有機處理劑作用機理課件

1、12按照有機處理機添加到鉆井液后所起的作用，可以分為: 降濾失劑 降粘劑 增粘劑 頁巖抑制劑 流型調(diào)節(jié)劑 潤滑劑 乳化劑 殺菌劑 緩蝕劑 堵漏劑 有機處理機作用機理3一、降濾失劑（抗高溫降失水劑） 1、磺甲基酚醛樹(SMP)結(jié)構(gòu)： 磺甲基酚醛樹脂由于其分子由亞甲基橋和苯環(huán)組成及C、S鍵構(gòu)成，又由于含有強親水基磺甲基（-CH2SO3-），且磺化度高，所以親水性很強，受高溫影響小，故熱穩(wěn)定性強 有機處理機作用機理4 在200220。C甚至更高溫度下，不會發(fā)生明顯降解。而且抗鹽析能力強 分1型產(chǎn)品（SMP-1）和2型產(chǎn)品（SMP-2） SMP-1可溶于Cl-含量為10萬12萬mg/l或Ca2+、Mg

2、2+總含量2000mg/l的鹽水中，用于淡水、鹽水體系。 SMP-1與SMC復(fù)配使用降濾失作用更好。原因是與SMC復(fù)配后，SMP-1在黏土表面的吸附量可增加56倍 SMP-2用于高濃度鹽水體系，加量2%3%。有機處理機作用機理52、聚陰離子纖維素（PAC-HV）聚陰離子纖維素是一種高品質(zhì)水溶性纖維素衍生物。結(jié)構(gòu)特點：分子鏈上含有羧基、醚氧基、羧基、磺酸基、基等。性質(zhì)：在水溶液中解離為聚陰離子，分子鏈上的陰離子基團互相排斥使分子鏈呈伸展?fàn)顟B(tài)，會使液相粘度增大?？箿?00。C 有機處理機作用機理7 分子量較高的聚陰離子纖維素不僅能顯著減低濾失量，減薄泥餅厚度，而且對泥頁巖水化有抑制作用。我國生產(chǎn)的

3、聚陰離子纖維素其抗鹽、抗鈣及增粘、降濾失作用都優(yōu)于CMC。3、聚丙烯酸鹽聚丙烯酸鹽聚合物是具有不同取代基的乙烯基單體及其鹽類的共聚物。結(jié)構(gòu)特點：在其高分子鏈上擁有不同含量的羧基、羧鈉基、羧胺基、酰胺基、腈基、磺酸基和羥基。 有機處理機作用機理8該系列產(chǎn)品主要用于聚合物鉆井液體系的降濾失劑。由于各種官能團的協(xié)同作用，該類聚合物在各種復(fù)雜地層和不同礦化度、不同溫度條件下均能發(fā)揮其作用。應(yīng)用較廣的有PAC141、PAC142、PAC143。PAC141降濾失的同時還兼有增粘作用，而且還能調(diào)節(jié)流型，改進鉆井液的剪切稀釋性，該處理劑抗溫180。C，抗鹽可達飽和。PAC142增粘作用小于PAC141主要用

4、于淡水、海水和飽和鹽水鉆井液的降濾失劑。加量0.2%-0.4% 有機處理機作用機理10有機處理機作用機理5、改性淀粉淀粉的降失水作用是由于直鏈淀粉易吸水膨脹，形成類似于海綿的囊狀物。淀粉吸水后減少了鉆井液中的自由水；另一方面囊狀物會堵塞泥餅空隙降低泥餅的滲透率。11二、頁巖抑制劑1、聚合醇 聚合醇JLX為低分子嵌段共聚物。是一種典型的高分子聚醚型表面活性劑，分子中聚氧乙烯基部分是親水基，聚氧丙烯基部分是因帶有甲基而具有憎水性為疏水基。性質(zhì)：常溫下易溶于水，但溫度升高到某一溫度時會形成濁狀液，該溫度稱為濁點。溫度降到濁點以下，又完全溶解。 有機處理機作用機理12 作用：有很強的抑制性與封堵作用，

5、能有效地穩(wěn)定井壁。潤滑性能好，在鉆井液中加量3%，鉆井液摩阻系數(shù)可降低80%；聚合醇能有效降低鉆井液的表面張力，對油氣層損害程度低，滲透率恢復(fù)值可達85%以上；聚合醇毒性很低，易生物降解，屬于環(huán)境友好型。有機處理機作用機理14現(xiàn)場使用時，為了獲得更好的穩(wěn)定井壁效果，聚合醇分子不能太大，以便使其能進入泥頁巖孔喉中，并且其濁點應(yīng)與井底溫度一致。當(dāng)井壁不穩(wěn)定地層處于不同深度的裸眼井段時，應(yīng)選用與井壁不穩(wěn)定地層溫度相匹配的多種濁點的聚合醇的混合物。有機處理機作用機理152、小陽離子 小陽離子化學(xué)名稱為環(huán)氧丙基三甲基氯化銨。 結(jié)構(gòu)式： 作用：小陽離子是一種泥頁巖抑制劑，抑制巖屑分散的效果明顯高于KCl。

6、能和其它處理劑相容。有機處理機作用機理17 小陽離子作抑制劑比KCl優(yōu)越之處是鉆屑吸附小陽離子后表面具有一定疏水性，因此不易黏附在親水性的鉆具表面，具有明顯的防泥包作用。小陽離子具有一定殺菌作用，可防止淀粉類處理劑生物降解。有機處理機作用機理183、甲酸鉀（HCOOK） 甲酸鉀是一種最簡單的脂肪酸鹽，易溶于水，甲酸鉀水溶液最高密度為1.598g/cm3,可生物降解對水生動物基本無毒害,是一種環(huán)保型處理劑。與常用聚合物如XC、聚陰離子纖維素有良好的配伍性。而且能提高XC、改性淀粉的抗溫能力。甲酸鉀是一種頁巖穩(wěn)定劑機理：濾液粘度較高，增大了濾液流向頁巖層內(nèi)的流動阻力；鉆井液在頁巖表面形成一種薄膜，

7、而且濾液的活度低，從而減少濾液向頁巖中滲透。 有機處理機作用機理194、MMH正電膠 正電膠從組成上講是混合金屬氫氧化物。化合物中含有各種不同的二價或三價金屬。從結(jié)構(gòu)上看與水鎂石晶片結(jié)構(gòu)類似。 有機處理機作用機理20水鎂石基本結(jié)構(gòu)單元是鎂氧八面體，八面體中心是Mg2+，六個頂點是OH-。相鄰八面體通過鎂離子共用OH-構(gòu)成水鎂石晶層。水鎂石晶片是三八面體結(jié)構(gòu)，晶片本身是電中性的。MMH的晶體結(jié)構(gòu)與水鎂石不同之處是八面體中的Mg2+有一部分被Al3+等高價陽離子取代。因此MMH晶層表面帶有正電荷。分散在水溶液后形成正電膠。正電膠可以提高鉆井液的剪切稀釋性，并用做頁巖抑制劑。 有機處理機作用機理21

8、剪切稀釋機理： 正電膠加入鉆井液后，由于膠粒表面帶有高密度的正電荷，對極性水分子產(chǎn)生極化作用，使水分子在膠粒周圍形成一個穩(wěn)固的水化膜，水化膜外沿顯正電性。黏土膠粒和正電膠膠粒情況相反，只是水化膜外沿顯負電性。兩種帶有強化水化膜膠粒靠近時，首先接觸的是水化膜外沿，由于電性相反水化膜相吸，形成貫通的極化水鏈，使兩種膠粒連在一起形成MMH-水-黏土復(fù)合體。有機處理機作用機理22兩種膠粒之間由于有極化水鏈存在，不可能靠得很近只能保持一定距離。（如圖）這樣在體系內(nèi)就會形成由正、負膠粒和極性水鏈構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。有機處理機作用機理24束縛自由水機理，正電膠與黏土形成復(fù)合體時會束縛大量自由水，減弱了水向鉆屑和

9、地層中滲透的趨勢。 4、磺化瀝青（AsphaltS）具有很強的抑制頁巖水化膨脹的性能，并可形成薄而堅韌的泥餅從而使井壁穩(wěn)定，商業(yè)產(chǎn)品有鈉磺化瀝青和鉀磺化瀝青，后者具有更強的頁巖抑制作用。加1.5%3.0%5、氧化瀝青(Asphalt-O)用于封賭泥頁巖地層中的縫隙,形成堅韌的泥餅還可提高鉆井液 和泥餅的潤滑性,加量3.0%5.0% 有機處理機作用機理25降粘劑 降粘劑 1、鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽（FCLS）用于不同濃度鹽水中抗溫170180。C需控制鉆井液體系PH在912.5之間,加量0.2%0.6%。因Cr6+對環(huán)境污染在使用上受到限制。 2、無鉻木質(zhì)素磺酸鹽(CrFree-95)是木質(zhì)素磺酸鹽和

10、水解聚丙烯酸鈣的共聚物.是海水、鹽水鉆井液 的有效稀釋劑，抗溫150oC加量0.4%0.6%,溫度較高時易發(fā)泡,需用消泡劑消泡。 3、XY-27是丙烯酸共聚物，分子鏈上含有不同的陰離子、陽離子和非離子基團，可用于兩性離子鉆井液 ?？果}抗鈣性較強，抗溫120oC，加量0.2%0.5% 27 3、聚丙烯酰胺鉀鹽(KPAM)是部分水解聚丙烯酰胺-聚丙烯酸納鉀鹽的共聚物除了用做增稠劑/包被劑外還可用做頁巖抑制劑.常配成0.5%1%溶液使用。在鉆井液 中加量(折成干粉為0.1%0.3%，抗溫160180。C 4、高粘羧甲基纖維素(CMCHV)主要用于提高鉆井液 粘度以提高其洗井和懸浮能力.同時還可降低濾

11、失量，加量0.2%0.5% 5、羧甲基羥乙基纖維素（CMHEC）是一種強增稠劑用于提高鉆井液 粘度和無固相體系的液相粘度。在鹽水鉆井液 中加量0.3%0.6%增稠劑/包被劑28流型調(diào)節(jié)劑（膠凝劑） 1、正電膠（MMH）正電膠是一種混合金屬氫氧化物鉆井液 中加入正電膠后體系中會形成一個強度不高易被破壞的空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)使體系有較高的YP/PV動塑比和滿意的流變參數(shù)。MMH本身抗溫200。C以上。 2、XC生物聚合物（黃原膠）是黃原菌類作用于碳水化合物生成的高分子鏈狀多糖聚合物。易溶于水。是鹽水、飽和鹽水鉆井液的高效增粘劑，一般加量0.2-0.3%，并兼有降濾失作用。用它處理的鉆井液具有優(yōu)良的剪切稀釋性，有利于提高鉆速和攜帶巖屑。XC抗溫可達120。C抗鹽、抗鈣能力也很好。為防止空氣或鉆井液中的細菌使其降解需與殺菌劑配合使用。是一個增稠劑也是膠凝劑，可有效提高鉆井液 YP/PV動塑比。 29潤滑劑潤滑劑 1、烷烴化合物和 表面活性劑配制的油類液體是一種油基類潤滑劑用于水基鉆井液 可大幅度降低鉆具的扭矩和上提拉力。 2、聚合醇類能有效提高鉆井液體系的潤滑性和井壁穩(wěn)定性