第二十八次課-正電膠鉆井液課件

學(xué)習(xí)提綱1.MMH正電膠的類型。2.正電膠鉆井液解決了什么問題？3.MMH正電膠的電荷來源有哪些？4.等電點(diǎn)5.固-液雙重性6.抑制鉆屑分散和穩(wěn)定井壁的機(jī)理7.現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)例8.正電膠鉆井液現(xiàn)場應(yīng)用的特點(diǎn)9.正電膠鉆井液現(xiàn)場應(yīng)用應(yīng)注意的問題復(fù)習(xí)小結(jié)重點(diǎn)回顧1.陽離子聚合物鉆井液的組成2.陽離子抑制劑和絮凝劑的協(xié)同作用

3.理想降粘劑應(yīng)滿足的條件4.CST值（毛細(xì)吸吮時間）與抑制作用的關(guān)系1.組成：以大陽離子為包被絮凝劑，以小陽離子作泥頁巖抑制劑，并配合降濾失劑、增粘劑、降粘劑、封堵劑和潤滑劑等處理劑配制而成。返回

2.陽離子抑制劑和絮凝劑的協(xié)同作用：小陽離子優(yōu)先吸附在巖屑上抑制其分散，隨后大陽離子再吸附在鉆屑上靠橋聯(lián)作用形成絮凝體，利用固控設(shè)備可有效地清除鉆屑絮凝體。小陽離子在膨潤土上吸附的比較多，削弱了大陽離子的吸附，對膨潤土絮凝減弱，從而使鉆井液中保持適量的有用固相。返回3.理想降粘劑應(yīng)滿足的條件：能有效降低鉆井液的結(jié)構(gòu)粘度；能增強(qiáng)鉆井液的抑制能力；能使非結(jié)構(gòu)粘度，特別是極高剪切粘度也有所下降。返回

2）兩性離子聚合物鉆井液的特點(diǎn)B.用這種體系鉆出的巖屑成形，棱角分明，，內(nèi)部是干的，易于清除，有利于充分發(fā)揮固控設(shè)備的效率。C.FA367和XY-27與現(xiàn)有處理劑配伍性好D.XY-27加量少，降粘效果好，見效快，鉆井液穩(wěn)定周期長。A.抑制性強(qiáng)，剪切稀釋特性好，并能防止地層造漿，抗巖屑污染能力較強(qiáng)。返回從開始到通過這兩個電極間的時間即為CST。CST值越小,則抑制作用越強(qiáng)。5.CST值（毛細(xì)吸吮時間）及其與抑制作用的關(guān)系返回

第五節(jié)正電膠鉆井液

MMH正電膠：混合層狀氫氧化物，分為溶膠、濃膠和膠粉。帶有永久正電荷。正電膠鉆井液：以MMH正電膠為主處理劑的鉆井液稱為正電膠鉆井液一、MMH正電膠1.化學(xué)組成、形貌和晶體結(jié)構(gòu)由二價(jià)和三價(jià)金屬離子組成的具有類水滑石層狀結(jié)構(gòu)的氫氧化物。我國大量使用鋁鎂氫氧化物（Al-Mg-MMH）。

正電膠鉆井液解決了鉆井液的穩(wěn)定與抑制巖屑分散保護(hù)井壁互相矛盾的問題。2.正電膠的電性1）MMH的電荷來源：主要來源于同晶置換和離子吸附作用。A.同晶置換：高價(jià)離子（Al3+等）取代低價(jià)離子（Mg2+）而使層片帶正電荷—永久正電荷。B.離子吸附作用：高PH值時，吸附OH－；低PH值時，吸附H+，為可變電荷。C.凈電荷：是永久正電荷和可變電荷的和。返回A.零電荷點(diǎn)：當(dāng)電荷密度為零時的PH值或電解質(zhì)濃度，簡稱ZPC，一般指PH值，用PHZPC表示。2)MMH膠粒的零電荷點(diǎn)和永久電荷密度a.零凈電荷點(diǎn)：凈電荷為零時的PH值，用PHZPNC表示。b.零可變電荷點(diǎn)：可變電荷密度為零時的PH值，用PHZPVC表示。3）等電點(diǎn)：MMH膠粒的電動電位為零時所對應(yīng)的PH值，簡稱PHiep。3.MMH正電膠系列產(chǎn)品及技術(shù)指標(biāo)P212表6-42

返回二、MMH正電膠鉆井液的性能2.穩(wěn)定性：MMH正電膠不僅不會破壞體系的穩(wěn)定性，還有利于提高體系的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，是體系穩(wěn)定劑。1.電性的調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)加量，可調(diào)節(jié)鉆井液的電性，提高其抑制鉆屑分散和穩(wěn)定井壁的能力。3.流變性：固-液雙重性：靜止時呈現(xiàn)假固體狀，具有一定彈性；攪拌時迅速稀化，變?yōu)榱鲃有院芎玫牧黧w。

返回1）“滯留層”機(jī)理：由于其有固-液雙重性，近井壁處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，易形成保護(hù)井壁的滯留層；另外，在巖屑表面形成滯留層，防止粘土分散。4.抑制性：有很強(qiáng)的抑制粘土或巖屑分散的能力。5.抑制鉆屑分散和穩(wěn)定井壁的機(jī)理：2）“膠粒吸附膜穩(wěn)定地層活度”機(jī)理：MMH在與粘土形成復(fù)合體時，能將粘土表面的陽離子排擠出去，使粘土礦物表面離子活度降低，從而削弱滲透水化作用。

3）“束縛自由水”機(jī)理：在MMH正電膠鉆井液中，水分子是復(fù)合體的組成部分，大量自由水被束縛，減弱了水向鉆屑和地層滲透的趨勢。6.與常規(guī)處理劑的作用規(guī)律

從穩(wěn)定性上講，可與各種離子型的處理劑相配伍；從電性方面考慮，最好使用陽離子型和非離子型處理劑。返回與其它鉆井液體系相比，MMH正電膠鉆井液具有較高的滲透率恢復(fù)值，因此，具有良好的保護(hù)油氣層的效果。1）配合使用的降濾失劑：非離子型的預(yù)膠化淀粉最好。2）配合作用的降粘劑：強(qiáng)負(fù)電性的處理劑效果最好，但要適量，否則難以恢復(fù)。7.對滲透率恢復(fù)值的評價(jià)三、MMH正電膠鉆井液的現(xiàn)場應(yīng)用

3%~5%預(yù)水化膨潤土漿+0.1%~0.5%正電膠+0.3%~1.5%降濾失劑（CMC等）+0~0.3%降粘劑（NPAN或XY-27）.。目前有兩種處理方法：一是正電膠作為主處理劑，再用其它處理劑調(diào)整鉆井液的性能；二是將正電膠鉆井液作為一般處理劑，用來調(diào)整鉆井液的性能，提高動塑比。2.處理和維護(hù)：使用優(yōu)質(zhì)鈉膨潤土。1.配方：3.現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)例

一開時：用0.05%~0.15%正電膠膠液鉆進(jìn)。二開時：用0.1%~0.3%正電膠膠液鉆進(jìn)。三開時：MMH正電膠鉆井液。完鉆時：停止加入正電膠，用降濾失劑和降粘劑調(diào)節(jié)鉆井液性能。返回2）較強(qiáng)的抑制性：CST值低；粘土容量大；各種膨潤土在正電膠膠液中不易膨脹。4.正電膠鉆井液現(xiàn)場應(yīng)用的特點(diǎn)1）獨(dú)特的流變性：動塑比高；剪切稀釋性強(qiáng)；固液雙重性；3）較低的負(fù)電性：因正電膠帶有較高的正電荷，所以正電膠鉆井液帶有較低的負(fù)電性。返回5.正電膠鉆井液現(xiàn)場應(yīng)用應(yīng)注意的問題：1）對造漿強(qiáng)的地層，加入其它處理劑共同抑制造漿。2）太厚的“滯留層”易造成粘附卡鉆，注意控制。3）“滯留層”會影響水泥漿的頂替效果，從而影響固井質(zhì)量。因此，固井前應(yīng)清除滯留層。4）鉆井液的PH值應(yīng)控制在8~10之間，因PH值過高會引起粘切增大。5）使用好固控設(shè)備，因凈化是該體系性能穩(wěn)定的關(guān)鍵。6）使用陰離子降粘劑時，注意控制加量，以防動塑比過低。

返回小結(jié)1.MMH的電荷來源2.等電點(diǎn)3.固-液雙重性4.現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)例5.

正電膠鉆井液現(xiàn)場應(yīng)用的特點(diǎn)作業(yè)：小結(jié)中1、2、3、4