鉆井液處理劑鉆井液降濾失劑

關于鉆井液處理劑鉆井液降濾失劑第1頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六鉆井液濾失量的重要性

鉆井液濾失量大易引起頁巖的膨脹和垮塌，造成井壁不穩(wěn)定。鉆井液和濾液侵入地層，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失量是鉆井液的重要性能之一。第2頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六降濾失劑的作用原理

第一、護膠作用。為了形成滲透率低的泥餅，要求鉆井液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）能把在鉆井液循環(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。

第3頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六第二、提高濾液粘度可以降低濾失量。濾失量與鉆井液濾液粘度的0.5次方成反比。有機降濾失劑加入鉆井液后提高了濾液粘度,使濾失量降低。第三增加鉆井液中粘土顆粒的水化程度,可以降低濾失量。降濾失劑吸附在鉆井液中的粘土顆粒上,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。

第4頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六第四、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(nèi)，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。

第5頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六羥甲基纖維素鈉鹽（Na-CMC）

CMC是由棉花纖維用20%NaOH處理后，加入氯乙酸鈉進行醚化反應而成。由于其聚合度的不同又分高粘、中粘、低粘三種。一般CMC聚合度在200-600左右,取代度。CMC分子鏈中羥基、醚基是吸附基團，羥鈉基為水化基團。

CMC抗溫一般130℃，經(jīng)過改性可提高抗溫能力20℃~30℃,低粘CMC具有良好的抗鹽、抗鈣的能力,并且對鉆井液流變性影響小，常用于處理鹽水侵或鹽水鉆井液。第6頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六CMC的降失水機理

第一：是由于其可以增加鉆井液中細的粘土顆粒的數(shù)量,增加水化膜的厚度,提高粘土顆粒的電動電位起到護膠作用。第二：CMC可有效提高鉆井液的濾液粘度以及本身的堵孔作用。

第7頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六CMC性能及使用特點

由于CMC良好的降濾失效果，及增加鉆井液及濾液粘度的作用,在上部井眼使用會導致井徑較小，在下部井眼使用常引起鉆屑粘附上部井眼井壁，導致起下鉆不暢通。因此,一般井使用CMC應在進入沙河街組地層以后,并且每次加量不宜過大。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，高失水的鉆井液充分沖洗井眼,使井徑適當擴大，井壁干凈。醚化度的LV-CMC適用于高礦化度水泥漿體系,具有抗鹽抗鈣效果好,流變性易控制等優(yōu)點。第8頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六磺甲基酚醛樹脂（SMP）

SMP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。

第9頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六SMP的結構及性能特點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，可抗180℃-200℃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的鉆井液體系，SMP-2可適用于鹽水鉆井液、飽和鹽水鉆井液體系，抗鈣達2000PPm。SMP能有效降低鉆井液的高溫高壓失水，明顯改善泥餅質量，增強鉆井液的熱穩(wěn)定性。同時，它還有較好的潤滑和防塌作用。

第10頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六SMP的使用方法SMP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略微降粘，SMP與褐煤類降失水劑如SMC或褐煤堿液共同使用可大大增強其降失水效果，這一方面是由于復配后SMP在粘土表面的吸附量可增加5-6倍，第二是褐煤類處理劑與SMP發(fā)生交聯(lián)，增強降失水效果。因此建議在垂深超過2500米的井才開始使用SMP，并配合褐煤類降失水劑以免造成浪費。第11頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六高溫高壓降失水劑SCUR（褐煤類）

褐煤類降失水材料主要利用褐煤中的腐植酸,腐植酸不是單一的化合物,而是一種復雜的、相對分子量不均一的羥基苯羧酸的混合物，難溶于水，溶于燒堿溶液生成腐植酸鈉作為降濾失劑的有效成分。腐植酸分子基本骨架為碳鏈和碳環(huán)結構，熱穩(wěn)定性好，抗溫能力強。但遇鈣、鎂侵時生成沉淀失效。

SCUR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，增加鉆井液中粘土細顆粒數(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。

第12頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六腐殖酸結構第13頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六SCUR的性能特點及使用方法SCUR在泥漿中的加量為1%-3%，抗溫達180°C以上，但其抗無機鹽的性能較差，可適用淡水鉆井液或礦化度小于4%的鹽水鉆井液。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）類產(chǎn)品性能使用與其相似，褐煤（腐植酸）經(jīng)過磺化等處理改性抗溫可達230°C，抗無機鹽的能力也大大提高。第14頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六抗鹽抗高溫降濾失劑LY-1

LY-1為低分子量的烯類單體的三元共聚物，由腈綸粉、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、羧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。

第15頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六LY-1的降濾失機理、特點和加量LY-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。其次是提高了鉆井液濾液粘度，達到了降失水的目的。LY-1在淡水鉆井液中加量0.5-1%，鹽水鉆井液中加量1-2%，飽和鹽水鉆井液中的加量2-3%。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。

第16頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六LY-1存在的不足

由于LY-1良好的降濾失效果并能較大地提高鉆井液及濾液的粘度，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鉆井液總量的0.2%。此外LY-1存在著抗Cа2+、Mg2+等高價無機鹽能力差,處理鹽水侵等情況時流變性能難控制等問題,同時,現(xiàn)在LY-1原材料的緊缺,影響了該類處理劑的質量和使用。第17頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六聚合物降濾失劑FI-J16

聚合物降濾失劑是以銨鹽、橡粉為原料的一種多元共聚物類降濾失劑。其主體聚合物呈非離子性質，因此可以用于多種鉆井液體系，對鉆井液的電性質影響較小。

第18頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六

淡水鉆井液中的加量0.3%-0.5%,在4%鹽水鉆井液中的加量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較差、不抗高溫的缺點，不適合深井使用。聚合物降濾失劑的特點及使用方法

第19頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六改性淀粉降濾失劑

改性淀粉的結構與纖維素相似，是由植物淀粉經(jīng)改性而成，主要是在淀粉的主鏈上引入羧甲基、羥基、羥丙基及陽離子等基團，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。

第20頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六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。在淡水鉆井液中加量0.3-0.5%,在4%鹽水鉆井液中加量0.6-0.8%,飽和鹽水鉆井液中加量1-1.5%,并且其抗Ca2+、Mg2+等高價無機鹽效果好,并且淀粉可根據(jù)需要改性成增粘型或微增粘型，滿足流變性調整的需要。同時該類處理劑屬非離子型,可適用于各種鉆井液體系。

第21頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六改性淀粉降濾失劑的不足

改性淀粉存在的主要問題是抗溫效果較差（抗溫能力小于140°C）、易被生物發(fā)酵變質、易發(fā)泡、分子鏈不穩(wěn)定易失效等。

第22頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六PAC系列處理劑

PAC系列產(chǎn)品是指各種復合離子型的聚丙烯酸鹽（PAC）的聚合物，在高分子鏈節(jié)上引入不同含量的羧基、羧鈉基、羧胺基、酰胺基、腈基、磺酸基和羥基。由于各官能團的協(xié)同作用，該系列聚合物在各種復雜地層和不同礦化度、溫度條件下都能發(fā)揮作用。第23頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六PAC-141

PAC-141是丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸鈉、丙烯酸鈣的四元共聚物。它在降濾失的同時，還兼有增粘作用,并且還能調節(jié)流型,改進鉆井液的剪切稀釋性能。該處理劑抗溫180°C,抗鹽至飽和。第24頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六PAC-142

PAC-142是丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯磺酸鈉的共聚物。它在降濾失的同時，其增粘幅度比PAC141小，主要是在淡水、海水、飽和鹽水鉆井液中做降濾失劑。該處理劑在淡水鉆井液中加量0.2-0.4%,飽和鹽水鉆井液加量1-1.5%。第25頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六PAC-143PAC-143是多種乙烯基單體及其鹽類共聚而成的水溶性高聚物,分子量150萬-200萬，分子鏈中含羧基、羧鈉基、羧鈣基、酰胺基、腈基、磺酸基等多種官能團。它做為各種水基鉆井液的降濾失劑，同時能有效抑制泥頁巖水化分散。該處理劑在淡水鉆井液中加量0.2-0.5%,海水和飽和鹽水鉆井液加量0.5-1.5%。第26頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六丙烯酸鹽SK系列處理劑

SK系列產(chǎn)品是丙烯酸鹽的多元共聚物,主要用做聚合物鉆井液的降濾失劑。SK-1可用于無固相或低固相鉆井液，在鹽水鉆井液中，主要起降濾失和增粘的作用。SK-2具有較強的抗鹽、抗鈣能力，是一種不增粘的降濾失劑。SK-3主要用于在聚合物鉆井液受無機鹽污染后，作為降粘劑，同時可改善鉆井液的熱穩(wěn)定性，降低高溫高壓濾失量。第27頁，共30頁，2022年，5月20日，12點6分，星期六海水鉆井液降濾失SR-1

SR-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、飽和鹽水等多種鉆井液體系。第28頁，