水基鉆井液體系介紹課件

1、泥漿塘沽基地系列培訓(xùn)教材水基鉆井液體系介紹1COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006泥漿塘沽基地系列培訓(xùn)教材水基鉆井液體系介紹1COPYRIGH目 錄PEMTM鉆井液體系PECTM鉆井液體系PRDTM儲(chǔ)層鉆進(jìn)液小陽離子鉆井液體系硅酸鹽鉆井液體系微泡沫鉆井液體系其他鉆井液體系簡(jiǎn)介2COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006目 錄PEMTM鉆井液體系2COPYRIGHT:泥漿塘 PEMTM鉆井液體系Protecting Environment Mud 3COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006 PEMTM鉆井液體系3COPYRIGHT:泥漿塘沽國(guó)內(nèi)領(lǐng)先近10年的環(huán)境可接受的水基防塌鉆井液體系（簡(jiǎn)稱P

2、EM泥漿體系，Protecting Environment Mud） - 滿足鉆井作業(yè)要求 - 滿足環(huán)境保護(hù)的要求 - 滿足保護(hù)油氣層的要求 - 節(jié)約鉆井整體成本 - 提高泥漿服務(wù)質(zhì)量PEM鉆井液體系國(guó)內(nèi)領(lǐng)先近10年的環(huán)境可接受的水基防塌鉆井液體系（簡(jiǎn)稱PEM中國(guó)海域應(yīng)用最廣泛/最成熟的泥漿體系PEM泥漿從95年至今在渤海使用現(xiàn)已超300口,并在大港使用十多口井，在勝利、冀東均有應(yīng)用；也曾在PHILIPPS的外方井使用，均獲成功。最大使用密度1.97，最高使用井溫超170C。其抗溫及抗各種污染能力均得到充分驗(yàn)證。為渤海的優(yōu)快鉆井項(xiàng)目中立下汗馬功勞PEM鉆井液體系5COPYRIGHT:泥漿塘沽基

3、地2006中國(guó)海域應(yīng)用最廣泛/最成熟的泥漿體系PEM鉆井液體系5COPPEM 泥漿是一種與環(huán)境更友善且部分具有油基泥漿特性的水基泥漿。其主要產(chǎn)品是PF-JLX 一種聚合醇。PEM 泥漿鉆井液體系PEM泥漿作用機(jī)理高分子材料的吸附包被絮凝JLX氫鍵作用JLX在高溫霧點(diǎn)的行為PFTEX的防塌作用K的防塌作用6COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006PEM 泥漿是一種與環(huán)境更友善且部分具有油基泥漿特性的水PF-JLX 的濁點(diǎn)效應(yīng) A: 低于濁點(diǎn)，全部可溶。 B: 在濁點(diǎn)處，不溶且為霧滴壯。 C: 高于濁點(diǎn)，形成膠束。ABCPEM 泥漿鉆井液體系7COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006PF-JLX

4、的濁點(diǎn)效應(yīng) A: 低于濁點(diǎn)，全部可溶。ABCP作用原理 PF-JLX 膠素能夠侵入孔吼并堵塞防止泥漿進(jìn)一步進(jìn)入地層. PF-JLX 包被鉆屑防止分散和水化. PF-JLX 能吸附在鉆具和井壁改善潤(rùn)滑性. PF-JLX 能增加泥餅韌性，降低失水.PEM 泥漿鉆井液體系8COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006作用原理 PF-JLX 膠素能夠侵入孔吼并堵塞防止泥漿進(jìn)一步強(qiáng)抑制性優(yōu)良的潤(rùn)滑性和防泥包性良好的兼容性大的固相容量限良好的油層保護(hù)效果環(huán)境可接受性好對(duì)錄井無影響PEM鉆井液優(yōu)點(diǎn)PEM 泥漿鉆井液體系9COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006強(qiáng)抑制性PEM鉆井液優(yōu)點(diǎn)PEM 泥漿鉆井液體系9CO

5、PYRIPEM鉆井液保護(hù)儲(chǔ)層的優(yōu)勢(shì)1、強(qiáng)抑制性，粘度顆粒運(yùn)移對(duì)油層損害機(jī)理減輕2、可控制使用相對(duì)較低的比重，降低P3、良好的鉆井液性能使鉆井作業(yè)更為順利，減少儲(chǔ)層浸泡時(shí)間4、良好的封堵作用，鉆井液濾液侵入淺 5、低比重固相含量低，對(duì)儲(chǔ)層的固相侵入傷害小6、鉆井液與地層液體配伍性普遍較好10COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006PEM鉆井液保護(hù)儲(chǔ)層的優(yōu)勢(shì)1、強(qiáng)抑制性，粘度顆粒運(yùn)移對(duì)油層損 PECTM鉆井液體系Polymer Enhance Cation Drilling Fluid 11COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006 PECTM鉆井液體系11COPYRIGHT:泥漿塘軟泥巖地層的井壁

6、情況圖示：濾液侵入地層簡(jiǎn)圖 硬脆地層水化地層硬脆地層水化地層濾液、K鉆井液硬脆地層水化地層硬脆地層水化地層濾液、K鉆井液硬脆地層水化地層硬度地層水化地層硬度地水化地層濾液、K鉆井液層較高較高砂巖砂巖泥巖泥巖遠(yuǎn)井壁帶水化膨脹，膨脹壓升高 離子局部濃集粘土顆粒界面間短程斥力增加；造成滲透水化膨脹壓增高 無機(jī)鹽類抑制劑無法根本解決膨脹壓的問題 化學(xué)因素難以從現(xiàn)有工藝上消除 物理因素 化學(xué)因素 12COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006軟泥巖地層的井壁情況圖示：濾液侵入地層簡(jiǎn)圖 硬脆地層水化地層針對(duì)軟泥巖地層的鉆井液模型保證鉆井液在整個(gè)鉆井過程中的包被效果 減少壓力及濾液的傳遞是井壁穩(wěn)定的重要因素

7、控制物理因素 緩解化學(xué)因素壓力良好的攜砂、懸浮能力 無機(jī)鹽強(qiáng)抑制 適度抑制 增強(qiáng)封堵能力減少壓力及濾液的傳遞13COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006針對(duì)軟泥巖地層的鉆井液模型保證鉆井液在整個(gè)鉆井過程中的包被效主劑PF-JMH-YJ（有機(jī)正電膠材料）： PF-JMH-YJ是由陽離子單體合成的，由于機(jī)理是需要有強(qiáng)的正電荷，因此和小陽離子不同，在陽離子單體的選擇上選擇了強(qiáng)正電荷的陽離子單體，而且在合成工藝上減少了因自聚以及可能造成陽離子電荷下降的因素，另外還在控制分子量上使其分子量降低，從而保證該產(chǎn)品具有高的正電荷，其機(jī)理主要是由于粘土表面都帶負(fù)電荷的，地層粘土礦物高，也會(huì)帶負(fù)電荷，水進(jìn)入后勢(shì)必

8、會(huì)造成水化膨脹，而采用正電荷進(jìn)入后，通過電荷中和使其壓縮雙電層，因而減少粘土水化膨脹的可能性，以達(dá)到抑制的效果。PEC鉆井液體系主劑PF-JHA(聚醇醚材料）： 醇醚潤(rùn)滑劑是由天然物質(zhì)（聚乙烯醚的衍生物）經(jīng)精練提純后，在一定的溫度和壓力下，進(jìn)行相關(guān)的化學(xué)處理，使其具有活潑的反應(yīng)性基團(tuán)，再與低分子烷氧基化合物縮合而成，由于其固有的結(jié)構(gòu)特征，使醇醚潤(rùn)滑劑具有與其他潤(rùn)滑劑比較更為突出的特點(diǎn)。該材料同樣具有“濁點(diǎn)”行為。14COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006主劑PF-JMH-YJ（有機(jī)正電膠材料）：PEC鉆井液體系主機(jī)理： PF-JMH-YJ能夠牢固地吸附在粘土顆粒表面并進(jìn)入層間，使粘土顆粒所帶

9、電荷發(fā)生變化，使其電位轉(zhuǎn)化為正電位，利于PF-PLH對(duì)粘土顆粒的包被并形成較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)。 PEC鉆井液利用PF-PLH與PF-JMH-YJ的復(fù)配，可以達(dá)到較理想的“軟抑制”效果，同時(shí)使用PF-EPF（納米級(jí)乳化石蠟）配合PF-TEX加強(qiáng)泥漿的封堵效果，阻止壓力及濾液的傳遞。 PF-JHA同樣具有類似PF-JLX的濁點(diǎn)行為，但抑制性較PF-JLX差，但其潤(rùn)滑性更佳。 本體系不含無機(jī)鹽，不會(huì)造成地層內(nèi)離子局部濃集PEC鉆井液體系15COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006機(jī)理：PEC鉆井液體系15COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2典型配方： 海水+3%預(yù)水化膨潤(rùn)土+0.2% NaOH+0.2Na2C

10、O3 +0.2% PF-XC-H+0.3% PAC-HV+1PF-FLO-CAT+1.0% PF-TEX+0.5%PF-PLUS +0.8-1.5%PF-JMH-YJ+1-2PF-JHA1.5%PF-EPFPEC鉆井液體系16COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006典型配方：PEC鉆井液體系16COPYRIGHT:泥漿塘沽基油層保護(hù)鉆進(jìn)油層最大比重從1.28降至1.23,最低一口井1.17，使油層段鉆進(jìn)壓差下降了1.37MPa油層段平均單井浸泡時(shí)間減少15.2小時(shí)更高的滲透率恢復(fù)值BZ25-1油田PEC鉆井液現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用鉆井液類型平均滲透率恢復(fù)值JFC/PLUS83.17%PEM85.82%PEC

11、92.09%17COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006油層保護(hù)BZ25-1油田PEC鉆井液現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用鉆井液類型平均滲鉆進(jìn)情況明顯減少了蹩抬鉆具現(xiàn)象平均機(jī)械鉆速提高25增強(qiáng)了攜帶效果BZ25-1油田PEC鉆井液現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用18COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006鉆進(jìn)情況BZ25-1油田PEC鉆井液現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用18COPYRI作業(yè)情況縮短了起鉆時(shí)間(平均縮短5小時(shí)）降低了倒劃眼起鉆難度提高了電測(cè)一次成功率得到了良好的井徑曲線提高了整體時(shí)效平臺(tái)井?dāng)?shù)設(shè)計(jì)井深實(shí)際井深設(shè)計(jì)天數(shù)實(shí)際天數(shù)實(shí)際天數(shù)一期作業(yè)天數(shù)BZ25-1F132215 2141 5.5 5.59 5.43 5.86BZ25-1C22417 235

12、1 5.04 BZ25-1F72677 2631 8.57.42 7.718.67BZ25-1C42777 2753 8.43 BZ25-1油田PEC鉆井液現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用19COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006作業(yè)情況平臺(tái)井?dāng)?shù)設(shè)計(jì)井深實(shí)際井深設(shè)計(jì)天數(shù)實(shí)際天數(shù)實(shí)際天數(shù)一期PEC和PEM鉆井液對(duì)比PEC鉆井液較PEM鉆井液優(yōu)點(diǎn)：可提供較好的攜砂和懸浮能力，有利于鉆速很快的井的作業(yè)，如渤海的優(yōu)快鉆井由于攜帶效果好，環(huán)空巖屑濃度低，生產(chǎn)井作業(yè)鉆速較PEM泥體系作業(yè)的井快生產(chǎn)井起鉆相對(duì)較PEM體系作業(yè)的井快電測(cè)一次成功率更高油層浸泡時(shí)間更短，有利于油層保護(hù)體系本身對(duì)渤中25-1油田和NB35-2油田油層保

13、護(hù)能力略強(qiáng)于PEM鉆井液（對(duì)以上兩個(gè)油田的天然巖心滲透率恢復(fù)值高于用PEM鉆井液做的實(shí)驗(yàn)）使用有機(jī)抑制劑，不用無機(jī)鹽抑制劑，對(duì)測(cè)井影響較小20COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006PEC和PEM鉆井液對(duì)比PEC鉆井液較PEM鉆井液優(yōu)點(diǎn)：20PEC鉆井液較PEM鉆井液不足：PEC鉆井液是針對(duì)軟泥巖為主的地層開發(fā)的鉆井液，適用的范圍沒有PEM鉆井液廣PEC鉆井液抑制性較PEM泥漿差，鉆井液長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性不如PEM泥漿PEC鉆井液由于全部材料均為有機(jī)物，對(duì)探井巖屑地化分析的影響遠(yuǎn)比PEM泥漿大，不太適合探井作業(yè)使用PEC鉆井液作業(yè)的油田：BZ25-1油田二期常規(guī)生產(chǎn)井、水平井、深井NB35-2油田

14、常規(guī)井、水平井W12-1N油田12-1/4”井段作業(yè)（一口井）QHD32-6調(diào)整井及DF1-1二期8口大斜度井QK17-2S-1D及QK18-8-1D探井PEC和PEM鉆井液對(duì)比21COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006PEC鉆井液較PEM鉆井液不足：使用PEC鉆井液作業(yè)的油田： PRDTM儲(chǔ)層鉆進(jìn)液Protecting Reservoir Drill-in Fluid 22COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006 PRDTM儲(chǔ)層鉆進(jìn)液22COPYRIGHT:泥漿塘選擇鉆進(jìn)液的原則 確定地層類型和滲透性 以此為依據(jù)選擇合適的完井方法 選擇鉆進(jìn)液 選擇清洗和解堵方法23COPYRIGHT:泥漿

15、塘沽基地2006選擇鉆進(jìn)液的原則 確定地層類型和滲透性23COPYRIGHT鉆進(jìn)液應(yīng)具備的特性保護(hù)儲(chǔ)層方面 無粘土相和溶于酸的加重材料 體系中的增粘劑、降濾失劑和橋堵劑能降解或酸(油)溶 濾液能防止儲(chǔ)層中的粘土膨脹和運(yùn)移 濾液與儲(chǔ)層中的流體相容(不反應(yīng)而產(chǎn)生沉淀或乳狀液) 不改變儲(chǔ)層巖石表面的潤(rùn)濕性鉆井方面 高的井眼清潔能力、抑制性和潤(rùn)滑性 井眼規(guī)則、穩(wěn)定性好24COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006鉆進(jìn)液應(yīng)具備的特性保護(hù)儲(chǔ)層方面 無粘土相和溶于酸的加重材料鉆與完井作業(yè)的銜接 橋堵粒子的的尺寸能通過所有完井設(shè)備 所含固相能溶解或降解 解堵液與儲(chǔ)層流體相容環(huán)保方面體系無毒，可直接排放鉆進(jìn)液應(yīng)具

16、備的特性25COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006與完井作業(yè)的銜接 橋堵粒子的的尺寸能通過所有完井設(shè)備環(huán)保方面PRD體系的主要特點(diǎn) 具有獨(dú)特的流變特性 最大限度地減少儲(chǔ)層損害Brookfiled DV 26COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006PRD體系的主要特點(diǎn) 具有獨(dú)特的流變特性Brookfiled獨(dú)特的流變性 粘彈性，與時(shí)間無關(guān)的假塑性流體 能有效地阻止大斜度井和水平井鉆進(jìn)時(shí)巖屑床的形成PRD體系的主要特點(diǎn)27COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006獨(dú)特的流變性 粘彈性，與時(shí)間無關(guān)的假塑性流體PRD體系的主要獨(dú)特的流變性 高屈服值 有效地?cái)y帶巖屑 高的低剪切速率粘度(LSRV) 有效

17、地阻止固、液相侵入地層，避免對(duì)井壁的沖蝕PRD體系的主要特點(diǎn)28COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006獨(dú)特的流變性 高屈服值 高的低剪切速率粘度(LSRV)PRD最小的儲(chǔ)層損害 低的孔隙介質(zhì)濾失量 有效地控制污染帶的深度 易破膠解堵 有效地清除內(nèi)、外濾餅低剪切速率粘度40,000cp低剪切速率粘度1,000cpPRD體系的主要特點(diǎn)29COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006最小的儲(chǔ)層損害 低的孔隙介質(zhì)濾失量 易破膠解堵低剪切速率粘度體系基本配方海水+0.1%NaOH+0.2%Na2CO3 +0.50.7%PF-VIS+1.5%PF-FLO CAT+2%PF-JLX +KCl(甲酸鹽） PRD

18、體系的基本配方30COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006體系基本配方海水+0.1%NaOH+0.2%Na2CO3 + 解堵原理 解堵液通過剪斷聚合物的長(zhǎng)鏈，使聚合物的分子量變??；其直觀表現(xiàn)為液體的粘度下降。當(dāng)?shù)图羟兴俾收扯认陆?5002000cp時(shí)可認(rèn)為已破膠解堵。 解堵液可為酸、氧化劑或酶。PRD鉆開液解堵31COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006 解堵原理PRD鉆開液解堵31COPYRIGHT:泥漿塘沽基結(jié)論 PRD體系是一種快速弱膠凝體系 PRD體系具有很好的熱穩(wěn)定性 剪切力的時(shí)間無依賴性能有效地阻止巖屑床的形成 高的低剪切粘度能有效地阻止固液相侵入儲(chǔ)層和對(duì)井壁的沖蝕 高動(dòng)速比有利于

19、攜砂 潤(rùn)滑性、抑制性能滿足水平井鉆井的要求 易破膠，對(duì)儲(chǔ)層的損害很小 易降解，無生物毒性,滿足海洋環(huán)保要求 PRD鉆開液總結(jié)32COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006結(jié)論 PRD體系是一種快速弱膠凝體系PRD鉆開液總結(jié)32CO 小陽離子鉆井液體系 PDF-JFC Drilling Fluid System 33COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006 小陽離子鉆井液體系33COPYRIGHT:泥漿塘沽主劑 JFC（新型季銨鹽型有機(jī)陽離子化合物）基本配方 海水+4%預(yù)水化般土+0.10.2% NaOH+0.50.8% PF-FLO CAT+0.30.5% PF-RS-1+0.20.4% PAC

20、-HV+1.01.5% PF-TEX+0.60.9% PF-JFC改進(jìn)配方 海水+3%預(yù)水化般土+0.10.2% NaOH+0.50.8% PF-FLO CAT+0.30.5% PF-RS-1+0.20.4% PAC-HV+1.0% PF-TEX-3+0.50.7% PF-JFC+ +1.0% PF-HALPF-JFC小陽離子的基本配方適用區(qū)塊：SZ36-1、LD10-1、LD4-2、LD5-2等以砂巖為主的油田34COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006主劑PF-JFC小陽離子的基本配方適用區(qū)塊：SZ36-1、LPF-JFC小陽離子的作用機(jī)理聚合物中季胺原子上的正電荷與粘土表面上的負(fù)電荷產(chǎn)生

21、強(qiáng)烈的靜電作用，在粘土表面形成單層或多層的高分子吸附膜，從而阻止外來水分子進(jìn)入粘土層間產(chǎn)生膨脹。由于橋聯(lián)式的多點(diǎn)吸附，從而抑制粘土的分散和微粒運(yùn)移。 35COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006PF-JFC小陽離子的作用機(jī)理聚合物中季胺原子上的正電荷與粘PDF-JFC體系的優(yōu)點(diǎn)一定的抑制性良好的泥漿流變性良好的熱穩(wěn)定性良好的潤(rùn)滑性較強(qiáng)的抗鈣、鎂離子的能力能夠有效地保護(hù)油氣層維護(hù)簡(jiǎn)單，成本較其它泥漿低具有較低的生物毒性，環(huán)境可接受36COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006PDF-JFC體系的優(yōu)點(diǎn)一定的抑制性36COPYRIGHT:PF-JFC穩(wěn)定性較差，在加入3個(gè)循環(huán)周后逐漸失效泥漿性能穩(wěn)定性

22、較差，不適合長(zhǎng)時(shí)間使用抑制性較差，不適用于水敏性頁巖及膠結(jié)差的泥巖地層與其他材料配伍性不強(qiáng)，加入KCl等無機(jī)鹽會(huì)對(duì)體系電性產(chǎn)生不良的影響PDF-JFC體系的缺點(diǎn)37COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006PF-JFC穩(wěn)定性較差，在加入3個(gè)循環(huán)周后逐漸失效PDF-J 條件：泥漿中固相粒子不可消除，對(duì)地層正壓差不可避免，對(duì)地層的損害堵塞客觀存在。 設(shè)想：利用固相微粒對(duì)油層孔喉的堵塞機(jī)理和規(guī)律，人為地在打開油層時(shí)，在油層井壁上快速、淺層、有效地形成一個(gè)損害堵塞帶。 快速：幾分鐘到十幾分鐘內(nèi)形成淺層：堵塞深度在十厘米以內(nèi)有效：損害堵塞帶滲透率極低，甚至為零屏蔽式暫堵技術(shù)的思路PDF-JFC配套油層保護(hù)

23、技術(shù)38COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006 條件：泥漿中固相粒子不可消除，對(duì)地層正壓差不可避免，對(duì)結(jié)果：阻止泥漿對(duì)油層的繼續(xù)損害，消除浸泡時(shí)間的影響，并消除水泥漿的損害。解除措施：由于損害帶很薄，可通過射孔解除。目的：損害帶的滲透率隨溫度和壓力的增加而進(jìn)一步減小，從而把造成地層損害的兩個(gè)無法消除的因素：正壓差和固相粒子，轉(zhuǎn)換成實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的必要條件和有利因素。 這個(gè)損害帶的作用相當(dāng)于阻止進(jìn)一步損害的“屏蔽帶”，故將此技術(shù)稱為屏蔽式暫堵技術(shù)。屏蔽式暫堵技術(shù)的思路PDF-JFC配套油層保護(hù)技術(shù)39COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006結(jié)果：阻止泥漿對(duì)油層的繼續(xù)損害，消除浸泡時(shí)間的影響，并消

24、除水 “選擇性架橋，逐級(jí)填充”架橋粒子的架橋單個(gè)顆粒隨泥漿液相進(jìn)入油層，在流經(jīng)孔喉時(shí)：若： r粒r孔， 則沉積在孔喉外 r粒與r孔相當(dāng)(大小、尺寸) 則在孔喉處卡住，稱為架橋。屏蔽式暫堵技術(shù)的機(jī)理PDF-JFC配套油層保護(hù)技術(shù)40COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006 “選擇性架橋，逐級(jí)填充”屏蔽式暫堵技術(shù)的機(jī)理PDF-填充粒子的填充架橋粒子架橋后，孔喉孔隙大量減小，泥漿中更小一級(jí)粒子卡在更小喉道處，這一過程不斷重復(fù)，這一過程叫單粒逐級(jí)填充。這時(shí)堵塞帶的滲透率取決于泥漿中最小一級(jí)粒子的粒級(jí)，但滲透率不會(huì)為零。屏蔽式暫堵技術(shù)的機(jī)理PDF-JFC配套油層保護(hù)技術(shù)41COPYRIGHT:泥漿塘沽基

25、地2006填充粒子的填充屏蔽式暫堵技術(shù)的機(jī)理PDF-JFC配套油層保護(hù)變形粒子的作用當(dāng)最小粒級(jí)的粒子是可變形時(shí)，則堵塞帶滲透率可達(dá)到零。地層孔喉尺寸和泥漿中固相粒級(jí)的匹配屏蔽式暫堵技術(shù)的機(jī)理PDF-JFC配套油層保護(hù)技術(shù)42COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006變形粒子的作用屏蔽式暫堵技術(shù)的機(jī)理PDF-JFC配套油層保護(hù)PDF-JFC配套油層保護(hù)技術(shù)屏蔽暫堵技術(shù)FxFy架橋粒子填充粒子43COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006PDF-JFC配套油層保護(hù)技術(shù)屏蔽暫堵技術(shù)FxFy架橋粒子 硅酸鹽鉆井液體系 Silicate-Based Drilling Fluid System 44COPYR

26、IGHT:泥漿塘沽基地2006 硅酸鹽鉆井液體系44COPYRIGHT:泥漿塘沽基研究硅酸鹽鉆井液體系的意義國(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用表明，硅酸鹽鉆井液體系具有以下優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)良的抑制性能良好的環(huán)境相容性(無毒)不干擾測(cè)井錄井(無螢光)配制和轉(zhuǎn)換方便硅酸鹽本身是一種廉價(jià)的材料 國(guó)內(nèi)對(duì)硅酸鹽鉆井液體系研究得相對(duì)較少。因此，深入研究、推廣應(yīng)用硅酸鹽鉆井液，對(duì)于降低成本、保護(hù)環(huán)境以及減少井下復(fù)雜情況有重要意義。45COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006研究硅酸鹽鉆井液體系的意義國(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用表明，硅酸鹽鉆井液化學(xué)式：Na2O . mSiO2 或 K2O . mSiO2 模 數(shù)： 模數(shù)實(shí)際上就是化學(xué)式中的m值。

27、模數(shù)是硅酸鹽 性質(zhì)的一個(gè)重要標(biāo)志，不同模數(shù)硅酸鹽的物理化學(xué)性質(zhì)可能會(huì)相差很大。 參考GB-4209-84硅酸鹽的模數(shù)測(cè)定方法，對(duì)浙江嘉善德昌粉體材料有限公司提供的產(chǎn)品進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果顯示：所謂模數(shù)實(shí)際上為一平均值。模數(shù)m=2.0m=2.3m=2.8m=3.1實(shí)測(cè)值2.152.272.312.48 2.752.93 2.973.41 硅酸鹽的基本性質(zhì)46COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006化學(xué)式：Na2O . mSiO2 或 K2O . mS通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：不同模數(shù)的硅酸鹽，其抑制性相差很大，物理化學(xué)性質(zhì)也不同隨模數(shù)增大，在水溶液中主要以單硅酸根離子、多聚硅酸根離子、多聚硅酸根離子和大膠體離子

28、等形式存在；隨模數(shù)增大，抑制能力 增強(qiáng)；鉆井液中，一般選擇m=2.83.2的硅酸鹽硅酸鹽模數(shù)的優(yōu)選47COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：硅酸鹽模數(shù)的優(yōu)選47COPYRIGHT:泥漿塘硅酸鹽鉆井液體系的評(píng)價(jià)(1)、硅酸鹽鉆井液體系的流變性能建立的體系具有較好的流變性，其中： PV=1021.5mpa.s YP=4.518pa n=0.440.65而對(duì)非加重泥漿的一般要求是：PV512mpa.s YP=1.414.4 pa n=0.40.7(2)、硅酸鹽鉆井液體系的失水造壁性建立體系具有較好的失水造壁性,泥餅薄而致密，API 9ml。注：根據(jù)北海南部油田鉆井實(shí)踐，由于硅酸鹽本身

29、具有良好的 抑制性能，在使用硅酸鹽鉆井液時(shí),可以放寬對(duì)API濾失量的控制。48COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006硅酸鹽鉆井液體系的評(píng)價(jià)(1)、硅酸鹽鉆井液體系的流變性能48 膠凝和沉淀封堵裂縫示意圖49COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006 膠凝和沉淀封堵裂縫示意圖49COPYRIGHT:泥漿塘沽基抑制頁巖中粘土礦物水化膨脹和分散 即使有鉆井液濾液進(jìn)入到泥頁巖中，濾液中的硅酸鈉或者硅酸鉀有較強(qiáng)的抑制粘土水化膨脹和分散的作用（已有很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果可證明），產(chǎn)生的水化應(yīng)力較小，利于保證井壁穩(wěn)定。 其它無機(jī)鹽的協(xié)同穩(wěn)定井壁作用 為了進(jìn)一步增強(qiáng)體系抑制性或調(diào)節(jié)水相活度，硅酸鹽聚合物鉆井液體系常配合

30、使用高濃度氯化鈉或氯化鉀，這些無機(jī)鹽本身具有抑制頁巖中粘土礦物滲透水化的作用，從而協(xié)同硅酸鹽穩(wěn)定井壁 抑制性及協(xié)同作用50COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006抑制頁巖中粘土礦物水化膨脹和分散抑制性及協(xié)同作用50COPY硅酸鹽的物理/化學(xué)固壁性硅酸鹽鉆井液體系的機(jī)理51COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006硅酸鹽的物理/化學(xué)固壁性硅酸鹽鉆井液體系的機(jī)理51COPYR（SPE 87133)硅酸鹽鉆井液體系的機(jī)理52COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006（SPE 87133)硅酸鹽鉆井液體系的機(jī)理52COPYRI硅酸鹽鉆井液缺點(diǎn)流變性難以控制；堿性太高，危及操作人員的人身安全，且具有脫除機(jī)泵

31、潤(rùn)滑脂的副作用；電阻小，給電測(cè)解釋造成困難 53COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006硅酸鹽鉆井液缺點(diǎn)流變性難以控制；53COPYRIGHT:泥漿 微泡沫鉆井液體系 Micro-foam Drilling Fluid System 54COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006 微泡沫鉆井液體系54COPYRIGHT:泥漿塘沽基普通泡沫鉆井地面設(shè)備布置圖增壓器空壓機(jī)霧化泵振動(dòng)篩泥漿罐泥漿罐泥漿罐2#泵1#泵泡沫排放池發(fā)電房井口55COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006普通泡沫鉆井地面設(shè)備布置圖增壓器空壓機(jī)霧化泵振動(dòng)篩泥漿罐泥漿微泡沫鉆井液基本特點(diǎn)1、由氣-液或者氣-液-固多相組成的分散體系。

32、2、氣泡是以均勻、非聚集、非連續(xù)態(tài)存在。3、泡沫質(zhì)量=0.2-0.6，范圍可調(diào)。4、微泡沫鉆井液密度范圍：0.5-0.95kg/l。5、氣體來源可以是化學(xué)法產(chǎn)生，也可以是物理法產(chǎn)生。56COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006微泡沫鉆井液基本特點(diǎn)1、由氣-液或者氣-液-固多相組成的分散關(guān)鍵技術(shù)1、具備發(fā)泡能力強(qiáng)、泡沫細(xì)小、泡沫壽命長(zhǎng)的起泡劑；2、具備抗鹽抗鈣抗溫的穩(wěn)泡劑；3、基液性能滿足形成和穩(wěn)定微泡沫體系要求。57COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006關(guān)鍵技術(shù)1、具備發(fā)泡能力強(qiáng)、泡沫細(xì)小、泡沫壽命長(zhǎng)的起泡劑；5微泡沫鉆井液基本組成基漿+起泡劑+穩(wěn)泡劑+降濾失劑+增粘劑微泡沫微觀結(jié)構(gòu)圖 普通泡沫微觀結(jié)構(gòu)圖58COPYRIGHT:泥漿塘沽基地2006微泡沫鉆井液基本組成基漿+起泡劑+穩(wěn)泡劑+降濾失劑+增粘劑微微泡沫體