鉆井液第3章抑制性水基鉆井液20100316課件

第三章抑制性水基鉆井液主要內(nèi)容3-1鈣處理鉆井液3-2鹽水鉆井液3-3海水鉆井液3-4鉀基鉆井液3-5鉀石灰鉆井液細(xì)分散鉆井液的局限性

粗分散鉆井液(防塌、抗侵污、巖鹽少等)適度絮凝

鉆進(jìn)石膏層、巖鹽層防止井眼坍塌、清除井下復(fù)雜事故鉆進(jìn)大段泥質(zhì)巖層、控制地層造漿降低粘度、切力，改善鉆井液的流變性鉆開含泥質(zhì)的油氣層轉(zhuǎn)變陳舊鉆井液，或處理劑加的過多、過量、過雜的鉆井液適用地層二、配制原理(1)分散與絮凝的關(guān)系及配制機(jī)理鈣侵絮凝態(tài)的特點(diǎn)：土粒聚結(jié)、分散度降低、形成結(jié)構(gòu)增強(qiáng)、粘切上升、濾失量增大。細(xì)分散鉆井液的特點(diǎn)：濾失量小、粘切不穩(wěn)定、土粒高度分散。加鈉鹽或鉆進(jìn)時地層造漿加適量鈣鹽和分散劑加鈣鹽加分散劑高分散絮凝態(tài)的特點(diǎn)：適度絮凝、分散度增加、粘切較小、濾失量降低。適度絮凝態(tài)的特點(diǎn)：低分散絮凝態(tài)、分散度增加、結(jié)構(gòu)降低、粘切較高、濾失量降低。加鈣鹽加分散劑a、配制的關(guān)鍵

鈣離子絮凝作用和分散劑護(hù)膠作用互相制約，有意識地使鉆井液處于適度絮凝粗分散態(tài)。b、配制機(jī)理鈣離子絮凝電位降低EE、EF結(jié)合為主(聚結(jié))分散度降低。分散劑的分散作用(分散劑吸附于土粒端面，拆散其結(jié)構(gòu))阻止分散度降低。c、細(xì)分散與粗分散鉆井液的異同點(diǎn)：項(xiàng)目粗分散鉆井液細(xì)分散鉆井液性能防塌、抗侵污、性能穩(wěn)定不防塌、不抗侵污、性能不穩(wěn)定組成鈣離子是必要成分鈣離子是有害成分分散度受控制不受人工控制

其實(shí)它們之間只是分散度不同，無本質(zhì)區(qū)別。

相同點(diǎn)：分散度改變、鉆井液的性能改變，變化機(jī)理相似。三、常用的鈣處理鉆井液體系(1)石灰－NaT鉆井液a、機(jī)理(a)Ca2+Na+，使鈉土轉(zhuǎn)化為鈣土；(b)石灰與粘土之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成水化硅酸鹽。從而降低了粘土的親水性和分散性。b、特點(diǎn)(a)注意后效：初加石灰時，它局部過濃，使粘度上升，但這是暫時的；(b)注意高溫固化：t=130℃時固化。c、維護(hù)控制好三個參數(shù)：Pf、Pm和游離石灰含量[Ca(OH)2]。Pf1ml濾液消耗0.02NHCl的毫升數(shù)(酚酞終點(diǎn))。Pm1ml鉆井液消耗0.02NHCl的毫升數(shù)(酚酞終點(diǎn))。游離石灰含量[Ca(OH)2]=0.742(Pm－PfFw)。其中，F(xiàn)w為水相體積百分含量。

要求：Pf：[Ca(OH)2]＝1：(3～4)比值偏高時，增加[Ca(OH)2]，、0、T；比值偏低時，降低[Ca(OH)2]，此時性能不穩(wěn)定，地層造漿之后，、0、T。(2)FCLS－CaSO4鉆井液特點(diǎn)：抗Ca2+、防塌、抗溫能力可達(dá)176℃、比NaT－石灰好?？捎傻蚿H值的淡水鉆井液轉(zhuǎn)化為石膏鉆井液，通常應(yīng)加入清水、NaOH、FCLS、CaSO4、CMC等。(3)NaC－CaCl2鉆井液配該漿時用CMC作穩(wěn)定劑，F(xiàn)CLS作稀釋劑、石灰調(diào)pH值、維持pH=9～10。a、特點(diǎn)：、0、低、Vf低、防塌、穩(wěn)定時間長、適用于易造漿地層、抑制造漿作用。b、機(jī)理Ca2+儲備

2Hm＋Ca2+Ca(Hm)2剩余的Ca2+與NaCl結(jié)合成鉆井液體系。

Ca(Hm)2是膠狀沉淀，降濾失，使、0、T上升，改善濾餅質(zhì)量。實(shí)質(zhì):大量NaC消耗[Ca2+]，形成粗分散鉆井液。關(guān)鍵:控制好NaC與CaCl2的比例。[Ca2+]、0、T上升

CaCl2：NaCl＝0.5：1%3-2鹽水鉆井液本體系是用鹽水配制而成，含鹽量從1%(氯根含量為6000mg/l)直到飽和(氯根含量為189000mg/l)前的整個范圍均屬此類。巖鹽的危害鹽溶鹽流鹽析、粘卡a、井塌、擴(kuò)徑形成“大肚子”；b、沉砂：井底不清潔，高粘鉆井液；c、卡鉆。a、蠕變；b、塑性流動；因?yàn)榇嬖跍囟炔睿}析使鉆桿變粗(a)加重到平衡地層壓力；(b)不斷劃眼，把鹽層鉆掉；(c)采用欠飽和鹽水鉆井液；(d)使用油基鉆井液。(3)鹽析、粘卡預(yù)防方法(a)水力漏斗加鹽；(b)加鹽抑制劑；(c)粘度增加，析出的鹽粒變細(xì)。鉆鹽層的要求：鉆井液抗污染、防溶、性能穩(wěn)定。鉆鹽層的關(guān)鍵：(a)使用抗鹽處理劑(如FCLS、CMC等)；(b)加鹽預(yù)飽和、防溶；(c)維護(hù)保持濃度不變。二、組成和特點(diǎn)a、鹽：NaCl(一般其中含有Mg2+、Ca2+)，原則上用純鹽；b、分散護(hù)膠劑：CMC、FCLS、HPAN；c、增粘劑：凹土、胍膠（降失水、增粘）、膨潤土；d、其它：鹽水鉆井液一般還有消泡劑(LP-8)、潤滑劑(混油、Span80)。組分組分的要求(a)處理劑抗鹽到飽和；(b)用抗鹽土(海泡石)；(c)膨潤土預(yù)水化；(d)配漿按次序：預(yù)水化護(hù)膠加鹽。三、常用體系(1)CMC－FCLS飽和鹽水a(chǎn)、轉(zhuǎn)化(a)除Ca2+，加Na2CO3；(b)護(hù)膠加FCLS、CMC；(c)輔助成分：混油、加表面活性劑；K2Cr2O3可改進(jìn)熱穩(wěn)定性。避雨

補(bǔ)充處理劑，補(bǔ)充液用混合劑Cl-含量不小于17000mg/l飽和鹽水限在20～30%pH=9～10定期檢查熱穩(wěn)定性適當(dāng)加鹽/抑制劑c、局限性：摩阻大、易粘卡b、維護(hù)：保持濃度不變。(2)SMP－SMC－SMT鹽水鉆井液，老三磺體系三、常用體系a、配方：SMP(5～8%)＋SMC(3～4%)＋SMT(0.2～4%)＋紅礬(0.1～0.3%)。b、特點(diǎn)：防粘卡

抗高溫

性能穩(wěn)定

抗鹽好

3-3海水鉆井液

海水鉆井液與一般鹽水鉆井液的不同之處在于使用海水配漿。海水中除含有較高濃度的NaCl外，還含有一定濃度的鈣鹽和鎂鹽，其總礦化度一般為3.3％～3.7％，pH值在7.5-8.4之間，密度為1.03g／cm3。顯然，海水鉆井液工藝技術(shù)得以發(fā)展的主要原因是為了滿足海洋鉆井的需要。海水鉆井液不同之處僅在于體系中Mg2+的含量較高，且由于受施工條件的限制，其礦化度一般不作調(diào)整。3-4鉀基鉆井液

鉀基鉆井液是以各種鉀鹽為主處理劑的水基鉆井液系列。它能有效地用于鉆穿易水化膨脹的蒙脫石頁巖地層和易剝落掉塊的伊利石頁巖地層。鉀基鉆井液分為五種類型KCl不分散型的鉀基鉆井液分散型的KCl鉀基鉆井液KOH褐煤型鉀基鉆井液

KOH木質(zhì)素磺酸鹽型的鉀基鉆井液

其它鉀基鉆井液一、KCl不分散型的鉀基鉆井液1、適用范圍(1)密度小于1.68g/cm3的地區(qū)；(2)溫度小于150℃；(3)Ca2+含量小于400ppm、Mg2+含量低的地區(qū)；(4)不用降粘劑；(5)固控設(shè)備好；(6)不含或少含蒙脫石、以含伊利石為主的硬脆性地層。2、典型配方(1)KCl-PAM及其衍生物的鉆井液(2)KCl-XC體系(3)KCl-聚合物體系(復(fù)配型)(1)KCl-PAM及其衍生物的鉆井液配方：基漿+PAM+KCl+CMC+Na2CO3+Na2SO3等a.PAM及其衍生物作為強(qiáng)包被劑；b.Na2CO3(調(diào)節(jié)鈣離子量、控制pH值)含量不能太高(如果過高對防塌不利)；c.pH11(太大，PAM進(jìn)一步水解)；d.可與PAN配合使用；e.該體系具有密度低、粘度低、切力低，抗鹽、抗高溫等特點(diǎn)。(2)KCl-XC體系配方：基漿+XC+KCl+KOH+CMC(或淀粉)等特點(diǎn)：耐更高鹽量污染；抗溫能力差一些。(3)KCl-聚合物體系(復(fù)配型)配方：基漿+NaOH+KCl+LV-CMC+Na2CO3+XC+PAM-PAA+改性淀粉+BaSO4等四、KOH木質(zhì)素磺酸鹽型的鉀基鉆井液抑制能力和抗污染能力強(qiáng)；pH值較高；鉀離子含量可在2000～3000ppm；可加入降粘劑和流型調(diào)整劑。特點(diǎn)關(guān)鍵：用好該體系的關(guān)鍵在于保持體系中的鉀離子量足量，并保證在鉆進(jìn)中鉀離子及時與頁巖作用。五、其它鉀基鉆井液1、K2CO3體系：