鉆井液實驗報告

本科生試驗報告2.鉆井液中膨潤土含量一、試驗?zāi)康挠脕喖谆{(MethyleneBlue〔CationExchangeCapacity--CE2確定鉆井液中膨潤土含〔BentoniteContentof3〕進一步加深對粘土礦物吸附特性的生疏。二、試驗內(nèi)容亞甲基藍測試、陽離子交換容量和鉆井液中膨潤土含量測定。三、試驗原理亞甲基藍分子式為C16H18N3SCl 3H2O是一種常見染料在水溶液中電離出有機陽離子和氯離子，其中的有機陽離子很簡潔與膨潤土發(fā)生離子交換。四、儀器和試劑亞甲基藍溶液(Methylenebluesolution)：1mL=0.01〔3.201L〕雙氧水(Hydrogenperoxide)：3％溶液稀硫酸(Dilutesulfuricacid2.5mol/L250mL(250mLErlenmeyerflaskwithrubberstopper)移液管(Serologicalpipettes)：1mL5mL滴定管(Burette)：10mL量筒(Graduatedcylinder)：50mL電爐(Hotplate)玻璃棒(Stirringrod)濾紙(Filterpaper)五、試驗方法及步驟2mL〔2～10mL10mL250mL15mL30.5mL10min，然后用水稀釋至50mL。用移液管向燒瓶中參加亞甲基藍溶液1mL=0.01毫克當(dāng)量，待滴入0.5mL亞甲基藍溶液后，搖動燒瓶約30s。當(dāng)其中固體仍處于懸浮狀態(tài)時，用玻璃棒蘸一滴燒瓶中的樣品并將其放在一張濾紙上。如在已染了色的固體四周消滅綠藍色圈時即到達終點。如觀看到液滴四周集中的色環(huán)，再搖動燒瓶1min，然后取一滴樣品滴到濾紙上，如再次有明顯的藍色環(huán)，說明已到終點。如色環(huán)未消滅或消滅后又消逝，則連續(xù)上述過程，2min2-1亞甲基藍試驗和終點確實定六、計算鉆井液的陽離子交換容量CEC用亞甲基藍容量表示，可用下式計算：亞甲基藍容量＝亞甲基藍毫升數(shù)/cm3/cm3CMC處理。如這些吸附亞甲基藍的材料在鉆井液中濃度不高，則鉆井液中膨潤土含量為：1.土樣數(shù)據(jù)記錄質(zhì)量300r/min600r/min消耗體積3%0.2225g5.5710.6ml2.數(shù)據(jù)處理鉆井液中膨潤土含量(kg1.土樣數(shù)據(jù)記錄質(zhì)量300r/min600r/min消耗體積3%0.2225g5.5710.6ml2.數(shù)據(jù)處理解：亞甲基藍容量=亞甲基藍毫升數(shù)/鉆井液樣品毫升數(shù)=10.6/2=5.3所以，鉆井液中膨潤土含量=14.25*亞甲基藍容量=5.3*14.25=75.525kg/錯誤!未找到引用源?，F(xiàn)象分析加膨潤土中的陽離子全部被取代也即到達了反響的終點。八、爭論影響粘土吸附亞甲基藍量的因素答：1、膨潤土的濃度和品級。2、膨潤土中陽離子的種類和所帶電荷數(shù)。3、溶液的PH膨潤土造漿率測定一、試驗?zāi)康陌盐誂PI膨潤土評價標(biāo)準(zhǔn)和造漿率測定方法。二、試驗內(nèi)容API試驗程序配制泥漿及按API標(biāo)準(zhǔn)評價造漿用粘土造漿率。三、試驗儀器、設(shè)備及藥品〔一〕儀器及設(shè)備ZNN-D6ZNS1002型泥漿比重秤、量具、pH試紙〔二〕藥品碳酸鈉、粘土粉三、試驗方法及步驟預(yù)備3份350ml的膨潤土懸浮液，每份含不同加量的膨潤土，以得到范圍大約為10~25mPas202次，以刮掉粘附在容器壁上的粘土。245分鐘，測量它們的表觀粘度和API失水量。五、試驗數(shù)據(jù)記錄及處理1、數(shù)據(jù)記錄土樣3%5%7%300r/min5.51330600r/min718392、數(shù)據(jù)處理土樣3%5%7%300r/min5.51330600r/min71839表觀粘度3.5919.53、用API標(biāo)準(zhǔn)評價所測粘土質(zhì)量。APIAPI標(biāo)準(zhǔn)600轉(zhuǎn)/分的讀數(shù)失水量200目濕篩篩余水分〔按加工廠運出計〕30最大13.5ml/30min4％10％六、造漿率計算對造漿粘土的評價方法之一是依據(jù)造漿性能要求確定粘土的造漿率15mPas的泥漿時，每噸粘土造漿的立方數(shù)，計量單位為m3/t。它直接表示泥漿造漿效率的凹凸，API失水量相對于膨潤土含量〔克土/100毫升水〕的315mPas的懸浮液所需的膨潤土含量。從表3-1中得出相應(yīng)的造漿率〔米3噸，準(zhǔn)確到0.5米噸。同理，通過3個7.5克膨潤土/100毫升水的懸浮液的API1ml?；蛘哂上率接嬎闩驖櫷猎鞚{率。V 1B wW Mss sss水的體積，ml；Ws

--土的重量，g；M

--土的比重，g/cm3。聚丙烯酰胺衍生物絮凝性能應(yīng)用一、試驗?zāi)康耐ㄟ^對聚丙烯酰胺衍生物絮凝試驗，區(qū)分不同衍生物絮凝力量的差異，并比較各種衍以后工作中應(yīng)用打下良好根底。二、試驗內(nèi)容聚丙烯酰胺衍生物絮凝效果測試。水解聚丙烯酰胺的選擇性絮凝試驗。三、試驗儀器、設(shè)備及藥品〔一〕儀器及設(shè)備10毫升量筒5只100毫升刻度帶塞試管5只電子天平1臺燒杯〔1000毫升〕3只電動攪拌機1臺150毫升燒杯3只50毫升量筒5只秒表10毫升量筒2只〔二〕藥品石油大學(xué)聚丙烯酰胺PAM20%的陰離子水解聚丙烯酰胺APAM30%和50%離子度陽離子聚丙烯酰胺CPAM，三種不同品質(zhì)膨潤土，NaOH等。四、試驗方法及步驟(一)聚丙烯酰胺衍生物絮凝效果測試試驗方法：1PAM20%APAM以及30和50離子度陽離子聚丙烯酰胺CPA，各配制0.1水溶液100m〔需提前預(yù)水化攪拌均勻，備用。25g1gNaOH1%500ml20分鐘，備用。390ml4150ml燒杯中。104、依次參加PAM、20%APAM、30%CPAM、50%CPAM10ml，配制成100ppm溶液，在100r/min3min，倒入100毫升刻度帶塞試管，反復(fù)倒轉(zhuǎn)5次以上，觀看絮凝過程。這時可形成一個清楚的懸浮體沉降分界面。登記不同時間清液高度H(刻度從10min液面對下讀，在量筒中記毫升數(shù))10分鐘的高度記作HminStokes公式：

，前10s的高度記作H 。9t 2gR2(Dd)H對同一體系的〔介質(zhì)粘度)、(D-d)(懸浮物和介質(zhì)的密度差)、R(懸浮體表觀半徑)和g〔重力加速度)均為常數(shù)。所以t(沉降時間)與H(沉降距離)成正比：H=Kt、K=H/t(ml/min)為1t-h1/2Hmint1/2記入表格中，并得出K值(K=H/t)，由此推斷絮凝力量。(二)水解聚丙烯酰胺選擇性絮凝試驗試驗方法：110g1gNaOH1%500ml20分鐘，備用。2、取水解度20%陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑，配制成0.1%的水溶液100ml，使用前攪拌均勻〔需提前預(yù)水化，備用。3、分別取三種不同膨潤土懸濁液90ml150ml10ml的絮凝劑，100ppm100r/min3min100毫升刻度帶塞試管，5次以上，觀看絮凝過程。4、靜止3分鐘，觀看其絮凝效果。記錄完全絮凝所需時間，并觀看上層清液透光度，上清液與絮凝物分界限高度，以及絮凝顆粒大小。5、推斷是否具有選擇性絮凝力量，比較三種土中蒙脫石含量，并得出結(jié)論。聚丙烯酰胺衍生物聚丙烯酰胺衍生物H 〔ml)10Hmin(mL) H/t(ml/min)t1/2絮凝力量排名30%CPAM90217.922250%CPAM6016.98.3118.31PAM98930.7944聚丙烯酰胺衍生物聚丙烯酰胺衍生物700600500st4003002001000102030405060708090100清液面高度〔ml〕5. 泥漿的堿處理一、試驗?zāi)康牧私鉄o機處理劑碳酸鈉對泥漿性能的影響。二、試驗內(nèi)容1、用碳酸鈉以不同的加量處理泥漿2、測定泥漿性能，確定碳酸鈉最優(yōu)加量三、試驗儀器、設(shè)備及藥品〔一〕儀器、設(shè)備ZNN-D6型旋轉(zhuǎn)粘度計、ZNS型泥漿失水量測定儀、電動攪拌機、天平、量具、燒杯、移液管〔二〕藥品碳酸鈉、粘土粉四、試驗方法及步驟〔一〕原理自然的鈣質(zhì)膨潤土參加純堿發(fā)生以下反響：〔二〕測定步驟

Ca２＋

+ Na2CO3 → ２Na＋+CaCO3 ↓286份。按粘土粉重量的0、2、4、6、810％加量稱取所需6份。661000毫升的量杯中，加水溶解，并稀釋至700毫升。開動攪拌機，依次將稱好的粘土粉緩緩參加量杯中。用低速攪拌機攪拌30分鐘，5分鐘，馬上測定泥漿的流變參數(shù)和API失水〔30分鐘和7.5分鐘，并記錄結(jié)果。有關(guān)計算：視粘度： A

2

600

〔mpas〕卡森粘度：

1C1

12600

1)21002

〔單位：

mpas〕K2(Q30

Q7.5

) 〔單位：ml〕Q 、Q30

--307.5五、試驗數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理及現(xiàn)象分析1.數(shù)據(jù)記錄質(zhì)量 00.320.640.961.281.602.403.20600r/min7.58106.77778.99300r/min32.53.51.82.522.93數(shù)據(jù)處理02%4%6%8%10%15%20%表觀粘度3.75453.353.53.54.454.5卡森粘度1.4482.2212.382.2171.622.1672.342.296繪制碳酸鈉加量對Ka c六、爭論碳酸鈉的作用原理純堿通過離子交換和沉淀作用使鈣粘土變?yōu)殁c粘土能，因此，參加適量純堿可使?jié){的濾失量下降，粘度、切力增大，但過量會導(dǎo)致粘土顆粒

+ Na2CO3 → ２Na＋+CaCO3 ↓。6. 泥漿的鈣污染和處理一、試驗?zāi)康呐錆{水；2〕海水中除主要含有食鹽NaCl以外還含有肯定量的MgCl2；3)含無水石膏〔CaSO4〕和有水石膏〔CaSO4.2H2O或CaSO4.1/2H2O〕的地層。把握泥漿鈣污染的處理方法以及作用原理。二、試驗內(nèi)容泥漿抗鈣污染試驗。三、試驗儀器、設(shè)備及藥品、試驗儀器、設(shè)備ZNN-D6ZNS型泥漿失水量測定儀、量具、移液管、試驗藥品氯化鈣、待測泥漿四、試驗步驟1、依據(jù)使用需要，選擇鈣離子濃度為300mg/L、500mg/L、700mg/L、3000mg/L做抗鈣污染試驗。2、量取5350mL待測泥漿，其中一份作為空白試樣，裝入高速攪拌機的樣品杯中。3、參加相當(dāng)于選擇的鈣離子濃度的氯化鈣，依次參加待測泥漿，在高速攪拌機攪拌10min。4、按第一局部中鉆井液性能測試程序測試：比重、流變參數(shù)、API失水、PH值。5、列表比照不同加量鈣污染后的泥漿性能變化，分析緣由。五、泥漿鈣污染處理方法通常用純堿來處理〔1.0mg/L0.00266kg/m3純堿處理。Ca2NaCO3CaCO32Na六、數(shù)據(jù)記錄：數(shù)據(jù)鈣子離濃質(zhì)量〔g〕比重600r300r200r100r6r3r初切終切API鈣離子量度300mg/L0.08%0.421.0512874324818.5500mg/L0.133%0.701.0311.586.24.832.54518.4700mg/L0.187%0.971.02139.5853.533.54.5無3000mg/L0.8%4.2無643.831.511.53無9.不分散低固相淡水泥漿一、體系介紹及試驗?zāi)康模翰环稚⒌凸滔嗄酀{中的“不分散”具有兩個含義：其一是指組成鉆井液的粘土顆粒盡量維持在1~30μm范圍內(nèi)，不要向小于1μm的方向進展；其二是指混入這種鉆井液體系的(主要指粘土礦物類)的體積分?jǐn)?shù)要在鉆井工程允許的范圍內(nèi)維持到最低。3%～5%膨潤土+0.15%～0.25%純堿+100～400ppmPHP+1%～4%KCl+0.1%～0.4%CMC二、試驗內(nèi)容1、按要求配制不分散低固相泥漿。2、測試所配泥漿體系根本性能。三、試驗儀器及材料試驗儀器

-1型電動攪拌機、GJ-1型高速攪拌機及攪拌杯、量具、不銹鋼尺、秒表、水9010021006〔漏斗粘度計ZNN-D6型電動六速旋轉(zhuǎn)粘度計、SD型多聯(lián)中壓濾失儀、鉆井液固相含量測定儀ZNG-A、EP-B極壓潤滑儀、鉆井液含沙量測定儀ZNH-1、廣泛pH試紙、定性濾紙。90試驗材料PH〔水解聚丙烯酰胺、CM〔-L、KCl四、試驗步驟配制泥漿、按參考配方分析所要考慮的因素以及水平，給出相應(yīng)的正交試驗表格。500mL清水，裝入高速攪拌杯中，依據(jù)列出的正交表格中不同組別各自成份的加量比例，稱取相應(yīng)材料的重量。、將盛有500mL清水的攪拌杯固定到攪拌機上，鉆速設(shè)置為10000r/min，開動攪拌機，將稱取好的材料按先后挨次依次參加到攪拌杯中，攪拌時間為20min。、性能測試依據(jù)第一