2-lVl，將其代人式（1）可得到V2的計(jì)算求出V2后，重晶石用量可由下式求得： mB=（V2-V1） B （1） 10 然而有時(shí)因受現(xiàn)場(chǎng)泥漿池容積的限制，加重前必須排掉一部分然而有時(shí)因受現(xiàn)場(chǎng)泥漿池容積的限制，加重前必須排掉一部分鉆井液，或者希望在加重之前先排掉一部分不加重鉆井液鉆井液，或者希望在加重之前先排掉一部分不加重鉆井液，以避免，以避免加加重劑的浪費(fèi)，這種情況下，首先根據(jù)加重后可以容納的體積重劑的浪費(fèi)，這種情況下，首先根據(jù)加重后可以容納的體積V2，用下式求出應(yīng)保留的原漿的體積：用下式求出應(yīng)保留的原漿的體積：1221BBVV

12、然后仍用然后仍用式（式（1）求）求出重晶石的用量。出重晶石的用量。 （2） 例子：例子：用重晶用重晶石（石（B=4.2g/cm3）把）把200 m3鉆井液由密度鉆井液由密度1=1.10g/cm3加重到加重到2=1.50g/cm3，并且每，并且每100kg重晶石需同時(shí)加入重晶石需同時(shí)加入9L水以防止鉆井液水以防止鉆井液過(guò)度增稠，試求：過(guò)度增稠，試求：若最終體積無(wú)限制，需加入重晶石多少噸？若最終體積無(wú)限制，需加入重晶石多少噸？若最終體積為若最終體積為200 m3，需加入重晶石多少噸，放掉鉆井液多少方？，需加入重晶石多少噸，放掉鉆井液多少方？ 最終體積無(wú)限制，需加入重晶石最終體積無(wú)限制，需加入重晶石

13、133.8噸。最終體積為噸。最終體積為200m3，需加入重，需加入重晶石晶石110噸，放掉鉆井液噸，放掉鉆井液36方。方。 11鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第第一第一節(jié)節(jié) 鉆井液配鉆井液配漿原材料漿原材料三、配漿水和油三、配漿水和油 在水基鉆井液中，水是分散介質(zhì)在水基鉆井液中，水是分散介質(zhì)，大多數(shù)處理劑均通過(guò)溶解于水而發(fā)，大多數(shù)處理劑均通過(guò)溶解于水而發(fā)揮作用；在揮作用；在泡沫鉆井液中水也是作為連續(xù)相泡沫鉆井液中水也是作為連續(xù)相，空氣在起泡劑和穩(wěn)泡劑的作，空氣在起泡劑和穩(wěn)泡劑的作用下分散在水中；在用下分散在水中；在油包水乳化鉆井液中，水是分散相油包水乳化鉆井液中，水是分散相，

14、往往水中又含有，往往水中又含有一定量的無(wú)機(jī)鹽，如氯化鈉和氯化鈣等；一定量的無(wú)機(jī)鹽，如氯化鈉和氯化鈣等；在霧流體中，是作為分散相在霧流體中，是作為分散相，成，成小顆粒狀分散于氣中。小顆粒狀分散于氣中。 實(shí)踐證明，實(shí)踐證明，鉆井液性能與配漿水的性質(zhì)密切相關(guān)鉆井液性能與配漿水的性質(zhì)密切相關(guān)。多數(shù)情況下，為節(jié)。多數(shù)情況下，為節(jié)約成本，都是就地取材，但是地區(qū)不同水質(zhì)相差很大，約成本，都是就地取材，但是地區(qū)不同水質(zhì)相差很大，水中的各種雜質(zhì)、水中的各種雜質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽類、細(xì)菌和氣體等對(duì)鉆井液的性能有很大影響。無(wú)機(jī)鹽類、細(xì)菌和氣體等對(duì)鉆井液的性能有很大影響。 12鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第

15、第一第一節(jié)節(jié) 鉆井液配鉆井液配漿原材料漿原材料原油、柴油和低毒礦物油也是配制鉆井液時(shí)常用的原材料。原油、柴油和低毒礦物油也是配制鉆井液時(shí)常用的原材料。在油基鉆井液中，常選用柴油和礦物油作為連續(xù)相。在油基鉆井液中，常選用柴油和礦物油作為連續(xù)相。在水基鉆井液中，也常混入一定量的原油或柴油，以提高在水基鉆井液中，也?；烊胍欢康脑突虿裼?，以提高其潤(rùn)滑性能，并起降低濾失量的作用。其潤(rùn)滑性能，并起降低濾失量的作用。在使用過(guò)程中，應(yīng)注意油品的粘度不宜過(guò)高，否則鉆井液在使用過(guò)程中，應(yīng)注意油品的粘度不宜過(guò)高，否則鉆井液的流變性不易調(diào)控。對(duì)于探井，應(yīng)考慮其熒光度對(duì)油氣顯示的流變性不易調(diào)控。對(duì)于探井，應(yīng)考慮其熒

16、光度對(duì)油氣顯示的影響。在選用原油時(shí)，應(yīng)考慮其凝固點(diǎn)以及石蠟、瀝青質(zhì)的影響。在選用原油時(shí)，應(yīng)考慮其凝固點(diǎn)以及石蠟、瀝青質(zhì)含量等，以免對(duì)油氣層造成不良的影響。含量等，以免對(duì)油氣層造成不良的影響。13 上一內(nèi)容 下一內(nèi)容回主目錄O返回第二第二節(jié)節(jié) 無(wú)機(jī)處理劑無(wú)機(jī)處理劑一、常用的無(wú)機(jī)處理一、常用的無(wú)機(jī)處理劑劑 1純堿純堿 2燒堿燒堿 3石灰石灰 4、石膏、石膏 5. 氯化鈣氯化鈣 6氯氯化化鈉鈉2CaCl石膏石灰分類： Ca2+14 上一內(nèi)容 下一內(nèi)容回主目錄O返回第二第二節(jié)節(jié) 無(wú)機(jī)處理劑無(wú)機(jī)處理劑一、常用的無(wú)機(jī)處理劑一、常用的無(wú)機(jī)處理劑 7氯化鉀氯化鉀 8硅酸硅酸鈉鈉 9重鉻酸鈉和重鉻酸鉀重鉻酸鈉和

17、重鉻酸鉀 10酸式焦磷酸鈉和六偏磷酸鈉酸式焦磷酸鈉和六偏磷酸鈉 11混合金屬層狀氫氧化物混合金屬層狀氫氧化物15第三節(jié) 粘土的水化膨脹作鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第 上一內(nèi)容 下一內(nèi)容回主目錄O返回第二第二節(jié)節(jié) 無(wú)無(wú)機(jī)處理劑機(jī)處理劑二、無(wú)機(jī)處理劑在鉆井液中的作用機(jī)理二、無(wú)機(jī)處理劑在鉆井液中的作用機(jī)理 無(wú)機(jī)處理劑都是水溶性的無(wú)機(jī)堿類和鹽類無(wú)機(jī)處理劑都是水溶性的無(wú)機(jī)堿類和鹽類，其中多數(shù)可提供陽(yáng)離子和陰，其中多數(shù)可提供陽(yáng)離子和陰離子，也有一些與水形成膠體或生成絡(luò)合物。它們?cè)阢@井液中的作用機(jī)理可離子，也有一些與水形成膠體或生成絡(luò)合物。它們?cè)阢@井液中的作用機(jī)理可歸納為以下方面：歸納

18、為以下方面： 1離子交換吸附離子交換吸附 （Na+與與Ca2+） 5與有機(jī)處理劑生成可溶性鹽與有機(jī)處理劑生成可溶性鹽2調(diào)控鉆井液的調(diào)控鉆井液的pH值值3沉淀沉淀作用（沉淀鈣、鎂離子）作用（沉淀鈣、鎂離子）4絡(luò)合作用（除去鈣、鎂離子等）絡(luò)合作用（除去鈣、鎂離子等）6抑制溶解的作用抑制溶解的作用16第三節(jié) 粘土的水化膨脹作鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第 上一內(nèi)容 下一內(nèi)容回主目錄O返回第三第三節(jié)節(jié) 有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑 一、降粘劑一、降粘劑 降粘劑又稱為解絮凝劑和稀釋劑。鉆井液降粘劑的種降粘劑又稱為解絮凝劑和稀釋劑。鉆井液降粘劑的種類很多。根據(jù)其作用機(jī)理的不同，類很多。根據(jù)其作

19、用機(jī)理的不同，可分為兩種類型，即分可分為兩種類型，即分散型稀釋劑和聚合物型稀釋劑散型稀釋劑和聚合物型稀釋劑。在分散型稀釋劑中主要有。在分散型稀釋劑中主要有丹寧類和木質(zhì)素磺酸鹽類，聚合物型稀釋劑主要包括共聚丹寧類和木質(zhì)素磺酸鹽類，聚合物型稀釋劑主要包括共聚型聚合物降粘劑和低分子聚合物降粘劑等。型聚合物降粘劑和低分子聚合物降粘劑等。171、單寧類、單寧類 單寧酸鈉、磺甲基單寧單寧酸鈉、磺甲基單寧鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第第三第三節(jié)節(jié) 有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑 18 稀釋機(jī)理稀釋機(jī)理 單寧酸鈉苯環(huán)上相鄰的單寧酸鈉苯環(huán)上相鄰的雙酚羥基可通過(guò)配位鍵吸附在粘土顆粒斷鍵邊雙酚羥基可通過(guò)配

20、位鍵吸附在粘土顆粒斷鍵邊緣的緣的Al3+處，拆散結(jié)構(gòu)處，拆散結(jié)構(gòu)；而剩余的；而剩余的-ONa和和-COONa均為水化基團(tuán)，它們又均為水化基團(tuán)，它們又能給粘土顆粒帶來(lái)較多的負(fù)電荷和水化層，能給粘土顆粒帶來(lái)較多的負(fù)電荷和水化層，使粘土顆粒端面處的雙電層斥使粘土顆粒端面處的雙電層斥力和水化膜厚度增加力和水化膜厚度增加，從而拆散和削弱了粘土顆粒間通過(guò)端，從而拆散和削弱了粘土顆粒間通過(guò)端面和端面和端端端連接而形成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，使粘度和切力下降。連接而形成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，使粘度和切力下降。 第三第三節(jié)節(jié) 有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑 19（1）抗鹽抗鈣能；（）抗鹽抗鈣能；（2）熱穩(wěn)定性好；（）熱穩(wěn)定性好；（3）水溶性好

21、；（）水溶性好；（4）需）需pH=9-11稀釋機(jī)理：一是在黏土顆粒的斷建邊緣上形成吸附水化層，削弱黏土顆稀釋機(jī)理：一是在黏土顆粒的斷建邊緣上形成吸附水化層，削弱黏土顆粒之間的端粒之間的端-面和端面和端-端連接，從而削弱或拆散空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；二是鐵鉻鹽端連接，從而削弱或拆散空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；二是鐵鉻鹽分子在泥頁(yè)巖上的吸附有抑制其水化分散的作用，這不僅有利于井壁穩(wěn)分子在泥頁(yè)巖上的吸附有抑制其水化分散的作用，這不僅有利于井壁穩(wěn)定，還可以防止泥頁(yè)巖造漿所引起的鉆井液粘度和切力上升。定，還可以防止泥頁(yè)巖造漿所引起的鉆井液粘度和切力上升。2木質(zhì)素磺酸鹽類木質(zhì)素磺酸鹽類鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案

22、 第第第三第三節(jié)節(jié) 有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑 20 作用機(jī)理作用機(jī)理：X40系列處理劑的之所以具有較強(qiáng)的稀釋作用，主要系列處理劑的之所以具有較強(qiáng)的稀釋作用，主要是由其是由其線型結(jié)構(gòu)、低相對(duì)分子質(zhì)量及強(qiáng)陰離子基團(tuán)所決定線型結(jié)構(gòu)、低相對(duì)分子質(zhì)量及強(qiáng)陰離子基團(tuán)所決定的。一方面，由的。一方面，由于其于其分子量低，可通過(guò)氫鍵優(yōu)先吸附在粘土顆粒上分子量低，可通過(guò)氫鍵優(yōu)先吸附在粘土顆粒上，從而頂替掉原已吸附，從而頂替掉原已吸附在粘土顆粒上的高分子聚合物，從而拆散了由高聚物與粘土顆粒之間形成在粘土顆粒上的高分子聚合物，從而拆散了由高聚物與粘土顆粒之間形成的的“橋接網(wǎng)架結(jié)構(gòu)橋接網(wǎng)架結(jié)構(gòu)”；另一方面，；另一方面，低分

23、子量的降粘劑可與高分子主體聚合低分子量的降粘劑可與高分子主體聚合物發(fā)生分子間的交聯(lián)作用，阻礙了聚合物與粘土之間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的形成物發(fā)生分子間的交聯(lián)作用，阻礙了聚合物與粘土之間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的形成，從，從而達(dá)到降低粘度和切力的目的。但若其聚合度過(guò)大，相對(duì)分子質(zhì)量過(guò)高，而達(dá)到降低粘度和切力的目的。但若其聚合度過(guò)大，相對(duì)分子質(zhì)量過(guò)高，反而會(huì)使粘度、切力增加。反而會(huì)使粘度、切力增加。 3X-40系列降粘劑系列降粘劑鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第第三第三節(jié)節(jié) 有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑 4XY-275磺化苯乙烯磺化苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物馬來(lái)酸酐共聚物21 降濾失劑又稱為濾失控制劑、降失水劑。在鉆井過(guò)

24、程中，鉆井液的降濾失劑又稱為濾失控制劑、降失水劑。在鉆井過(guò)程中，鉆井液的濾液侵入地層會(huì)引起泥頁(yè)巖水化膨脹，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致井壁不穩(wěn)定和各種井濾液侵入地層會(huì)引起泥頁(yè)巖水化膨脹，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致井壁不穩(wěn)定和各種井下復(fù)雜情況，鉆遇產(chǎn)層時(shí)還會(huì)造成油氣層損害。下復(fù)雜情況，鉆遇產(chǎn)層時(shí)還會(huì)造成油氣層損害。加入降濾失劑的目的，加入降濾失劑的目的，就是要通過(guò)在井壁上形成低滲透率、柔韌、薄而致密的濾餅，盡可能降就是要通過(guò)在井壁上形成低滲透率、柔韌、薄而致密的濾餅，盡可能降低鉆井液的濾失量低鉆井液的濾失量。降濾失劑是鉆井液處理劑的重要?jiǎng)┓N，根據(jù)其來(lái)源降濾失劑是鉆井液處理劑的重要?jiǎng)┓N，根據(jù)其來(lái)源主要分為纖維素類、腐植酸類、丙烯酸

25、類、淀粉類和樹(shù)脂類等主要分為纖維素類、腐植酸類、丙烯酸類、淀粉類和樹(shù)脂類等。二、降濾失劑二、降濾失劑鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第第三第三節(jié)節(jié) 有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑 22（1）腐）腐植酸的來(lái)源及基本組成植酸的來(lái)源及基本組成 1腐植酸類腐植酸類 （2）腐）腐植酸的主要性質(zhì)植酸的主要性質(zhì) 腐腐植酸雖難溶于水，其植酸雖難溶于水，其水溶液仍呈弱酸性水溶液仍呈弱酸性。褐煤。褐煤與燒堿的反應(yīng)生成的腐植酸鈉易溶于水。與燒堿的反應(yīng)生成的腐植酸鈉易溶于水。 熱熱穩(wěn)定性很強(qiáng)穩(wěn)定性很強(qiáng)。 不不抗鹽不抗鈣抗鹽不抗鈣。 鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第第三第三節(jié)節(jié) 有機(jī)處理劑有機(jī)處

26、理劑 23褐煤堿褐煤堿液（褐煤：堿：水液（褐煤：堿：水=15:1-3:50-200） （3）常）常用的腐植酸類降濾失劑用的腐植酸類降濾失劑硝基腐植酸硝基腐植酸鈉（抗溫達(dá)鈉（抗溫達(dá)200，抗鹽達(dá)，抗鹽達(dá)20%）鉻腐植鉻腐植酸（抗鹽抗溫能力加強(qiáng)）酸（抗鹽抗溫能力加強(qiáng)）磺甲基褐磺甲基褐煤（煤（SMC，抗溫達(dá)，抗溫達(dá)200，抗鹽能力較差），抗鹽能力較差）鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第第三第三節(jié)節(jié) 有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑 24鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第 上一內(nèi)容 下一內(nèi)容回主目錄O返回第三第三節(jié)節(jié) 有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑 2纖維素類纖維素類 纖維素是由纖維素是由許

27、多環(huán)式葡萄糖單元構(gòu)成的長(zhǎng)鏈狀高分子化合物許多環(huán)式葡萄糖單元構(gòu)成的長(zhǎng)鏈狀高分子化合物，以，以纖維素為原料可以制得一系列鉆井液降濾失劑，其中使用最多的是纖維素為原料可以制得一系列鉆井液降濾失劑，其中使用最多的是鈉鈉羧甲基纖維羧甲基纖維素（素（簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱稱CMC）和）和羥乙基纖維羥乙基纖維素（素（簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱稱HEC）。）。 （1）鈉）鈉羧甲基纖維素羧甲基纖維素 降濾失機(jī)理降濾失機(jī)理a. 吸附作用吸附作用b. 提粘和堵塞作用提粘和堵塞作用25分類：分類：高粘高粘CMC：聚合度：聚合度700中粘中粘CMC：聚合度約：聚合度約600低粘低粘CMC：聚合度約：聚合度約500進(jìn)一步改性：加入抗氧劑，引入氰乙基。進(jìn)一步

28、改性：加入抗氧劑，引入氰乙基。2、常用的鉆井液加重材料及用量計(jì)算、常用的鉆井液加重材料及用量計(jì)算課堂回顧：課堂回顧：（1）重晶石粉）重晶石粉（2）石灰石粉）石灰石粉（3）鐵礦粉和鈦鐵礦粉）鐵礦粉和鈦鐵礦粉（4）方鉛礦粉）方鉛礦粉26（1）增加粘度和切力，提高井眼凈化能力；）增加粘度和切力，提高井眼凈化能力；（2）形成低滲透率的致密泥餅，降低濾失量；）形成低滲透率的致密泥餅，降低濾失量；（3）對(duì)于膠結(jié)不良的地層，可改善井眼的穩(wěn)定性；）對(duì)于膠結(jié)不良的地層，可改善井眼的穩(wěn)定性；（4）防止井漏。）防止井漏。1、粘土的概念及在鉆井液中的作用、粘土的概念及在鉆井液中的作用BBBmVVVV112BmVV11

29、223、無(wú)機(jī)處理劑的種類、作用及其機(jī)理、無(wú)機(jī)處理劑的種類、作用及其機(jī)理課堂回顧：課堂回顧：（1）種類：純堿）種類：純堿 ；燒堿；石灰；石膏；氯化鈣；氯化鈉；氯化鉀；燒堿；石灰；石膏；氯化鈣；氯化鈉；氯化鉀；硅酸鈉；重鉻酸鈉和重鉻酸鉀；酸式焦磷酸鈉和六偏磷酸鈉；混合硅酸鈉；重鉻酸鈉和重鉻酸鉀；酸式焦磷酸鈉和六偏磷酸鈉；混合金屬層狀氫氧化物金屬層狀氫氧化物（2）作用機(jī)理：離子交換吸附）作用機(jī)理：離子交換吸附 ；調(diào)控鉆井液的；調(diào)控鉆井液的pH值；沉淀作用值；沉淀作用（沉淀鈣、鎂離子）；絡(luò)合作用（除去鈣、鎂離子等）；與有機(jī)處（沉淀鈣、鎂離子）；絡(luò)合作用（除去鈣、鎂離子等）；與有機(jī)處理劑生成可溶性鹽；抑

30、制溶解的作用理劑生成可溶性鹽；抑制溶解的作用27（1）分散型稀釋劑和聚合物型稀釋劑：通過(guò)配位鍵吸附在粘土顆粒斷鍵邊）分散型稀釋劑和聚合物型稀釋劑：通過(guò)配位鍵吸附在粘土顆粒斷鍵邊緣處，拆散結(jié)構(gòu)；水化基團(tuán)又能給粘土顆粒帶來(lái)較多的負(fù)電荷和水化層，使緣處，拆散結(jié)構(gòu)；水化基團(tuán)又能給粘土顆粒帶來(lái)較多的負(fù)電荷和水化層，使粘土顆粒端面處的雙電層斥力和水化膜厚度增加，從而拆散和削弱了粘土顆粘土顆粒端面處的雙電層斥力和水化膜厚度增加，從而拆散和削弱了粘土顆粒間通過(guò)端粒間通過(guò)端面和端面和端端連接而形成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，使粘度和切力下降；端連接而形成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，使粘度和切力下降；4、有機(jī)降粘劑及其作用機(jī)理、有機(jī)降粘劑及其作

31、用機(jī)理課堂回顧：課堂回顧：（2）聚合物型稀釋劑：一方面，由于其分子量低，可通過(guò)氫鍵優(yōu)先吸）聚合物型稀釋劑：一方面，由于其分子量低，可通過(guò)氫鍵優(yōu)先吸附在粘土顆粒上，從而頂替掉原已吸附在粘土顆粒上的高分子聚合物，附在粘土顆粒上，從而頂替掉原已吸附在粘土顆粒上的高分子聚合物，從而拆散了由高聚物與粘土顆粒之間形成的從而拆散了由高聚物與粘土顆粒之間形成的“橋接網(wǎng)架結(jié)構(gòu)橋接網(wǎng)架結(jié)構(gòu)”；另一方；另一方面，低分子量的降粘劑可與高分子主體聚合物發(fā)生分子間的交聯(lián)作用，面，低分子量的降粘劑可與高分子主體聚合物發(fā)生分子間的交聯(lián)作用，阻礙了聚合物與粘土之間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的形成，從而達(dá)到降低粘度和切力的阻礙了聚合物與粘土之間網(wǎng)

32、架結(jié)構(gòu)的形成，從而達(dá)到降低粘度和切力的目的。目的。28（2）羥）羥乙基纖維乙基纖維素（素（HEC） 在纖維素分子鏈上引入羥乙基，增加水溶性，降濾失機(jī)理與鈉在纖維素分子鏈上引入羥乙基，增加水溶性，降濾失機(jī)理與鈉羧甲基纖維素類似。羧甲基纖維素類似。鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第第三第三節(jié)節(jié) 有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑 29（3）其他纖維素類降濾失劑）其他纖維素類降濾失劑l國(guó)外國(guó)外Drispacl中海油中海油PF-PAC系列系列鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第 上一內(nèi)容 下一內(nèi)容回主目錄O返回第三第三節(jié)節(jié) 有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑 3丙烯酸類聚合物丙烯酸類聚合物 丙烯酸類

33、聚合物是低固相聚合物鉆井液的主要處理劑類型之一丙烯酸類聚合物是低固相聚合物鉆井液的主要處理劑類型之一。制。制備這類聚合物的主要原料有丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯磺酸等。備這類聚合物的主要原料有丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯磺酸等。根據(jù)所引入官能團(tuán)、相對(duì)分子質(zhì)量、水解度和所生成鹽類的不同，可合根據(jù)所引入官能團(tuán)、相對(duì)分子質(zhì)量、水解度和所生成鹽類的不同，可合成一系列鉆井液處理劑。這里僅介紹較常用的降濾失劑水解聚丙烯腈及成一系列鉆井液處理劑。這里僅介紹較常用的降濾失劑水解聚丙烯腈及其鹽類、其鹽類、PAC系列產(chǎn)品和丙烯酸鹽系列產(chǎn)品和丙烯酸鹽SK系列產(chǎn)品。系列產(chǎn)品。30（1）水）水解聚丙烯解聚丙烯腈及其

34、鹽類腈及其鹽類 聚丙烯腈是制造腈聚丙烯腈是制造腈綸（人綸（人造羊造羊毛）的毛）的合成纖維材料，目前用合成纖維材料，目前用于鉆井液的主要是腈綸廢絲經(jīng)堿水解后的產(chǎn)物，外觀為白色粉末，于鉆井液的主要是腈綸廢絲經(jīng)堿水解后的產(chǎn)物，外觀為白色粉末，代號(hào)為代號(hào)為HPAN。聚丙烯腈是一種由丙烯腈合成的高分子聚合物聚丙烯腈是一種由丙烯腈合成的高分子聚合物。其他的有：其他的有：u水解聚丙烯腈鈣鹽（水解聚丙烯腈鈣鹽（Ca-HPAN） u水解聚丙烯腈銨鹽（水解聚丙烯腈銨鹽（NH4-HPAN） 鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第第三第三節(jié)節(jié) 有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑 31 （2）PAC系列產(chǎn)品系列產(chǎn)品 PA

35、C系列產(chǎn)品是指系列產(chǎn)品是指各種復(fù)合離子型的聚丙烯酸鹽聚合各種復(fù)合離子型的聚丙烯酸鹽聚合物（物（PAC），），實(shí)際上是實(shí)際上是具有不同取代基的乙烯基單體及其鹽類的共聚物具有不同取代基的乙烯基單體及其鹽類的共聚物，通過(guò)在高，通過(guò)在高分子鏈節(jié)上引入不同含量的分子鏈節(jié)上引入不同含量的羧基、羧鈉基、羧胺基、酰胺基、磺酸基羧基、羧鈉基、羧胺基、酰胺基、磺酸基和羥基和羥基等共聚而成。該系列產(chǎn)品主要用于聚合物鉆井液體系。等共聚而成。該系列產(chǎn)品主要用于聚合物鉆井液體系。由于各由于各種官能團(tuán)的協(xié)同作用，在各種復(fù)雜地層和不同的礦化度、溫度條件下種官能團(tuán)的協(xié)同作用，在各種復(fù)雜地層和不同的礦化度、溫度條件下均能發(fā)揮其作

36、用均能發(fā)揮其作用。只要調(diào)整好聚合物分子鏈節(jié)中各官能團(tuán)的種類、數(shù)。只要調(diào)整好聚合物分子鏈節(jié)中各官能團(tuán)的種類、數(shù)量、比例、聚合度及分子構(gòu)型，就可設(shè)計(jì)和研制出一系列的處理劑，量、比例、聚合度及分子構(gòu)型，就可設(shè)計(jì)和研制出一系列的處理劑，可以滿足增粘、降粘或降濾失要求，目前應(yīng)用較多的是可以滿足增粘、降粘或降濾失要求，目前應(yīng)用較多的是PAC-141（增粘（增粘降濾失，抗降濾失，抗180、抗飽和鹽）、抗飽和鹽）、PAC-l42（增粘幅度較小）和（增粘幅度較?。┖蚉AC-l43（適用于各種礦化度）等（適用于各種礦化度）等三種產(chǎn)品。三種產(chǎn)品。鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第第三第三節(jié)節(jié) 有機(jī)處

37、理劑有機(jī)處理劑 32（3）丙）丙烯酸鹽烯酸鹽SK系列產(chǎn)品系列產(chǎn)品 該該系列產(chǎn)品為系列產(chǎn)品為丙烯酸鹽的多元共聚物丙烯酸鹽的多元共聚物。其外觀為白色粉末，易溶于。其外觀為白色粉末，易溶于水，溶液呈堿性。主要用做水，溶液呈堿性。主要用做聚合物鉆井液的降濾失劑聚合物鉆井液的降濾失劑。但不同型號(hào)的。但不同型號(hào)的產(chǎn)品在性能上有所區(qū)別產(chǎn)品在性能上有所區(qū)別。SK-1可用于無(wú)固相完井液和低固相鉆井液，在配合用可用于無(wú)固相完井液和低固相鉆井液，在配合用NaCl、CaCl2等等無(wú)機(jī)鹽加重的過(guò)程中，主要起降濾失和增粘的作用無(wú)機(jī)鹽加重的過(guò)程中，主要起降濾失和增粘的作用。 SK-2是一種具有是一種具有較強(qiáng)的抗鹽、抗鈣能力

38、，不增粘較強(qiáng)的抗鹽、抗鈣能力，不增粘的降濾失劑的降濾失劑。SK-3主要用在當(dāng)聚合物鉆井液受到無(wú)機(jī)鹽污染后，作為主要用在當(dāng)聚合物鉆井液受到無(wú)機(jī)鹽污染后，作為降粘劑降粘劑，同，同時(shí)可改善鉆井液的熱穩(wěn)定時(shí)可改善鉆井液的熱穩(wěn)定性（高溫穩(wěn)定性），性（高溫穩(wěn)定性），降低高溫高壓濾失量降低高溫高壓濾失量。33鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第 上一內(nèi)容上一內(nèi)容 下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回返回第三第三節(jié)節(jié) 有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑 4樹(shù)脂類樹(shù)脂類以酚醛樹(shù)脂為主體，經(jīng)磺化或引入其它官能團(tuán)而制得。以酚醛樹(shù)脂為主體，經(jīng)磺化或引入其它官能團(tuán)而制得。 （1）磺）磺甲基酚醛樹(shù)脂甲基酚醛樹(shù)脂磺甲基酚

39、醛樹(shù)磺甲基酚醛樹(shù)脂（脂（SMP-I，SMP-II）是一類抗）是一類抗高溫降濾失劑。高溫降濾失劑。合成：合成： 其其合成路線是先在合成路線是先在酸性條酸性條件（件（pH=3-4）下）下使甲醛與苯酚反應(yīng)，生成線型酚使甲醛與苯酚反應(yīng)，生成線型酚醛樹(shù)脂；再在堿性條件下加入磺甲基化試劑進(jìn)行分步磺化；通過(guò)適當(dāng)控制反醛樹(shù)脂；再在堿性條件下加入磺甲基化試劑進(jìn)行分步磺化；通過(guò)適當(dāng)控制反應(yīng)條件，可得到磺化度較高和相對(duì)分子質(zhì)量較大的產(chǎn)品。應(yīng)條件，可得到磺化度較高和相對(duì)分子質(zhì)量較大的產(chǎn)品。 它它的另一種合成路線是：將苯酚、甲醛、亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉一次投料，的另一種合成路線是：將苯酚、甲醛、亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉一次投

40、料，在堿催化條件下，縮合和磺化反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行在堿催化條件下，縮合和磺化反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，最后生成磺甲基酚醛樹(shù)脂。，最后生成磺甲基酚醛樹(shù)脂。34 （2）磺）磺化木質(zhì)素磺甲基酚醛樹(shù)脂縮合化木質(zhì)素磺甲基酚醛樹(shù)脂縮合物（物（SLSP）該該產(chǎn)品是產(chǎn)品是磺化木質(zhì)素與磺甲基酚醛樹(shù)脂的縮合物磺化木質(zhì)素與磺甲基酚醛樹(shù)脂的縮合物，代號(hào)為，代號(hào)為SLSP。 SLSP與磺甲基酚醛樹(shù)脂有相似的優(yōu)良性能，但在原來(lái)樹(shù)脂與磺甲基酚醛樹(shù)脂有相似的優(yōu)良性能，但在原來(lái)樹(shù)脂的基礎(chǔ)上引人了一部分磺化木質(zhì)素。所以的基礎(chǔ)上引人了一部分磺化木質(zhì)素。所以SLSP在降低鉆井液濾在降低鉆井液濾失量的同時(shí)，還有優(yōu)良的失量的同時(shí)，還有優(yōu)良的稀釋特性。稀釋特

41、性。缺點(diǎn)是在鉆井液中比較容易起泡，必要時(shí)需配合加入消泡劑。缺點(diǎn)是在鉆井液中比較容易起泡，必要時(shí)需配合加入消泡劑。 （3）磺）磺化褐煤樹(shù)脂化褐煤樹(shù)脂 SPNH（類同國(guó)外（類同國(guó)外Resinex）35褐煤與腈綸廢絲通過(guò)接枝共聚和磺化制得，抗溫達(dá)褐煤與腈綸廢絲通過(guò)接枝共聚和磺化制得，抗溫達(dá)220，抗鹽達(dá)，抗鹽達(dá)10%，抗鈣達(dá)抗鈣達(dá)0.2%。鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第 上一內(nèi)容上一內(nèi)容 下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回返回第三節(jié)第三節(jié) 有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑 5淀粉類淀粉類 淀淀粉（粉（Starch）的）的結(jié)構(gòu)與纖維素相似，屬于碳水化合物，是最早使結(jié)構(gòu)與纖維素相似，屬于碳水

42、化合物，是最早使用的鉆井液降濾失劑之一用的鉆井液降濾失劑之一。目前有羧甲基淀粉目前有羧甲基淀粉CMS，羥乙基淀粉，羥乙基淀粉HPS和和抗溫淀粉抗溫淀粉DFD-140及中海油的及中海油的float系列。系列。 在某些鉆井液中，加入淀粉在某些鉆井液中，加入淀粉不僅可以降低濾失量，而且還有助于提高不僅可以降低濾失量，而且還有助于提高鉆井液中粘土顆粒的聚結(jié)穩(wěn)定性鉆井液中粘土顆粒的聚結(jié)穩(wěn)定性。淀粉。淀粉在淡水、海水和飽和鹽水鉆井液中在淡水、海水和飽和鹽水鉆井液中均可使用均可使用。淀粉的。淀粉的降濾失機(jī)理降濾失機(jī)理一方面是它一方面是它吸收水分，減少了鉆井液中的自吸收水分，減少了鉆井液中的自由水由水；另一方

43、面是形成的囊狀物可進(jìn)入泥餅的細(xì)縫中，從而堵塞水的通路，；另一方面是形成的囊狀物可進(jìn)入泥餅的細(xì)縫中，從而堵塞水的通路，進(jìn)一步進(jìn)一步降低了泥餅的滲透性降低了泥餅的滲透性。36鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第 上一內(nèi)容 下一內(nèi)容回主目錄O返回第三第三節(jié)節(jié) 有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑 三、增粘劑三、增粘劑 增粘劑除了起增粘作用外，還往往兼作增粘劑除了起增粘作用外，還往往兼作頁(yè)巖抑制頁(yè)巖抑制劑（包劑（包被被劑）、劑）、降降濾失濾失劑及劑及流型改進(jìn)流型改進(jìn)劑。因此，使用增粘劑常常有利于改善鉆井液的流變劑。因此，使用增粘劑常常有利于改善鉆井液的流變性，也有利于井壁穩(wěn)定。增粘劑種類很多。性，也有利

44、于井壁穩(wěn)定。增粘劑種類很多。371XC生物聚合物生物聚合物 XC生物聚合物又稱做黃原膠黃原膠，是由黃原菌類作用于碳水化合物而生成的高分子鏈狀多糖聚合物，相對(duì)分子質(zhì)量可高達(dá)5106，易溶于水。是一種適用于淡水、鹽水和飽和鹽水鉆井液的高效增粘劑淡水、鹽水和飽和鹽水鉆井液的高效增粘劑，加入很少的量（0.2%0.3%）即可產(chǎn)生較高的粘度，并兼有降濾失作用。它的另一顯著特點(diǎn)是具有優(yōu)良的剪切稀釋性能，能夠有效地改進(jìn)流型（即增大動(dòng)塑比，降低n值）。用它處理的鉆井液在高剪切高剪切速率下的極限粘度很低，有利于提高機(jī)械鉆速速率下的極限粘度很低，有利于提高機(jī)械鉆速；而在環(huán)形空間的低剪切速率下又具有較高的粘度，并有利

45、于形成平板形層流，使鉆井鉆井液攜帶巖屑的能力明顯增強(qiáng)液攜帶巖屑的能力明顯增強(qiáng)。382羥乙基纖維素羥乙基纖維素 羥乙基纖維羥乙基纖維素（代素（代號(hào)號(hào)HEC）是）是一種水溶性的一種水溶性的纖維素衍生物纖維素衍生物。外觀為白色或淺黃色固體粉末。它無(wú)嗅、無(wú)味、無(wú)毒，溶于水后外觀為白色或淺黃色固體粉末。它無(wú)嗅、無(wú)味、無(wú)毒，溶于水后形成粘稠的膠狀液。形成粘稠的膠狀液。 該處理劑是該處理劑是由纖維素和環(huán)氧乙烷經(jīng)羥乙基化制成的產(chǎn)品由纖維素和環(huán)氧乙烷經(jīng)羥乙基化制成的產(chǎn)品，主要，主要在聚合物鉆井液中起在聚合物鉆井液中起增粘作用增粘作用。其顯著特點(diǎn)是在增粘的同時(shí)不增加。其顯著特點(diǎn)是在增粘的同時(shí)不增加切力，切力，因此

46、在鉆井液切力過(guò)高致使開(kāi)泵困難時(shí)常被選用因此在鉆井液切力過(guò)高致使開(kāi)泵困難時(shí)常被選用。增粘程度。增粘程度一般與時(shí)間、溫度和含鹽量有關(guān)，抗溫能力可達(dá)一般與時(shí)間、溫度和含鹽量有關(guān)，抗溫能力可達(dá)107121。39鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第 上一內(nèi)容 下一內(nèi)容回主目錄O返回第三第三節(jié)節(jié) 有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑 四、頁(yè)巖四、頁(yè)巖抑制防塌劑抑制防塌劑 概括地講，處理劑在鉆井液中所起的作用主要有兩個(gè)：概括地講，處理劑在鉆井液中所起的作用主要有兩個(gè)：一是維持鉆一是維持鉆井液性能穩(wěn)定井液性能穩(wěn)定，二是，二是保持井壁穩(wěn)定保持井壁穩(wěn)定。凡是能有效地抑制頁(yè)巖水化膨脹和分凡是能有效地抑制頁(yè)巖水化膨脹和

47、分散，主要起穩(wěn)定井壁作用的處理劑均可稱做頁(yè)巖抑制劑，又稱防塌劑散，主要起穩(wěn)定井壁作用的處理劑均可稱做頁(yè)巖抑制劑，又稱防塌劑。本。本節(jié)簡(jiǎn)要介紹幾種重要的有機(jī)防塌劑。節(jié)簡(jiǎn)要介紹幾種重要的有機(jī)防塌劑。 401、瀝青類、瀝青類 （1）氧）氧化瀝青化瀝青 氧化瀝青為黑色均勻分散的粉末，難溶于水，多數(shù)產(chǎn)品的軟化氧化瀝青為黑色均勻分散的粉末，難溶于水，多數(shù)產(chǎn)品的軟化點(diǎn)為點(diǎn)為150160，細(xì)度為通過(guò)，細(xì)度為通過(guò)60目篩的部分占目篩的部分占85%。主要在主要在水基鉆水基鉆井液中用做頁(yè)巖抑制劑，并兼有潤(rùn)滑作用井液中用做頁(yè)巖抑制劑，并兼有潤(rùn)滑作用，一般加量為，一般加量為l%2%。此外，還可分散在此外，還可分散在油基

48、鉆井液中起增粘和降濾失作用油基鉆井液中起增粘和降濾失作用。41 （2）磺）磺化瀝青化瀝青 磺化瀝青的磺化瀝青的防塌機(jī)防塌機(jī)理理：磺化瀝青中由于含有磺酸基，水化作用磺化瀝青中由于含有磺酸基，水化作用很強(qiáng)，當(dāng)很強(qiáng)，當(dāng)吸附在頁(yè)巖晶層斷面上吸附在頁(yè)巖晶層斷面上時(shí)，可時(shí)，可阻止頁(yè)巖顆粒的水化分散阻止頁(yè)巖顆粒的水化分散；同時(shí)同時(shí)不溶于水的部分又能起到填充孔喉和裂縫的封堵作用，并可覆不溶于水的部分又能起到填充孔喉和裂縫的封堵作用，并可覆蓋在頁(yè)巖表面，改善泥餅質(zhì)量蓋在頁(yè)巖表面，改善泥餅質(zhì)量。但隨著溫度的升高，磺化瀝青的封。但隨著溫度的升高，磺化瀝青的封堵能力會(huì)有所下降?；腔癁r青還在鉆井液中堵能力會(huì)有所下降?；?/p>

49、化瀝青還在鉆井液中起潤(rùn)滑和降低高溫高壓起潤(rùn)滑和降低高溫高壓濾失量的作用濾失量的作用，是一種多功能的有機(jī)處理劑。，是一種多功能的有機(jī)處理劑。 （3）天）天然瀝青和改性瀝青然瀝青和改性瀝青 42 2鉀鹽腐植酸類鉀鹽腐植酸類（1）腐）腐植酸鉀植酸鉀 腐植酸腐植酸鉀（鉀（KHm）是）是以褐煤為原料，用以褐煤為原料，用KOH提取而制得的提取而制得的產(chǎn)品。外觀為黑褐色粉末，易溶于水，水溶液的產(chǎn)品。外觀為黑褐色粉末，易溶于水，水溶液的pH值為值為9l0。主。主要要用做淡水鉆井液的頁(yè)巖抑制劑，并兼有降粘和降濾失作用用做淡水鉆井液的頁(yè)巖抑制劑，并兼有降粘和降濾失作用?？?。抗溫能力為溫能力為180。 （2）硝）硝

50、基腐植酸基腐植酸鉀（鉀（MHP） 43 （3）K21 防塌劑防塌劑K21是是硝基腐植酸鉀、特種樹(shù)脂、三羥乙基酚和硝基腐植酸鉀、特種樹(shù)脂、三羥乙基酚和磺化石蠟等的復(fù)配產(chǎn)品磺化石蠟等的復(fù)配產(chǎn)品。黑。黑色粉末，易溶于水，水溶液呈堿色粉末，易溶于水，水溶液呈堿性。是一種常用的頁(yè)巖抑制劑，具有較強(qiáng)的性。是一種常用的頁(yè)巖抑制劑，具有較強(qiáng)的抑制頁(yè)巖水化抑制頁(yè)巖水化的的作用，并能作用，并能降粘和降低濾失量，抗溫可達(dá)降粘和降低濾失量，抗溫可達(dá)180。 頁(yè)巖抑制劑類產(chǎn)品還有許多。例如，頁(yè)巖抑制劑類產(chǎn)品還有許多。例如，各種聚合物類和聚合醇各種聚合物類和聚合醇類有機(jī)處理劑類有機(jī)處理劑，硅酸鹽類、鉀鹽類、銨鹽類和正電膠

51、等無(wú)機(jī)處硅酸鹽類、鉀鹽類、銨鹽類和正電膠等無(wú)機(jī)處理劑理劑都是性能優(yōu)良的頁(yè)巖抑制劑。都是性能優(yōu)良的頁(yè)巖抑制劑。44第三節(jié) 粘土的水化膨脹作鉆井液工藝原理電子教案鉆井液工藝原理電子教案 第第 上一內(nèi)容上一內(nèi)容 下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回返回第三第三節(jié)節(jié) 有有機(jī)處理劑機(jī)處理劑 五、絮凝劑五、絮凝劑1.定義：使鉆井液固相顆粒聚結(jié)變大的化學(xué)劑定義：使鉆井液固相顆粒聚結(jié)變大的化學(xué)劑2.分類：無(wú)機(jī)絮凝劑，有機(jī)絮凝劑分類：無(wú)機(jī)絮凝劑，有機(jī)絮凝劑有機(jī)絮凝有機(jī)絮凝劑劑按按官能團(tuán)類型：非離子型、陰離子型、陽(yáng)離子型和兩性離子官能團(tuán)類型：非離子型、陰離子型、陽(yáng)離子型和兩性離子型型按絮凝粘土顆粒種類：完全絮凝

52、劑和選擇性絮凝劑按絮凝粘土顆粒種類：完全絮凝劑和選擇性絮凝劑 45（1）聚）聚丙酰丙酰胺（胺（PAM），），非離子型親水性高分子；非離子型親水性高分子；（2）部）部分水解聚丙烯酰分水解聚丙烯酰胺（胺（HPAM），），在分子鏈中引入羧鈉基在分子鏈中引入羧鈉基團(tuán)，屬陰離子型高分子電解質(zhì)，一般水解度為團(tuán)，屬陰離子型高分子電解質(zhì)，一般水解度為30%，具有選擇絮具有選擇絮凝鉆屑的作用。凝鉆屑的作用。（3）80A51，丙烯酰胺和丙烯酸鈉共聚物，分子量，丙烯酰胺和丙烯酸鈉共聚物，分子量400-700萬(wàn)，萬(wàn)，陰離子型選擇性處理劑。陰離子型選擇性處理劑。（4）CPAM，陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺。，陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺。

53、 3.常常見(jiàn)有機(jī)絮凝劑見(jiàn)有機(jī)絮凝劑464、作用機(jī)理、作用機(jī)理a. 無(wú)機(jī)絮凝劑無(wú)機(jī)絮凝劑 主要是一些無(wú)機(jī)鹽，如氯化鈉、氯化鈣等。作主要是一些無(wú)機(jī)鹽，如氯化鈉、氯化鈣等。作用機(jī)理：通過(guò)離子交換吸附壓縮雙電層，降低粘土顆粒表面電用機(jī)理：通過(guò)離子交換吸附壓縮雙電層，降低粘土顆粒表面電動(dòng)電位，水化膜變薄，使粘土顆粒產(chǎn)生絮凝。動(dòng)電位，水化膜變薄，使粘土顆粒產(chǎn)生絮凝。b. 有機(jī)絮凝劑有機(jī)絮凝劑 主要高分子聚合主要高分子聚合物（分物（分子子量量300萬(wàn)）。萬(wàn)）。非離子非離子型和陰離子型絮凝劑主要是通過(guò)吸附、橋接、蜷曲、下沉機(jī)理；型和陰離子型絮凝劑主要是通過(guò)吸附、橋接、蜷曲、下沉機(jī)理；陽(yáng)離子絮凝劑除了搭橋機(jī)理以外，還具有電性中和，具有更快陽(yáng)離子絮凝劑除了搭橋機(jī)理以外，還具有電性中和，具有更快更高的絮凝效率。更高的絮凝效率。475、影響因素、影響因素分子量分子量：相對(duì)分子量：相對(duì)分子量300600萬(wàn)，太小，萬(wàn)，太小，分子鏈太短絮凝效果變差分子鏈太短絮凝效果變差，小于小于1萬(wàn)，起到的主要作用就會(huì)是降粘作用，太高，則會(huì)萬(wàn)，起到的主要作用就會(huì)是降粘作用，太高，則會(huì)影響在水中影響在水中的溶解度的溶解度；水解度水解度，太低，太低影響伸展，水溶性差影響伸展，水溶性差，水解度太高則，水解度太高則影響吸附影響吸附，因?yàn)檎?，因?yàn)檎惩令w粒也是帶負(fù)