鉆井液習題參考答案

1、一、概念體構(gòu)造保持不變的現(xiàn)象。的增加而降低的特性稱為剪切稀釋性。API選用酚酞和甲基橙兩種指示劑來評價鉆井液及其濾液堿性的強弱。聚結(jié)穩(wěn)定性：分散相粒子是否簡潔自動聚結(jié)變大的性質(zhì)。粘土水化作用：粘土礦物外表簡潔吸附較多水分子的特性。率之間的關系。用數(shù)學關系式表示稱為流變方程，又稱為流變模式。pH=7量，包括交換性鹽基和交換性氫。陽離子交換容量以100克粘土所能交換下來的陽離子毫摩爾數(shù)來表示符號為CEC。表觀粘度為15mPa.s鉆井液的體積數(shù)，m3/T。的處理劑均可稱做頁巖抑制劑，又稱防塌劑。的特性稱為剪切稀釋性。 又叫屈服值。靜切力：使流體開頭流淌的最低剪切應力稱為靜切力。，其流淌性是主要的方面

2、。濾失造壁性：在壓力差作用下，鉆井液中的自由水向井壁巖石的裂隙或孔巖層，鉆井液中的固相顆粒便附著在井壁上形成泥餅(細小顆粒也可能滲入巖層至肯定深度)，這便是鉆井液的造壁性。粘土高溫分散作用：在高溫作用下，鉆井液中的粘土顆粒分散程度增加， 顆粒濃度增加、比外表增大的現(xiàn)象。鉆井液高溫增稠作用：高溫分散作用使鉆井液中粘土顆粒濃度增加，鉆井作用。這種現(xiàn)象被稱為高溫膠凝作用。二、簡答題1、粘土礦物有哪些根本構(gòu)造單元？ 鋁氧八面體與鋁氧八面體晶片晶片的結(jié)合答：硅氧四周體晶片。鋁氧二八面體晶片。鎂氧三八面體晶片。3、粘土礦物的構(gòu)造單元片結(jié)合成哪些粘土礦物的根本構(gòu)造層？11：1型晶層：由一個硅氧四周體晶片與一

3、個鋁氧八面體晶片構(gòu)成。型晶層：由兩個硅氧四周體晶片與一個鋁氧八面體晶片構(gòu)成。4、粘土礦物中主要包含哪些礦物？5、什么是晶格取代？的現(xiàn)象。6、說明以下粘土礦物的根本構(gòu)造層和晶格取代狀況：1：1型粘土礦物，幾乎無晶格取代現(xiàn)象。蒙脫石；根本構(gòu)造層由兩片硅氧四周體晶片和夾在它們的Na+或Ca2+來平衡。21型晶格。存在晶格取代，取代位置主要在Si-O四周體中，鋁原子取代四周體的硅，且取代數(shù)目比蒙脫石多，產(chǎn)生的負電荷由等量的K+來平衡。綠泥石：根本構(gòu)造是由一層類似伊利石2:1層型的構(gòu)造片與一層水鎂石Mg2+被Al3+硅氧四周體中的局部硅被鋁取代產(chǎn)生負電荷，因而整個網(wǎng)絡的電荷很低。7、為什么蒙脫石屬膨脹型

4、粘土礦物？O面，晶層間引力以分子間力為主，層間引力較弱，水分子易進入晶層。子，水化陽離子給粘土帶來厚的水化膜，使蒙脫石膨脹。8、為什么高嶺石、伊利石和綠泥石屬非膨脹型粘土礦物？易進入晶層中間，為非膨脹型粘土礦物；2由于伊利石取代位置主要在Si-O四周體中，產(chǎn)生的負電荷離晶層外表近， K有12個氧與它配伍，因此，K+連接通常格外結(jié)實，是不能交換的，故水分子不易進入晶層，為非膨脹型粘土礦物；合嚴密，水不易進入其中。因此綠泥石也屬于非膨脹型黏土礦物。9、什么叫陽離子交換容量？陽離子交換容量與晶格取代數(shù)量由什么關系？pH值為7的條件下，粘土所能交換100克粘土CEC；晶格取代數(shù)量愈多的粘土礦物，其陽離

5、子交換容量也愈大。10、粘土礦物外表的帶電性有哪些來源？下：了高價陽離子，產(chǎn)生了過剩的負電荷，因此，一般狀況中三價的鋁被二價的鎂、鐵等取代，粘土就產(chǎn)生了過剩pH值的影響。A、蒙脫石的永久負電荷主要來源于鋁氧八面體中的一局部鋁離子被鎂、鐵等二的，一般不超過15。鋁取代，大約有15的硅被鋁取代，每個晶胞中約有0.6-1.0個永久負電荷。 來證明。PH值轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)變，這種電荷叫做可變負電荷。PH值低于9時，粘土晶體端面上帶正電荷。對于粘土端面上帶正電荷的緣由多數(shù)人認為是出于暴露在邊緣上的鋁氧八面體在酸性條件下從介質(zhì)中解離出OH-。電荷一般多于正電荷，因此粘土一般都帶負電荷。11、粘土礦物外表的吸附有哪

6、些類型？化學吸附：有選擇性，吸附熱較大，不易脫附。 12、什么叫鉆井液？答：保證鉆井工作能安全順當進展的全部入井流體統(tǒng)稱。13、鉆井液有哪些功能？答:1清洗井底，攜帶鉆屑。懸浮鉆屑和加重劑。把握地層壓力。傳遞水力功率。穩(wěn)定井壁。冷卻、潤滑鉆頭及鉆柱。(8)供給所鉆地層的大量資料。(9)保護油氣層。14、鉆井液由什么組成？答：鉆井液主要由分散介質(zhì)、分散相和處理劑三大局部組成。15、假設按用途，鉆井液處理劑分幾類？寫出它們的名稱。答：分16類，分別為(1)降濾失劑；(2)增粘劑；(3)乳化劑；(4)頁巖抑制劑；(5)堵漏劑；(6)降粘劑；(7)緩蝕劑；(8)粘土類； ；(10)加重劑；(11)殺菌

7、劑；(12)消泡劑；(13)泡沫劑；(14)絮凝劑；(15)解卡劑；(16)其它類等。答：分四類。重晶石粉：是一種以BaSO4為主要成分的自然礦石，經(jīng)過加工后制成灰白色粉3.9-4.2。一般用于加重密度不2.30g/cm3CaCO3，純品為白色，含雜質(zhì)時呈灰色或淺黃色，常溫溶于酸。一般不會堵死油氣層，即可承受油井酸化可以去除堵塞。為TiO2 Fe2O3，密度4.5-5.1。優(yōu)點是由于這兩種加重材料的硬度約為重晶石的兩倍，且耐研磨，在使用中顆粒尺寸保持較好，損耗率較低；易酸溶。方鉛礦粉：方鉛礦為鉛灰色有金屬光澤的顆?；驂K狀，常溫比重為7.5-7.6， 簡潔加工成細粉末。不溶于水和堿，但能溶于酸，

8、是酸溶性加重劑。由于比重較高，特備適用于配制超重鉆井液，密度達3.0g/cm3。由于該加重劑的本錢高、貨源少、一般僅限于在地層孔隙壓力極高的特別狀況下使用。17、為什么鉆井液的pH810范圍？答：這主要是由于有以下幾方面的緣由：可減輕對鉆具的腐蝕；可預防因氫脆而引起的鉆具和套管的損壞；可抑制鉆井液中鈣、鎂鹽的溶解；木質(zhì)素磺酸鹽類處理劑等。18、有哪些因素影響鉆井液濾失量？1影響鉆井液靜濾失量的因素有濾失時間壓差濾液的粘度、溫度固相含量和類型巖層的滲透性泥餅的壓實性和滲透性絮凝與聚攏流淌性的影響，表現(xiàn)為剪切速率和鉆井液流態(tài)對動濾失的影響。影響瞬時濾失的因素主要有壓差，巖層的滲透性，濾液的粘度，鉆

9、井液中形成“橋點”。19、什么叫鉆井液濾失劑？它分幾類？它們是通過什么機理起降濾失作用的？流變性作用的？答：1.定義：使鉆井液固相顆粒聚結(jié)變大的化學劑。分類：大類分無機絮凝劑，有機絮凝劑兩大類。有機絮凝劑，按官能團類型：非離子型、陰離子型、陽離子型和兩性離子型;常烯酸鈉共聚物80A51、陽離子型聚丙烯酰胺CPAM。按絮凝粘土顆粒種類：完全絮凝劑和選擇性絮凝劑。作用機理：絮凝。有機絮凝劑主要高分子聚合物分子量300萬。非離子型和陰離子型絮凝還具有電性中和，具有更快更高的絮凝效率。22、什么叫頁巖抑制劑？它分幾類？它們是通過什么機理起抑制頁巖作用的？ 可稱做頁巖抑制劑，又稱防塌劑；B:1瀝青類氧化

10、瀝青、磺化瀝青、自然瀝青和改性瀝青2鉀鹽腐植酸類腐植酸鉀、硝基腐植酸鉀、K21C：機理變形，從而封堵裂隙，并在井壁上形成一層致密的保護膜。井壁的效果增加。但超過軟化點后，穩(wěn)定井壁的效果變差?；腔癁r青：防塌機理是顆粒水化分散；善泥餅質(zhì)量。潤滑和降低高溫高壓濾失量作用，是種多功能的有機處理劑。自然瀝青和改性瀝青：瀝青粉的主要作用機理是：在鉆遇頁巖之前，往鉆井液中參加該種物質(zhì)，當鉆遇頁巖地層時，假設瀝青的軟處形成具有護壁作用的內(nèi)、外泥餅。阻擋水進入地層，起到穩(wěn)定井壁的作用。腐植酸鉀：腐植酸鉀(KHm)是以褐煤為原料，用KOH提取而制得為180，一般加量為13。硝基腐植酸鉀是用HNO3KOH中和提取而

11、制得的產(chǎn)品pH值為810。防塌劑K21是硝基腐植酸鉀、特種樹脂、三羥乙基酚和磺化石蠟等的復配降低濾失量，抗溫可達180。它與磺化酚醛樹脂的縮合物是一種無熒光防塌劑23、什么叫鉆井液體系？鉆井液體系分幾類？國外鉆井液分類標準的根底上，在國內(nèi)得到認可的鉆井液分類方法如下：分散鉆井液 鹽水鉆井液聚合物鉆井液油基鉆井液合成基鉆井液 保護油氣層的鉆井液些地層？概念：水基鉆井液是由膨潤土、水、各種處理劑、加重材料以及鉆屑所組成的多相分散體系。電膠鉆井液、抗高溫深井水基鉆井液。A:分散鉆井液-配制方法：膨潤土是分散鉆井液中不行缺少的配漿材料，1,配制方法簡便、本錢較低;2濾失量和HTHP均相應較低;3、可容

12、納較多固相，較適于配制高密度鉆井液。溫可達160-200。鈣處理鉆井液: 鈣處理鉆井液體系主要由含Ca2+的無機絮凝劑、降粘劑和降作用的一類鉆井液。鈣處理鉆井液的優(yōu)點:性能較穩(wěn)定，抗鈣、鹽和粘土污染力量強。鉆速。利于井壁穩(wěn)定。鉆井液中粘土細顆粒含量較少，對油氣層的損害程度相對較小。鹽水鉆井液: 鹽水鉆井液是通過人為添加無機陽離子，抑制粘土顆粒的水化鉆井液時應準時補充燒堿，維持肯定的PH值。鹽水鉆井液的主要特點:(1)礦化度高，具有較強的抑制性，能有效地抑制泥頁巖水化，保持井壁穩(wěn)定; 膏地層，在深井和超深井中使用；濾液性質(zhì)與地層原生水比較接近，對油氣層的損害較輕;鉆出的巖屑不易在鹽水中水化分散，

13、在地面簡潔去除，有利于保持較低的固相含量; 簡單，對鉆柱和設備的腐蝕性較大，鉆井液配制本錢相對較高。提高了聚合物鉆井液的防塌力量。聚合物鉆井液的特點(2)具有良好的流變性，有較強的剪切稀釋性和適宜的流型。鉆井速度快。穩(wěn)定井壁的力量較強，井徑比較規(guī)章。(6)可防止井漏的發(fā)生。(7)鉆井本錢低。MMH正電膠膠粒與粘土負電膠粒靜電作用形成空間連續(xù)構(gòu)造，穩(wěn)定鉆井液，吸附在鉆屑和井壁上抑制鉆屑分散和穩(wěn)定井壁，MMH正電膠鉆井液具有極強的剪切稀釋性。正電膠鉆井液特點(1)獨特的流變性。(3)較低的負電性抗高溫深井水基鉆井液: 在深井鉆井液的特點:(2)在高溫條件下對粘土的水化分散具有較強的抑制力量。流淌性

14、和攜帶、懸浮巖屑的力量。具有很好的潤滑性。答：1性能變化第一階段：粘度、切力、濾失量增加，泥餅增厚其次階段：粘度、切力減小，失水量增加，泥餅增厚2緣由：陽離子交換;Na+交換鈉土轉(zhuǎn)換為鈣土粘土電勢減小，水化膜變薄。26、描述鉆井液鹽侵后性能變化規(guī)律及緣由？1性能變化B、濾失量增加;D、PH值下降緣由：NaCl溶于水壓縮粘土雙電層粘土Zeta電勢降低水化膜變薄粘土絮凝，聚結(jié)。27、粘土在鉆井液中的作用？1提高體系的塑性粘度、靜切力、動切力。增加鉆井液對鉆屑的懸浮和攜帶力量。降低濾失量，形成致密泥餅，增加造壁性。答：一樣點：均可以降低鉆井液構(gòu)造粘度。合物降粘劑XY型,一是能增加鉆井液的抑制力量，二

15、是能使非構(gòu)造粘度有所下降。該題答案暫未找到，求補充！三、計算使用重晶石將200m3密度為1.32g/cm3的鉆井液加重到密度為1.38g/cm3。如最終體積無限制，求重晶石密度為4.2g/cm3的用量答：VV B1=204.255 m321B2所需重晶石的質(zhì)量為mB(V2V)1B=17871(Kg)。假設最終體積200m3，求重晶石的用量。答：VV B212B1=195.833 m3所需重晶石的質(zhì)量為mB(V2V)1B=17500Kg。測得鉆井液1min濾失量為6.5ml, 7.5min濾失量為14.2ml ,試求這種鉆井液瞬時濾失量和API濾失量?VSP = 6.5-(14.2-6.5)/(7.50.510.5)10.5 =2.07 (mL由于VSP不行無視，30 min的濾失量可以由式(4-4)求得:V30 = 2(V7.5 - Vsp) + Vsp = 2(14.2 - 2.07)+2.07 =26.33 (ml)所以V30=VAPI=26.33(ml)四、綜合題1、你認為抱負的鉆井液應具有哪些功能或特點，并試述鉆井液的進展趨勢。特點及進展概況來答復該題。2、比較各種鉆井液的性能特點。性能特點可以補充作答。3、某鉆井液的組成為：基漿+0.1%KCl+0.1%FCLS+0.1%XY-27。利用六速旋轉(zhuǎn)