鉆井化學(xué)部分總結(jié)及復(fù)習(xí)

1、鉆井化學(xué)部分復(fù)習(xí)鉆井化學(xué)部分復(fù)習(xí) 題題第一部分第一部分 填空題填空題 1、粘土礦物的基本構(gòu)造單元是 和 。 2、鉆井液的主要功能有 、 、 、 等。 3、常見(jiàn)粘土礦物有 、 、 。 Si-O四面體Al-O八面體攜帶和懸浮巖屑 穩(wěn)定和平衡地層壓力冷卻和潤(rùn)滑鉆頭鉆具傳遞水動(dòng)力高嶺石蒙脫石伊利石5、粘土表面電荷的來(lái)源有 、 、 。6、油包水鉆井的主要組成有 、 、 、 、 等。7、膠體的穩(wěn)定性取決于質(zhì)點(diǎn)間吸引與排斥作用的相對(duì)大小，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)間的斥力 引力時(shí)，質(zhì)點(diǎn)就穩(wěn)定；當(dāng)斥力 引力時(shí)，質(zhì)點(diǎn)就聚結(jié)。晶格取代粘土表面-OH的解離吸附油水有機(jī)土乳化劑潤(rùn)濕劑大于小于8、鉆井液類(lèi)型有 、 、 等。9、粘土礦物1：

2、1型基本結(jié)構(gòu)層由一個(gè)Si-O四面體晶片和一個(gè)AL-O八面體晶片 組成。水基鉆井液油基鉆井液氣體流體10、 鉆井液流變模式有 、 、 等。11、要控制滲入地層的濾液量，就必須控制 濾失量 要控制泥餅厚度，就必須控制 濾失量。賓漢模式冪律模式卡森模式動(dòng)靜12、蒙脫石的層間引力主要是 ，其水化分散性 ；高嶺石的層間引力主要是 ，其水化分散性 。13、親油的表面活性劑做乳化劑，易形成 型乳狀液；親水表面活性劑做乳化劑，易形成 型乳狀液。分子間力強(qiáng)氫鍵弱W/OO/W14、一般來(lái)說(shuō)，鉆井液處于 層流層流 狀態(tài)時(shí)，對(duì)攜巖效果較好；動(dòng)塑比0/p越 大大 或流性指數(shù)n越 小小 ，越有利于提高攜巖效率，一般要求0

3、（Pa）/p（mPa.s）的比值 0.36-0.48 。15、鉆井過(guò)程可能遇到的復(fù)雜情況有 井壁不穩(wěn)定井壁不穩(wěn)定 、漏失漏失 、卡鉆卡鉆 和 井噴井噴 。16、一般而言，淺層泥頁(yè)巖吸水后引起井徑 縮小縮小 ，深層硬脆性泥頁(yè)巖易產(chǎn)生 剝落掉塊剝落掉塊 ，導(dǎo)致井徑 擴(kuò)大擴(kuò)大 。 1、晶格取代、晶格取代第二部分第二部分 名詞解釋名詞解釋粘土礦物中硅氧四面體中的硅和鋁氧八面體中的鋁分別被低價(jià)的離子取代，而使粘土礦物表面帶負(fù)電的現(xiàn)象。2 2、陽(yáng)離子交換容量、陽(yáng)離子交換容量在pH=7時(shí)，每100克粘土礦物所能交換的陽(yáng)離子的毫摩爾數(shù)。3 3、造漿率、造漿率 1噸干粘土所能配制粘度為 15mPa.s鉆井液的體

4、積數(shù)，m3/T。4、動(dòng)力穩(wěn)定性、動(dòng)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(zhì)5、塑性粘度、塑性粘度 鉆井液在層流下達(dá)到動(dòng)平衡時(shí)，固相顆粒之間、固相顆粒與液相之間以及液相內(nèi)部?jī)?nèi)摩擦力的大小 鉆井液在層流狀態(tài)下達(dá)到動(dòng)平衡（結(jié)構(gòu)破壞速度等于恢復(fù)速度）時(shí)的切力，反映網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)弱。6、動(dòng)切力、動(dòng)切力 7、剪切速率、剪切速率 層流流體在垂直于流動(dòng)方向上單位距離內(nèi)流速的變化量。 8、表觀(guān)粘度、表觀(guān)粘度 鉆井液剪切應(yīng)力與對(duì)應(yīng)剪切速率之比。9、流變模式、流變模式 描述與關(guān)系的數(shù)學(xué)關(guān)系式。11、濾失量、濾失量 鉆井液在一定溫度、一定壓差、一定時(shí)間之內(nèi)通過(guò)一定面積的介質(zhì)的液體的量。 10、濾失、濾失 在

5、壓力差作用下，鉆井液中的自由流體向井壁裂隙或孔隙滲透，鉆井液中的固相顆粒粘附著在井壁上形成泥餅的過(guò)程。12、造壁性、造壁性鉆井液中的自由流體向井壁裂隙或孔隙滲透的同時(shí)，鉆井液中的固相顆粒粘附著在井壁上形成泥餅的性質(zhì)。13、剪切稀釋特性、剪切稀釋特性表觀(guān)粘度隨剪切速率增大而降低的特性。14、壓差卡鉆、壓差卡鉆 在鉆井液壓力與地層孔隙壓力之差的作用下，靜止鉆具緊壓在井壁泥餅上而導(dǎo)致的卡鉆 。15、井漏、井漏 在鉆井、固井、測(cè)試等過(guò)程中，工作液在壓差作用下大量漏入地層的現(xiàn)象。第三部分第三部分 簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)答題 1 1、簡(jiǎn)述粘土擴(kuò)散雙電層、簡(jiǎn)述粘土擴(kuò)散雙電層 粘土顆粒因晶格取代等原因而帶負(fù)電，吸附陽(yáng)離子以

6、維持電中性。在水中陽(yáng)離子以擴(kuò)散狀態(tài)存在，粘土顆粒表面與分散介質(zhì)之間形成擴(kuò)散雙電層，存在電動(dòng)電位。2 2、什么選擇蒙脫土作鉆井液配漿土？、什么選擇蒙脫土作鉆井液配漿土？ （1）蒙脫土為2：1型粘土礦物，晶層之間以分子間力聯(lián)結(jié)，引力較弱，水易進(jìn)入晶層導(dǎo)致粘土水化膨脹和分散；（2）蒙脫土晶格取代強(qiáng)，陽(yáng)離子交換容量大，易導(dǎo)致粘土水化膨脹和分散。3、粘土顆粒的基本聯(lián)結(jié)方式？鉆井液中常、粘土顆粒的基本聯(lián)結(jié)方式？鉆井液中常見(jiàn)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)類(lèi)型？見(jiàn)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)類(lèi)型？ 端-端、 端-面、 面-面。4、簡(jiǎn)述粘土顆粒帶電的原因、簡(jiǎn)述粘土顆粒帶電的原因 （1）晶格取代。（2）顆粒表面羥基的解離。（3）吸附離子。5、粘土礦物

7、的水化膨脹種類(lèi)和機(jī)理、粘土礦物的水化膨脹種類(lèi)和機(jī)理（1）表面水化（2） 滲透水化6、寫(xiě)出賓漢模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式并解釋有關(guān)、寫(xiě)出賓漢模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式并解釋有關(guān)流變參數(shù)的意義流變參數(shù)的意義。 7、簡(jiǎn)述塑性粘度和動(dòng)切力的具體調(diào)整方法、簡(jiǎn)述塑性粘度和動(dòng)切力的具體調(diào)整方法（包括降低和升高兩種情況）（包括降低和升高兩種情況） = 0+ p 式中： 0 ：動(dòng)切力或屈服值，Pa p ：塑性粘度， Pa.S使塑性粘度增大：使塑性粘度增大：加預(yù)水化般土加預(yù)水化般土 ，加增粘劑；，加增粘劑；降低：降低：使用固控設(shè)備，使用化學(xué)絮凝劑，加水稀釋。使用固控設(shè)備，使用化學(xué)絮凝劑，加水稀釋。使動(dòng)切力增大：使動(dòng)切力增大：加預(yù)水化

8、般土加預(yù)水化般土 ，加高分子聚合物，加適量的電解質(zhì)；，加高分子聚合物，加適量的電解質(zhì)；降低：降低：加降粘劑，加水稀釋?zhuān)鸺咏嫡硠铀♂專(zhuān)?升高的電解質(zhì)。升高的電解質(zhì)。8、為什么要求鉆井液具有較好的剪切稀釋性？、為什么要求鉆井液具有較好的剪切稀釋性？ 環(huán)形空間：環(huán)形空間： 低， a大，有利于攜帶鉆屑 鉆頭水眼：鉆頭水眼： 大， a小，有利于水力破巖9、簡(jiǎn)述鉆井液流變性與鉆井的關(guān)系。、簡(jiǎn)述鉆井液流變性與鉆井的關(guān)系。 （1）攜帶巖屑，保證井底和井眼的清潔； （2）懸浮巖屑與重晶石； （3）影響鉆井速度 （4）影響井下安全10、鉆井對(duì)鉆井液濾失造壁性的基本要求、鉆井對(duì)鉆井液濾失造壁性

9、的基本要求(1)濾失量適中一般地層易塌地層VAPI 10mlVHTHP 20mlVAPI 5ml VHTHP 15ml(2）泥餅薄、致密、韌性好、摩阻小11、NaOH和和Na2CO3分別在鉆井液中的主要作用分別在鉆井液中的主要作用 純堿（ Na2CO3 )（1）配漿時(shí)使用）配漿時(shí)使用： Ca-粘土+Na2CO3 Na-粘土+CaCO3（2）鉆水泥塞時(shí)使用）鉆水泥塞時(shí)使用 Na2CO3 +Ca2+ = CaCO3 + 2Na+燒堿（燒堿（NaOH）：）：提高鉆井液堿性提高鉆井液堿性12、簡(jiǎn)述產(chǎn)生選擇性絮凝的原因、簡(jiǎn)述產(chǎn)生選擇性絮凝的原因 部分水解聚丙烯酰胺帶負(fù)電，膨潤(rùn)土表面電荷密度大，與部分水解

10、聚丙烯酰胺分子間斥力大，吸附弱；地層巖屑表面電荷密度小，對(duì)部分水解聚丙烯酰胺吸附強(qiáng)。13、簡(jiǎn)述降粘劑及其作用機(jī)理、簡(jiǎn)述降粘劑及其作用機(jī)理（1）常用降粘劑有天然及改性產(chǎn)品如單寧類(lèi)、木質(zhì)素類(lèi)和合成產(chǎn)品如烯類(lèi)單體聚合物等。其分子中都含有吸附基團(tuán)和水化基團(tuán)，且兩者有一定的比例。（2）作用機(jī)理： a：增加粘土顆粒的電動(dòng)電位，增加顆粒間靜電斥力，削弱和拆散粘土顆粒間形成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)； b：增加粘土顆粒水化膜厚度，增加顆粒間彈性斥力； c：與大分子競(jìng)爭(zhēng)吸附，拆散粘土與大分子形成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。 14、簡(jiǎn)述、簡(jiǎn)述CMC的降濾失作用機(jī)理的降濾失作用機(jī)理 （1） 護(hù)膠作用； （2） 物理封堵作用； （3） 增加液相粘度

11、的作用。15、簡(jiǎn)述鐵鉻鹽的作用機(jī)理、簡(jiǎn)述鐵鉻鹽的作用機(jī)理 鐵鉻鹽吸附在粘土顆粒上，使粘土顆粒電動(dòng)電位升高，顆粒間斥力增大，拆散粘土顆粒之間的結(jié)構(gòu)，從而使鉆井液粘、切降低。 16、分析粘土在水基鉆井液中的作用、分析粘土在水基鉆井液中的作用 （1）提供細(xì)顆粒，形成泥餅，降低濾失量； （2）增加鉆井液粘度與切力，懸浮和攜帶固相； （3）與處理劑結(jié)合，發(fā)揮處理劑功用。17、鉆井液保持弱堿性的主要原因、鉆井液保持弱堿性的主要原因 （1）粘土具有適當(dāng)?shù)姆稚⒍?，便于控制和調(diào)整鉆井液性能（2）可以使有機(jī)處理劑充分發(fā)揮其效能（3）對(duì)鉆具腐蝕性低（4）可抑制體系中鈣、鎂鹽的溶解18、分析水基鉆井液遇鹽侵后的現(xiàn)象及

12、原因、分析水基鉆井液遇鹽侵后的現(xiàn)象及原因 （1）現(xiàn)象：鹽侵早期早期，鉆井液粘、切上升，濾失量變化不大；隨著鹽侵的繼續(xù)，鉆井液粘、切急劇下降，濾失量急劇上升。（2）原因：鹽侵早期，進(jìn)入鉆井液的鹽量較少，鈉離子壓縮粘土顆粒的雙電層，粘土顆粒之間斥力降低，結(jié)構(gòu)增強(qiáng)；鹽侵繼續(xù)，進(jìn)入鉆井液的鹽增多，粘土顆粒雙電層被進(jìn)一步壓縮，小顆粒聚結(jié)成大顆粒。第四部分第四部分 計(jì)算題計(jì)算題1、用重晶石（B=4.2g/cm3）把200 m3鉆井液由密度1=1.15g/cm3加重到2=2.0g/cm3。試求：若最終體積無(wú)限制，需加入重晶石多少?lài)?？若最終體積為200 m3，需加入重晶石多少?lài)?？加重前后體積關(guān)系式：加重前后體積關(guān)系式：VVV12加重前后質(zhì)量關(guān)系式：加重前后質(zhì)量關(guān)系式：mVV11222112 VV)(12VVm