基礎(chǔ)知識鉆井液材料課件

鉆井液配漿材料與處理劑2009年10月8日日渤海鉆探泥漿技術(shù)服務(wù)公司1PPT課件鉆井液配漿材料與處理劑2009年10月8日日渤海鉆——鉆井液材料分類[鉆井液材料分類]（一）按化學(xué)性質(zhì)分類1、原材料：如粘土、水、油、加重劑等。2、無機(jī)處理劑：凡用于鉆井液的無機(jī)化學(xué)藥劑均可劃入此類。如氯化鈉、硫酸鉀、氫氧化鈉等。3、有機(jī)處理劑：凡用于鉆井液的有機(jī)化合物均屬此類。如瀝青類、淀粉類、腐植酸類、丙類酸類、纖維素類等。4、表面活性劑：分為非離子型、陰離子型、陽離子型和兩性活性劑等。2PPT課件——鉆井液材料分類[鉆井液材料分類]（一）按化學(xué)性質(zhì)分類2P——鉆井液材料分類[鉆井液材料分類]（二）按用途分類1）配漿用土

2）加重劑

3）增粘劑4）降粘劑

5）降濾失劑

6）絮凝劑7）頁巖水化抑制劑8）潤滑劑

9）堵漏材料10）消泡劑

11）發(fā)泡劑

12）殺菌劑

13）解卡劑

14）乳化劑

15）腐蝕抑制劑

16）高溫穩(wěn)定劑

17）表面活性劑

18）堿式調(diào)節(jié)劑19）油基泥漿用料3PPT課件——鉆井液材料分類[鉆井液材料分類]（二）按用途分類3PPT——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]（一）鉆井液原材料的主要作用1）形成較穩(wěn)定的膠體2）接受各種化學(xué)劑處理，改善鉆井液性能，滿足現(xiàn)場各種需要。3）在井壁上形成泥餅，降低濾失量，穩(wěn)定井壁。4）形成鉆井液的粘度、切力、懸浮固相，攜帶鉆屑。5）調(diào)節(jié)鉆井液密度，控制地層壓力。4PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]（一）鉆井液原材料的主要作（二）常用原材料簡介——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]1、粘土類1）鈉膨潤土及鈣膨潤土（簡稱鈉土及鈣土）:是配制水基鉆井液的基礎(chǔ)材料，其主要礦物成分是蒙脫石，一般需要1噸土可配制15mPa.s表觀粘度的鉆井液16m3，鈉土造漿率較高，而鈣土則需加堿處理才能使用，（一般堿土比為5～7%）。用途及使用方法：提高鉆井液的粘切、降低失水、堵漏等。在配有攪拌器或泥漿槍的罐中，先加入計算好量的水，攪拌、加入土，純堿，水化。5PPT課件（二）常用原材料簡介——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]1、（二）常用原材料簡介——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]1、粘土類2）抗鹽土：包括海泡石、凹凸棒石等是鋁和鎂的水硅酸鹽，其晶體構(gòu)造為纖維狀或棒狀，其最大特點(diǎn)是抗鹽及耐溫，在鹽水甚至飽和鹽水中造漿率達(dá)12-16m3/T，常用來鉆鹽層，尤其是海泡石鉆井液具有較高的耐溫特性，熱穩(wěn)定性，故常用來打地?zé)峋虺罹?，缺點(diǎn)是濾失量大，須配合降濾失劑才能使用。用途及使用方法：提高鉆井液的粘切、降低失水、堵漏等。在配有攪拌器或泥漿槍的罐中，先加入計算好量的水，攪拌、加入土，水化。6PPT課件（二）常用原材料簡介——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]1、1、粘土類3）有機(jī)土：是由鈉土或抗鹽土，以陽離子型表面活性劑覆蓋，使其改變表面性質(zhì)（由親水變?yōu)橛H油）而制成的，它可以在油中分散而配制成符合各種需要的油基鉆井液（或解卡液），主要用于鉆進(jìn)復(fù)雜地層如鹽膏層、鹽泥膏層、超深井的及完井的各種作業(yè)中。用途及使用方法：提高油基鉆井液的粘切、降低失水等。在配有攪拌器或泥漿槍的罐中，先加入計算好量的油，攪拌、加入有機(jī)土?！@井液原材料[鉆井液材料分類]7PPT課件1、粘土類——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]7PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]2、配漿用水和油1）水：水是組成水基鉆井液最主要的成分，水質(zhì)好壞直接影響鉆井液性能，一般將鉆井液用水分為三類：一類是淡水（總礦化度小于10000mg/L）；一類是含鈣鎂較多的咸水，如海水和硬水；另一類則是含鈉鹽較多的水，如鹽水或飽和鹽水。(分四種水型)海水是鹽的“故鄉(xiāng)”，海水中含有各種鹽類，其中百分之90左右是氯化鈉，也就是食鹽。另外還含有氯化鎂、硫酸鎂、碳酸鎂、氯化鈣及其他鹽類，這些二價鹽的存在，對鉆井液使用的處理劑要求苛刻。氯化鎂是點(diǎn)豆腐用的鹵水的主要成分，味道是苦的，因此，含鹽類比重很大的海水喝起來就又咸又苦了。配置鉆井液用的水，通常以就近取材為主.如井場附近打水井、冰水、海水、水渠等。特殊情況下使用人工運(yùn)送的水。8PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]2、配漿用水和油8PPT——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]2、配漿用水和油水質(zhì)對鉆井液的影響主要是：礦化度的大?。嚎偟V化度小于5000mg/L的水，鉆井液易于維護(hù)，超過10000mg/L后鉆井液成本提高，性能不宜維護(hù)。二價三價鹽的含量：鈣、鎂離子總量超過200mg/L，應(yīng)注意使用純堿或燒堿處理，否則鉆井液成本提高，性能不宜維護(hù)。易起泡或含氧化性物質(zhì)：多發(fā)生在使用井場附近排水溝的水，由于生活用水含大量的洗衣粉類物質(zhì)，易引起發(fā)泡；化工廠排除的水假如含氧化性化工物質(zhì)，導(dǎo)致鉆井液處理劑被氧化失效。冰水或冬季用水：配置膠液的時間長或無法配置。在大港油田注意事項：水井的總礦化度超過5000mg/L，要求井隊送水；水井在使用一段時間后，礦化度升高，注意監(jiān)測；海水或鹵水配漿時，必須選擇抗鹽性強(qiáng)的處理劑。9PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]2、配漿用水和油9PPT——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]2、配漿用水和油2）油：油是組成油基鉆井液的主要成分，一般最常用柴油配漿，柴油主要含有芳香烴和石蠟兩種成分，芳香烴具有完全溶解瀝青的能力，而石蠟則不能溶解瀝青，故一般需要柴油中芳香烴含量<22%，超過50%后油基鉆井液的濾失量顯著上升。用白油代替柴油來配制油基鉆井液，目的是為了減少油基鉆井液的生物毒性，符合海上鉆井的拜謝需要，減少環(huán)境污染，同時也提高了對油氣層的分辨能力，便于保護(hù)油氣層，因此近年來白油使用越來越多。原油由于組分較復(fù)雜，不好控制，具有熒光，一般不使用。10PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]2、配漿用水和油10PP——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]3、加重材料

加重材料應(yīng)具備的條件：本身密度大，不與鉆井液中的其它組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；且強(qiáng)度要低，磨損性要小，易粉碎，又不磨損泵的各種配件。11PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]3、加重材料11PPT課——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]1）重晶石粉純品為白色粉末，含雜質(zhì)時帶綠色或灰色，r（密度）：4.2g/cm3，硬度2.5-3.5，細(xì)度要求97%以上通過200目濕篩，85-95%能通過325目濕篩，有輕微毒性，不溶于水、有機(jī)溶劑、酸或堿的溶液，只少量溶于濃硫酸而生成硫酸氫鋇[Ba(HSO4)2]，油井酸化時不被酸溶解，重晶石粉是目前使用最多的加重劑，它可將鉆井液密度加重到2.00g/cm3。重晶石還有另一項功能，即制備重晶石在水中的漿液，密度可達(dá)2.65g/cm3，形成高密度段塞。12PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]1）重晶石粉12PPT課——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]2）石灰石粉別名碳酸鈣，分子式CaCO3，分子量100.1，純品為白色粉末，含雜質(zhì)時呈灰色、灰白、灰黑色、淺黃或淺紅色，雜質(zhì)中常含有白云石、粘土等，密度：一般為2.7g/cm3，硬度3-4，不溶于純水而溶于含CO2的水，生成Ca(HCO3)2，可溶于鹽酸等無機(jī)酸，常用作油基鉆井液或完井液的加重劑，以減輕對油層的損害。13PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]2）石灰石粉13PPT課——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]3）鈦鐵礦粉別名鈦酸鐵，分子式FeTi03，分子量151.75，為棕至黑褐色粉末，r：4.6g/cm3，不溶于水和油，微溶于酸，能溶于熱而濃的磷酸和鹽酸，鈦鐵礦優(yōu)于重晶石之處是其密度大，硬度較高，雖含鐵，但對電測和鉆井無電磁干擾，又可酸化，是一種有發(fā)展前途的加重劑。14PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]3）鈦鐵礦粉14PPT課——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]4）液體加重劑主要用于配制完井及修井液及無固相鉆井液，主要有CaCl2、NaCl、CaBr2、ZnCl2及ZnBr2等。15PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]4）液體加重劑15PPT——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]1、氫氧化鈉：NaOH[別名片堿、燒堿、火堿、苛性鈉，分子量40.00，純品為無色透明晶體，工業(yè)品為乳白色片狀固體或顆粒。常溫下密度為2.0-2.2g/cm3]特點(diǎn)：易吸濕，從空氣中吸收CO2變成Na2CO3，其水溶液俗稱液堿。濃溶液對皮膚有強(qiáng)腐蝕性，易溶于水，也溶于酒精和甘油，難溶于醚及烴類。用途：鉆井液堿度調(diào)節(jié)劑。注意事項：強(qiáng)腐蝕性，防止灼燒眼睛和皮膚。16PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]1、氫氧化鈉：NaO——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]2、氫氧化鈣：Ca（OH）2[又名熟石灰、消石灰，分子量74.10，白色粉末，常溫下密度為2.0-2.2g/cm3]特點(diǎn)：吸潮性強(qiáng)，在空氣中能逐漸吸收CO2變成X、CaCO3，堿性強(qiáng)，對皮膚及織物有腐蝕性，氫氧化鈣在水中溶解波水，常與水配成混濁的懸浮體，叫石灰乳，濃度飽和而澄清的水溶液叫石灰水。用途：配置鈣基泥漿提供Ca2+17PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]2、氫氧化鈣：Ca（——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]3、氫氧化鉀：KOH[又名苛性鉀，分子量56.10，白色半透明晶體，有片狀、塊狀、條狀和粒狀，r:2.044g/cm3。]特點(diǎn)：極易吸收空氣中的CO2而結(jié)成硬塊及變質(zhì)，強(qiáng)堿性，濃溶液對皮膚有強(qiáng)腐蝕性，易溶于水，也溶于酒精和甘油，難溶于醚及烴類。18PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]3、氫氧化鉀：KOH——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]4、碳酸鈉Na2CO3[別名純堿、蘇打，分子量106.0，r:2.5g/cm3]特點(diǎn)：無水Na2CO3白色粉末或細(xì)粒，吸潮后結(jié)成硬塊，Na2CO3.10H2O為無色透明的針狀（單斜）結(jié)晶，r:1.5g/cm3，在空氣中易風(fēng)化形成白色粉末狀的Na2CO3.5H2O，熱至35.37℃，即溶于它本身的結(jié)晶水內(nèi)（猶如熔化），易溶于水，溶于酒精和乙醚等。19PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]4、碳酸鈉Na2CO——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]用途：純堿能通過離子交換和沉淀作用使鈣粘土變?yōu)殁c粘土：

Ca-粘土＋Na2CO3→Na—粘土十CaCO3。

從而有效地改善粘土的水化分散性能，因此加入適量純堿可使新漿的失水下降，粘度、切力增大。但過量的純堿要產(chǎn)生壓縮雙電層的聚結(jié)作用，反使失水增大。其合適加量要通過造漿實(shí)驗來確定。

此外，由于CaCO3的溶解度很小，在鉆水泥塞或鉆井液受到鈣侵時，加入適量純堿使Ca2+沉淀成CaCO3，從而使鉆井液性能變好。

含羧酸基官能團(tuán)（－C00Na）的有機(jī)處理劑困鈣侵（或Ca2+濃度過高）而降低其處理效果時，一般可以用加人適量純堿的辦法恢復(fù)其作用。主要用途：用于除去造漿水，土或鉆井液中的鈣離子，以穩(wěn)定鉆井液性能，也可以用于鈣侵處理。20PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]用途：純堿能通過離子交——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]5、碳酸氫鈉（NaHCO3）[別名小蘇打，重碳酸鈉、酸式碳酸鈉、重堿、分子量84.01]特點(diǎn)：白色針狀（單斜）晶體，r:2.20g/cm3，在熱空氣中會慢慢失去部分C02，270℃下全部失去CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3。用途：1）調(diào)節(jié)PH值

2）用于處理水泥侵，PH不易上升。21PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]5、碳酸氫鈉（NaH——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]6、堿式碳酸鋅Zn(OH)2.2ZnCO3.H2O[分子量342.19r:4.42g/cm3]特點(diǎn)：白色粉末，無毒無臭，150℃時開始分解，300℃時放出CO2而成氧化鋅，不溶于水，能溶于氨水、堿水及酸中。用途：除硫外，當(dāng)鉆遇天然氣層時，氣中常會H2S或采用磺化處理劑遇深井高溫時而分解出硫化物，都可造成地鉆具的嚴(yán)重腐蝕，故在鉆井液中加入此藥即可除掉H2S。22PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]6、堿式碳酸鋅Zn(O——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]7、氯化鈉NaCl[又名食鹽，分子量55.45，r約2.17]特點(diǎn)：白色立方晶體或細(xì)小晶粉末，味咸，中性，純品不潮解，含CaCl2MgCl2等雜質(zhì)一吸潮，溶于水和酒精，幾乎不溶于酒精。用途：1）鹽水鉆井液可抑制井壁泥巖水化膨脹或坍塌。

2）飽和鹽水鉆井液可防墁巖井段溶解成大肚子。23PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]7、氯化鈉NaCl23——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]8、氯化鈣CaCl2[分子量111.00CaCl2]特點(diǎn)：無水氯化鈣白色立方晶體，r:2.15g/cm3，具有強(qiáng)吸濕性，需密封容器保存，易溶于水放出大量的熱，也溶于酒精和丙酮。]用途：1）無水氯化鈣常用作干燥劑。

2）作為無固相完井液及修井液的加重劑。

3）不分散鉆井液抑制劑，水泥促凝劑及防凍劑。注意事項：極易吸潮而流失，潮解物有腐蝕性。不可徒手接觸，以防皮膚起泡。24PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]8、氯化鈣CaCl——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]

9、氯化鉀KCl[分子量：74.55r:1.98g/cm3]特點(diǎn)：無色立方晶體，空氣中穩(wěn)定，溶于水，略溶于甘油和酒精，不溶于乙醚、丙酮和烴類，在水中的溶解度隨溫度增加而增加。用途：提供K+，抑制粘土的水化膨脹，即頁巖抑制劑。25PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]

9、氯化鉀KCl——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]10、CaCl2CaBr2

兩個因素使Ca2+鹽適合頁巖鉆井增強(qiáng)頁巖薄膜效應(yīng)形成有效的頁巖鉆井液。

①濾液粘度高，可降低液體流速，

②滲透壓高（1000bar）（成膜效應(yīng)是1—10%），因此有效滲透壓減小到10—100bar26PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]10、CaCl2Ca一、增稠劑/包被劑1）部分水解聚丙烯酰胺（PHPA）部分水解聚丙烯酰胺是一種白色水溶性聚合物粉末或水溶液。主要用做水基鉆井液的增稠劑、包被劑。它可直接加入鉆井液，但最好配成0.5%~1.0%水溶液使用。水解聚丙烯酰胺產(chǎn)品可分為兩種：分子量為3×106的常規(guī)產(chǎn)品和分子量為（8~12）×106的高分子量產(chǎn)品。高分子量產(chǎn)品有更強(qiáng)的包被和增稠效果。一般情況下水解聚丙烯酰胺在鉆井液中的加量（折合成干粉）為0.1%~0.3%。27PPT課件一、增稠劑/包被劑27PPT課件一、增稠劑/包被劑2）FA-367FA-367是一個分子量很大的水溶性兩性離子聚合物，在其丙烯酸主鏈上帶有很多不同的陰離子、陽離子和非離子基團(tuán)。商業(yè)產(chǎn)品主要為白色至微黃的粉末。它常在水基鉆井液中用做增稠劑/包被劑或與XY-27（兩性離子聚合物降粘劑）和JT-888（兩性離子聚合物降濾失劑）一起使用形成兩性離子聚合物鉆井液體系。其抗溫能力可達(dá)160~180℃，具有很好的抗鹽和抗鈣性能?？膳c常用添加劑和丙烯酸類聚合物一起配合使用。通常加量（折合成干粉）在淡水鉆井液中為0.2%~0.4%，飽和鹽水鉆井液中為0.7%~1.5%。28PPT課件一、增稠劑/包被劑28PPT課件一、增稠劑/包被劑3）高粘度羧甲基纖維素高粘度羧甲基纖維素為白色棉花狀毛絨物，在水中完全溶解。與低粘度和中粘度羧甲基纖維素CMCLV和CMCMV相比，它主要用于提高鉆井液粘度，以提高其洗井和懸浮能力；同時還可降低濾失量。其常規(guī)加量為0.2%~0.5%。4）聚陰離子纖維素（PAC）聚陰離子纖維素是一種高品質(zhì)水溶性纖維素衍生物，其商業(yè)產(chǎn)品分為兩種：PAC-R和PAC-S，皆可有效地提高水基鉆井液，其中包括淡水、海水（咸水）和飽和鹽水鉆井液的粘度并降低濾失量，但PAC-S沒有PAC-R那么強(qiáng)的增稠效應(yīng)。PAC的一般加量為0.2%~0.6%。29PPT課件一、增稠劑/包被劑29PPT課件一、增稠劑/包被劑5）羥乙基纖維素（HEC）羥乙基纖維素是一種非離子型聚合物，為白色或略帶微黃的毛絨狀粉末。主要用于用鹽粉或石灰石粉加重的不損害油氣層的無固相完井液和修井液。使用HEC來配制這種體系的優(yōu)點(diǎn)在于它有很好的酸溶性，通過酸化處理可有效地清除侵入地層中的羥乙基纖維素殘渣、鹽顆粒和石灰石粉顆粒。羥乙基纖維素合適的加量為0.3%~0.6%，當(dāng)用于配制完井液和修井液時的用量應(yīng)通過室內(nèi)試驗確定。30PPT課件一、增稠劑/包被劑30PPT課件一、增稠劑/包被劑6）黃原膠（XCPolymer）黃原膠是一種生物聚合物，為一種淡黃色粉末。經(jīng)過攪拌可完全溶于水中而形成粘稠的溶液。其通常的用途是提高鉆井液的粘度和切力，另外它還廣泛用于無固相鉆井液、完井液和修井液，能有效的防止地層損害。它們是通過將黃原膠加入水中或清潔鹽水中形成粘稠的溶液，然后用鹽粉或石灰石粉加重配制而成。用XC處理的鉆井液的特性是它具有突出的流變特性和剪切降粘特性，這一特性可以大大提高機(jī)械鉆速和使鉆井液具有更高的井筒清洗效應(yīng)。XC的抗溫能力最高位100~120℃。其用量一般為0.3%~0.5%，如需要用它配制無固相流體體系，其用量由實(shí)驗確定。31PPT課件一、增稠劑/包被劑31PPT課件一、增稠劑/包被劑7）羧甲基羥乙基纖維素（CMHEC）羧甲基羥乙基纖維素是一種水溶性的白色粉末，是一種強(qiáng)增稠劑，用于提高鉆井液的粘度。另外還用于鹽粉或石灰石粉加重的無固相流體體系，用于提高體系的液相粘度。它的抗溫能力為120℃，并可抗鹽。它可直接加入流體體系或配成水溶液使用，其在淡水鉆井液中的加量為0.2%~0.4%，在鹽水鉆井液中的加量為0.3%~0.6%。32PPT課件一、增稠劑/包被劑32PPT課件一、增稠劑/包被劑8）瓜膠（GuarGum）瓜膠是用瓜爾豆研粉加工得到的產(chǎn)品，呈白色或淡黃色粉末。除用作降濾失外，它還可直接加入淡水或鹽水中，得到一種增稠的溶液，然后用鹽粉或石灰石粉加重，配成無固相鉆井液、完井液和修井液，以降低對油層的損害，其通常的加量為0.4%~0.7%。9）羥丙基瓜膠（HP-GuarGum）羥丙基瓜膠由瓜膠化學(xué)改型制得，它比普通瓜膠具有更好的增稠、降濾失效能和抗溫穩(wěn)定性。其通常的加量為0.4%~0.7%。33PPT課件一、增稠劑/包被劑33PPT課件二、降濾失劑降濾失劑又稱為濾失控制劑（FiltrationControlAgent）、降失水劑。在鉆井過程中，鉆井液的濾液侵入地層會引起泥頁巖水化膨脹，嚴(yán)重時導(dǎo)致井壁不穩(wěn)定和各種井下復(fù)雜情況，鉆遇產(chǎn)層時還會造成油氣層損害。加入降濾失劑的目的，就是要通過在井壁上形成低滲透率、柔韌、薄而致密的泥餅，盡可能降低鉆井液的濾失量。降濾失劑是鉆井液處理劑的重要劑種，主要分為纖維素類、腐植酸類、丙烯酸類、淀粉類和樹脂類等。34PPT課件34PPT課件1）低粘度和中粘度羧甲基纖維素（CMC-LV，CMC-MV）CMCLV和CMCMV是一種白色棉花狀毛絨物，可完全溶于水。根據(jù)需提高鉆井液粘度的程度可選用CMCLV或CMCMV。其通常加量為0.2%~0.5%。2）改性淀粉（Starch-M）它是一種淀粉衍生物。商業(yè)產(chǎn)品為白色或淡黃色粉末，用于淡水、鹽水（咸水）或飽和鹽水鉆井液體系的降濾失劑。其抗溫性能為110~120℃。通常其加量為1.0%~2.0%。3）預(yù)膠化淀粉（Starch-PG）預(yù)膠化淀粉產(chǎn)品為白至淡黃色粉末。通常其加量為1.0%~2.0%。35PPT課件1）低粘度和中粘度羧甲基纖維素（CMC-LV，CMC-MV）4）羧甲基淀粉（Starch-CM）羧甲基淀粉為白至淡黃色粉末，它可有效地控制淡水和鹽水鉆井液濾失量，與此同時還有明顯的提粘效應(yīng)。通常其加量為0.3%~0.5%。5）羥丙基淀粉（Starch-HP）羥丙基淀粉為白至淡黃色粉末，它可有效地控制淡水和鹽水鉆井液濾失量，與此同時還有明顯的提粘效應(yīng)。通常其加量為0.3%~0.5%。36PPT課件4）羧甲基淀粉（Starch-CM）36PPT課件6）磺甲基酚醛樹脂（SMP）磺甲基酚醛樹脂為棕色自由流動粉末，它是一種有效的高溫抗污染降濾失劑。加入一定數(shù)量的SMP可在淡水和鹽水鉆井液中得到滿意的API和HTHP濾失量。產(chǎn)品分為兩種類型，SMP-1用于淡水和低濃度鹽水體系，SMP-2用于高濃度鹽水體系。其抗溫能力問180℃，通常加量為2.0%~3.0%。37PPT課件37PPT課件7）磺化酚醛樹脂-磺化褐煤（SPNH）磺化酚醛樹脂-磺化褐煤是磺化酚醛樹脂和磺化褐煤的共聚物，為黃色至棕色的粉末。它是一種抗高溫的降濾失劑，配成溶液后不僅可以有效地降濾失并形成高質(zhì)量的泥餅，而且在高溫下也能在長時間和鉆很長的進(jìn)尺后使鉆井液性能保持穩(wěn)定。SPNH與KPAM，SMT，SMC和SMP配合使用形成磺酸鹽鉆井液體系可以用于鉆超過4000m的深井，還用于配制鹽水和飽和鹽水鉆井液。SPNH的抗溫能力為180℃。SPNH在淡水鉆井液中加量為1.0%~2.0%，在鹽水鉆井液中加量為2.0%~3.0%。38PPT課件7）磺化酚醛樹脂-磺化褐煤（SPNH）38PPT課件8）磺甲基褐煤（SMC）磺甲基褐煤為褐色至黑色自由流動粉末，它既是一種降濾失劑，又具有降粘效應(yīng)。其抗溫能力為150℃。SMC與SPNH和SMP-1（或SMP-2）配合使用形成磺酸鹽鉆井液，用于深井和超深井鉆井。它可用于淡水鉆井液，還可用于鹽水、最高至飽和鹽水鉆井液。通常其加量為2.0%~3.0%。9）聚丙烯腈銨鹽（NH4-HPAN）它由聚丙烯腈纖維在高溫下（180℃）水解制得。商業(yè)產(chǎn)品為褐色粉末，用做水基鉆井液，特別是聚合物鉆井液的降濾失劑。加入鉆井液后，在降濾失的同時還可獲得降粘和頁巖抑制效應(yīng)。其抗溫能力為150~180℃，并可有效用于最高含鹽5%的鉆井液。它在淡水鉆井液中通常加量為0.3%~0.8%，在鹽水鉆井液中加量為1.0%~2.0%。39PPT課件8）磺甲基褐煤（SMC）39PPT課件10）腐殖酸鉀（KHm）腐殖酸鉀為腐殖酸與氫氧化鉀反應(yīng)生成的腐殖酸鉀的提取物，商業(yè)產(chǎn)品為黑色自由流動粉末。它是水基鉆井液的降濾失劑，而且還有降粘效應(yīng)。一般用于井底溫度不高于120℃的淺井段。通常其加量為0.5%~1.5%。40PPT課件40PPT課件三、降粘劑降粘劑又稱為解絮凝劑（Deflocculants）和稀釋劑（Thinners）鉆井液在使用過程中，常常由于溫度升高、鹽侵或鈣侵、固相含量增加或處理劑失效等原因，使鉆井液形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，鉆井液粘度、切力增加。若粘度、切力過大，則會造成開泵困難、鉆屑難以除去或鉆井過程中激動壓力過大等現(xiàn)象，嚴(yán)重時會導(dǎo)致各種井下復(fù)雜情況。因此在鉆井液使用和維護(hù)過程中，經(jīng)常需要加入降粘劑，以降低體系的粘度和切力，使其具有事宜的流變性。鉆井液降粘劑的種類很多。根據(jù)其作用機(jī)理的不同，可分為兩種類型，即分散型稀釋劑和聚合物型稀釋劑。在分散型稀釋劑中主要有單寧類和木質(zhì)素磺酸鹽類，聚合物稀釋劑主要包括共聚型聚合物降粘劑和低分子聚合物降粘劑等。41PPT課件三、降粘劑41PPT課件三、降粘劑1）鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽（FCLS）鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽是一種淺至深褐色帶有紙漿味的自由流動粉末，是從淡水到不同濃度的鹽水鉆井液體系的有效降粘劑，抗溫170~180℃。盡管它是一種有效的降粘劑，但因由Cr6+造成的對環(huán)境污染的特性限制了它只能在環(huán)保要求較寬的地區(qū)使用。按鉆井液體系性質(zhì)的不同，降粘效應(yīng)所需要的堿性pH值范圍在9.0~12.5之間變化。其通常的用量范圍為0.2%~0.6%。42PPT課件三、降粘劑42PPT課件三、降粘劑2）磺甲基單寧（SMT）磺甲基單寧是深褐色自由流動粉末，是抗溫可達(dá)160~180℃，并具有降濾失效應(yīng)的降粘劑。它與SPNH，SMP-1或SMP-2以及SMK（或/和SMC）同時使用，可配成多效能的磺酸鹽鉆井液。這種磺酸鹽鉆井液可成功地在有嚴(yán)重鹽鈣污染地層的深井和超深井中使用。其通常加量為0.5%~1.5%。43PPT課件三、降粘劑43PPT課件三、降粘劑3）磺甲基栲膠（SMK）磺甲基栲膠是一種單寧含量較低的磺化單寧提取物。因它的抗溫能力比SMT低，故用于較淺的井中作降粘劑，其抗溫能力為120℃。它也可以降低濾失量。通常其加量為0.5%~2.0%

44PPT課件三、降粘劑44PPT課件5）硅降粘劑（SI-Th）硅降粘劑是一種有機(jī)硅衍生物，用作有機(jī)硅鉆井液體系的降粘劑。其產(chǎn)品為棕色粉末。通常其加量為1.0%~2.0%。6）XY-27XY-27是一種水溶性低分子量丙烯酸共聚物，其丙烯酸主鏈上有不同的陰離子、陽離子和非離子基團(tuán)。商業(yè)產(chǎn)品為白至淡黃色自由流動粉末。它廣泛應(yīng)用于各種水基鉆井液中，特別是兩性離子鉆井液中作降粘劑。它可與各種常用的鉆井液添加劑配伍，抗鹽抗鈣，其抗溫穩(wěn)定性為120℃。其使用劑量為0.2%~0.5%。45PPT課件45PPT課件四、頁巖抑制劑概括地講，處理劑在鉆井液中所起的作用主要有兩個：一是維持鉆井液性能穩(wěn)定，二是保持井壁穩(wěn)定。凡是能有效地抑制頁巖水化膨脹和分散，主要起穩(wěn)定井壁作用的處理劑均可稱作頁巖抑制劑，又稱防塌劑。1）磺化瀝青（Asphalt-S）磺化瀝青為黑褐色粉末，用做水基鉆井液的頁巖穩(wěn)定劑，鉆井液中加入Asphalt-S以后可有很強(qiáng)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，起下鉆通暢。商業(yè)產(chǎn)品有兩種-鈉磺化瀝青和鉀磺化瀝青，后者有更強(qiáng)的頁巖抑制效應(yīng)。Asphalt-S還可以使鉆井液具有更好的潤滑性，較低的API和HTHP濾失量。通常其加量范圍為1.5%~3.0%。46PPT課件四、頁巖抑制劑46PPT課件2）氧化瀝青（Asphalt-O）氧化瀝青為黑褐色粉末，其用途是封堵泥頁巖地層中的縫隙，形成堅韌的泥餅，以保持井壁穩(wěn)定性；同時還可提高鉆井液和泥餅的潤滑性。通常其加量范圍為3.0%~5.0%。3）硅穩(wěn)定劑（SI-Inh）硅穩(wěn)定劑為水溶性淡褐色粘稠液體，在水基鉆井液中作頁巖穩(wěn)定劑。加入后還可使鉆井液具有突出的潤滑性和井壁穩(wěn)定性。通常其加量為3.0%~5.0%。47PPT課件2）氧化瀝青（Asphalt-O）47PPT課件五、膠凝劑（或稱流型調(diào)節(jié)劑）1）正電膠（MMH）正電膠是一種混合金屬氫氧化物，為一種無機(jī)聚合物。在鉆井液中它用做流型調(diào)節(jié)劑或結(jié)構(gòu)形成劑。因為加入它以后鉆井液的整個體系中可形成一個強(qiáng)度不高易破壞的空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)，即形成了MMH鉆井液體系，這種體系有較高的YP/PV動塑比值和滿意的流變參數(shù)。用MMH處理的鉆井液體系的機(jī)械鉆速高。井筒和井底的清洗效果好。MMH本身的抗溫能力在200℃以上。2）黃原膠（XCPolymer）XC黃原膠是一個增稠劑，然而它又是一個膠凝劑或結(jié)構(gòu)形成劑，因為它可有效地提高鉆井液的YP/PV動塑比值。然而與MMH相比，黃原膠的抗溫性能較低，最好的產(chǎn)品也不高于120℃，而且價格較貴。48PPT課件48PPT課件六、潤滑劑1）極壓潤滑劑它是由一些烷烴化合物和一些表面活性劑配成的淡黃色油類液體，作為油基類遵化機(jī)用于所有的水基鉆井液。它是一種有效的潤滑劑，可大幅度降低鉆柱的上提拉力和扭矩。它可直接加入鉆井液，其用量范圍為1.0%~3.0%。2）聚合醇類（PolyglycolandPolyalcohols）聚合醇類是聚乙二醇類化合物，主要用于聚合醇鉆井液體系，也可有效地提高其他鉆井液體系的潤滑性能和井壁穩(wěn)定性。聚合醇的濁點(diǎn)是指一特定溫度，當(dāng)溫度低于此溫度時，此產(chǎn)品能以任何比例溶于水中；而在高于這個溫度時，它將在水中呈不溶解狀態(tài)，以小微珠的形態(tài)分布在整個體系中。它在濁點(diǎn)一下溫度為透明的類似油狀的液態(tài)。聚合醇類對環(huán)境和人體無害。在聚合醇鉆井液中，其使用的濃度應(yīng)根據(jù)室內(nèi)試驗確定，在其他鉆井液中作為潤滑劑的用量范圍為3.0%~5.0%。49PPT課件49PPT課件3）石墨粉（Lub-G）它是一種改性石墨粉，用于改善鉆井液和泥餅的潤滑性，其加量范圍為2.0%~3.0%。50PPT課件3）石墨粉（Lub-G）50PPT課件七、緩蝕劑1）堿式碳酸鋅（Zn(OH)2·ZnCO3）堿式碳酸鋅專門用于去除地層中逸出的H2S氣體。硫化氫可造成巨大的災(zāi)害，致人死亡，破壞鉆具和其他金屬設(shè)備和工具。堿式碳酸鋅產(chǎn)品為極細(xì)的白色粉末，顆粒尺寸分布很廣，且具有極高的比表面積，它可以迅速地與逸出的H2S氣體反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)化成硫化鋅ZnS-一種不溶于水的化合物。2）亞硫酸鈉（Na2SO3）亞硫酸鈉為粉末狀，它可有效地去除水基鉆井液中的溶解氧，從而防止氧對金屬器材的腐蝕。亞硫酸鈉還可去除有機(jī)聚合物高溫降解的條件，從而延長其壽命。51PPT課件51PPT課件3）氧化鋅（ZnO）氧化鋅為極細(xì)的氧化鋅粉末，具有極高的比表面積，從而可迅速地與硫化物反應(yīng)，防止硫化物的損害。52PPT課件52PPT課件八、其他NTANTA是一種鹽重結(jié)晶抑制劑，用于防止鉆至鹽巖地層鉆井液上返至上部地層且它是一種黃色的晶體顆粒。溫度較低時，由于飽和鹽水鉆井液中鹽晶粒析出而造成的卡鉆。53PPT課件53PPT課件

責(zé)任為先、技能為本、預(yù)防為主，

為顧客提供安全清潔的井眼54PPT課件責(zé)任為先、技能為本、預(yù)防為主，

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鉆井液配漿材料與處理劑2009年10月8日日渤海鉆探泥漿技術(shù)服務(wù)公司55PPT課件鉆井液配漿材料與處理劑2009年10月8日日渤海鉆——鉆井液材料分類[鉆井液材料分類]（一）按化學(xué)性質(zhì)分類1、原材料：如粘土、水、油、加重劑等。2、無機(jī)處理劑：凡用于鉆井液的無機(jī)化學(xué)藥劑均可劃入此類。如氯化鈉、硫酸鉀、氫氧化鈉等。3、有機(jī)處理劑：凡用于鉆井液的有機(jī)化合物均屬此類。如瀝青類、淀粉類、腐植酸類、丙類酸類、纖維素類等。4、表面活性劑：分為非離子型、陰離子型、陽離子型和兩性活性劑等。56PPT課件——鉆井液材料分類[鉆井液材料分類]（一）按化學(xué)性質(zhì)分類2P——鉆井液材料分類[鉆井液材料分類]（二）按用途分類1）配漿用土

2）加重劑

3）增粘劑4）降粘劑

5）降濾失劑

6）絮凝劑7）頁巖水化抑制劑8）潤滑劑

9）堵漏材料10）消泡劑

11）發(fā)泡劑

12）殺菌劑

13）解卡劑

14）乳化劑

15）腐蝕抑制劑

16）高溫穩(wěn)定劑

17）表面活性劑

18）堿式調(diào)節(jié)劑19）油基泥漿用料57PPT課件——鉆井液材料分類[鉆井液材料分類]（二）按用途分類3PPT——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]（一）鉆井液原材料的主要作用1）形成較穩(wěn)定的膠體2）接受各種化學(xué)劑處理，改善鉆井液性能，滿足現(xiàn)場各種需要。3）在井壁上形成泥餅，降低濾失量，穩(wěn)定井壁。4）形成鉆井液的粘度、切力、懸浮固相，攜帶鉆屑。5）調(diào)節(jié)鉆井液密度，控制地層壓力。58PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]（一）鉆井液原材料的主要作（二）常用原材料簡介——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]1、粘土類1）鈉膨潤土及鈣膨潤土（簡稱鈉土及鈣土）:是配制水基鉆井液的基礎(chǔ)材料，其主要礦物成分是蒙脫石，一般需要1噸土可配制15mPa.s表觀粘度的鉆井液16m3，鈉土造漿率較高，而鈣土則需加堿處理才能使用，（一般堿土比為5～7%）。用途及使用方法：提高鉆井液的粘切、降低失水、堵漏等。在配有攪拌器或泥漿槍的罐中，先加入計算好量的水，攪拌、加入土，純堿，水化。59PPT課件（二）常用原材料簡介——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]1、（二）常用原材料簡介——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]1、粘土類2）抗鹽土：包括海泡石、凹凸棒石等是鋁和鎂的水硅酸鹽，其晶體構(gòu)造為纖維狀或棒狀，其最大特點(diǎn)是抗鹽及耐溫，在鹽水甚至飽和鹽水中造漿率達(dá)12-16m3/T，常用來鉆鹽層，尤其是海泡石鉆井液具有較高的耐溫特性，熱穩(wěn)定性，故常用來打地?zé)峋虺罹?，缺點(diǎn)是濾失量大，須配合降濾失劑才能使用。用途及使用方法：提高鉆井液的粘切、降低失水、堵漏等。在配有攪拌器或泥漿槍的罐中，先加入計算好量的水，攪拌、加入土，水化。60PPT課件（二）常用原材料簡介——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]1、1、粘土類3）有機(jī)土：是由鈉土或抗鹽土，以陽離子型表面活性劑覆蓋，使其改變表面性質(zhì)（由親水變?yōu)橛H油）而制成的，它可以在油中分散而配制成符合各種需要的油基鉆井液（或解卡液），主要用于鉆進(jìn)復(fù)雜地層如鹽膏層、鹽泥膏層、超深井的及完井的各種作業(yè)中。用途及使用方法：提高油基鉆井液的粘切、降低失水等。在配有攪拌器或泥漿槍的罐中，先加入計算好量的油，攪拌、加入有機(jī)土?！@井液原材料[鉆井液材料分類]61PPT課件1、粘土類——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]7PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]2、配漿用水和油1）水：水是組成水基鉆井液最主要的成分，水質(zhì)好壞直接影響鉆井液性能，一般將鉆井液用水分為三類：一類是淡水（總礦化度小于10000mg/L）；一類是含鈣鎂較多的咸水，如海水和硬水；另一類則是含鈉鹽較多的水，如鹽水或飽和鹽水。(分四種水型)海水是鹽的“故鄉(xiāng)”，海水中含有各種鹽類，其中百分之90左右是氯化鈉，也就是食鹽。另外還含有氯化鎂、硫酸鎂、碳酸鎂、氯化鈣及其他鹽類，這些二價鹽的存在，對鉆井液使用的處理劑要求苛刻。氯化鎂是點(diǎn)豆腐用的鹵水的主要成分，味道是苦的，因此，含鹽類比重很大的海水喝起來就又咸又苦了。配置鉆井液用的水，通常以就近取材為主.如井場附近打水井、冰水、海水、水渠等。特殊情況下使用人工運(yùn)送的水。62PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]2、配漿用水和油8PPT——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]2、配漿用水和油水質(zhì)對鉆井液的影響主要是：礦化度的大?。嚎偟V化度小于5000mg/L的水，鉆井液易于維護(hù)，超過10000mg/L后鉆井液成本提高，性能不宜維護(hù)。二價三價鹽的含量：鈣、鎂離子總量超過200mg/L，應(yīng)注意使用純堿或燒堿處理，否則鉆井液成本提高，性能不宜維護(hù)。易起泡或含氧化性物質(zhì)：多發(fā)生在使用井場附近排水溝的水，由于生活用水含大量的洗衣粉類物質(zhì)，易引起發(fā)泡；化工廠排除的水假如含氧化性化工物質(zhì)，導(dǎo)致鉆井液處理劑被氧化失效。冰水或冬季用水：配置膠液的時間長或無法配置。在大港油田注意事項：水井的總礦化度超過5000mg/L，要求井隊送水；水井在使用一段時間后，礦化度升高，注意監(jiān)測；海水或鹵水配漿時，必須選擇抗鹽性強(qiáng)的處理劑。63PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]2、配漿用水和油9PPT——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]2、配漿用水和油2）油：油是組成油基鉆井液的主要成分，一般最常用柴油配漿，柴油主要含有芳香烴和石蠟兩種成分，芳香烴具有完全溶解瀝青的能力，而石蠟則不能溶解瀝青，故一般需要柴油中芳香烴含量<22%，超過50%后油基鉆井液的濾失量顯著上升。用白油代替柴油來配制油基鉆井液，目的是為了減少油基鉆井液的生物毒性，符合海上鉆井的拜謝需要，減少環(huán)境污染，同時也提高了對油氣層的分辨能力，便于保護(hù)油氣層，因此近年來白油使用越來越多。原油由于組分較復(fù)雜，不好控制，具有熒光，一般不使用。64PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]2、配漿用水和油10PP——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]3、加重材料

加重材料應(yīng)具備的條件：本身密度大，不與鉆井液中的其它組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；且強(qiáng)度要低，磨損性要小，易粉碎，又不磨損泵的各種配件。65PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]3、加重材料11PPT課——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]1）重晶石粉純品為白色粉末，含雜質(zhì)時帶綠色或灰色，r（密度）：4.2g/cm3，硬度2.5-3.5，細(xì)度要求97%以上通過200目濕篩，85-95%能通過325目濕篩，有輕微毒性，不溶于水、有機(jī)溶劑、酸或堿的溶液，只少量溶于濃硫酸而生成硫酸氫鋇[Ba(HSO4)2]，油井酸化時不被酸溶解，重晶石粉是目前使用最多的加重劑，它可將鉆井液密度加重到2.00g/cm3。重晶石還有另一項功能，即制備重晶石在水中的漿液，密度可達(dá)2.65g/cm3，形成高密度段塞。66PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]1）重晶石粉12PPT課——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]2）石灰石粉別名碳酸鈣，分子式CaCO3，分子量100.1，純品為白色粉末，含雜質(zhì)時呈灰色、灰白、灰黑色、淺黃或淺紅色，雜質(zhì)中常含有白云石、粘土等，密度：一般為2.7g/cm3，硬度3-4，不溶于純水而溶于含CO2的水，生成Ca(HCO3)2，可溶于鹽酸等無機(jī)酸，常用作油基鉆井液或完井液的加重劑，以減輕對油層的損害。67PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]2）石灰石粉13PPT課——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]3）鈦鐵礦粉別名鈦酸鐵，分子式FeTi03，分子量151.75，為棕至黑褐色粉末，r：4.6g/cm3，不溶于水和油，微溶于酸，能溶于熱而濃的磷酸和鹽酸，鈦鐵礦優(yōu)于重晶石之處是其密度大，硬度較高，雖含鐵，但對電測和鉆井無電磁干擾，又可酸化，是一種有發(fā)展前途的加重劑。68PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]3）鈦鐵礦粉14PPT課——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]4）液體加重劑主要用于配制完井及修井液及無固相鉆井液，主要有CaCl2、NaCl、CaBr2、ZnCl2及ZnBr2等。69PPT課件——鉆井液原材料[鉆井液材料分類]4）液體加重劑15PPT——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]1、氫氧化鈉：NaOH[別名片堿、燒堿、火堿、苛性鈉，分子量40.00，純品為無色透明晶體，工業(yè)品為乳白色片狀固體或顆粒。常溫下密度為2.0-2.2g/cm3]特點(diǎn)：易吸濕，從空氣中吸收CO2變成Na2CO3，其水溶液俗稱液堿。濃溶液對皮膚有強(qiáng)腐蝕性，易溶于水，也溶于酒精和甘油，難溶于醚及烴類。用途：鉆井液堿度調(diào)節(jié)劑。注意事項：強(qiáng)腐蝕性，防止灼燒眼睛和皮膚。70PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]1、氫氧化鈉：NaO——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]2、氫氧化鈣：Ca（OH）2[又名熟石灰、消石灰，分子量74.10，白色粉末，常溫下密度為2.0-2.2g/cm3]特點(diǎn)：吸潮性強(qiáng)，在空氣中能逐漸吸收CO2變成X、CaCO3，堿性強(qiáng)，對皮膚及織物有腐蝕性，氫氧化鈣在水中溶解波水，常與水配成混濁的懸浮體，叫石灰乳，濃度飽和而澄清的水溶液叫石灰水。用途：配置鈣基泥漿提供Ca2+71PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]2、氫氧化鈣：Ca（——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]3、氫氧化鉀：KOH[又名苛性鉀，分子量56.10，白色半透明晶體，有片狀、塊狀、條狀和粒狀，r:2.044g/cm3。]特點(diǎn)：極易吸收空氣中的CO2而結(jié)成硬塊及變質(zhì)，強(qiáng)堿性，濃溶液對皮膚有強(qiáng)腐蝕性，易溶于水，也溶于酒精和甘油，難溶于醚及烴類。72PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]3、氫氧化鉀：KOH——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]4、碳酸鈉Na2CO3[別名純堿、蘇打，分子量106.0，r:2.5g/cm3]特點(diǎn)：無水Na2CO3白色粉末或細(xì)粒，吸潮后結(jié)成硬塊，Na2CO3.10H2O為無色透明的針狀（單斜）結(jié)晶，r:1.5g/cm3，在空氣中易風(fēng)化形成白色粉末狀的Na2CO3.5H2O，熱至35.37℃，即溶于它本身的結(jié)晶水內(nèi)（猶如熔化），易溶于水，溶于酒精和乙醚等。73PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]4、碳酸鈉Na2CO——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]用途：純堿能通過離子交換和沉淀作用使鈣粘土變?yōu)殁c粘土：

Ca-粘土＋Na2CO3→Na—粘土十CaCO3。

從而有效地改善粘土的水化分散性能，因此加入適量純堿可使新漿的失水下降，粘度、切力增大。但過量的純堿要產(chǎn)生壓縮雙電層的聚結(jié)作用，反使失水增大。其合適加量要通過造漿實(shí)驗來確定。

此外，由于CaCO3的溶解度很小，在鉆水泥塞或鉆井液受到鈣侵時，加入適量純堿使Ca2+沉淀成CaCO3，從而使鉆井液性能變好。

含羧酸基官能團(tuán)（－C00Na）的有機(jī)處理劑困鈣侵（或Ca2+濃度過高）而降低其處理效果時，一般可以用加人適量純堿的辦法恢復(fù)其作用。主要用途：用于除去造漿水，土或鉆井液中的鈣離子，以穩(wěn)定鉆井液性能，也可以用于鈣侵處理。74PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]用途：純堿能通過離子交——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]5、碳酸氫鈉（NaHCO3）[別名小蘇打，重碳酸鈉、酸式碳酸鈉、重堿、分子量84.01]特點(diǎn)：白色針狀（單斜）晶體，r:2.20g/cm3，在熱空氣中會慢慢失去部分C02，270℃下全部失去CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3。用途：1）調(diào)節(jié)PH值

2）用于處理水泥侵，PH不易上升。75PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]5、碳酸氫鈉（NaH——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]6、堿式碳酸鋅Zn(OH)2.2ZnCO3.H2O[分子量342.19r:4.42g/cm3]特點(diǎn)：白色粉末，無毒無臭，150℃時開始分解，300℃時放出CO2而成氧化鋅，不溶于水，能溶于氨水、堿水及酸中。用途：除硫外，當(dāng)鉆遇天然氣層時，氣中常會H2S或采用磺化處理劑遇深井高溫時而分解出硫化物，都可造成地鉆具的嚴(yán)重腐蝕，故在鉆井液中加入此藥即可除掉H2S。76PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]6、堿式碳酸鋅Zn(O——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]7、氯化鈉NaCl[又名食鹽，分子量55.45，r約2.17]特點(diǎn)：白色立方晶體或細(xì)小晶粉末，味咸，中性，純品不潮解，含CaCl2MgCl2等雜質(zhì)一吸潮，溶于水和酒精，幾乎不溶于酒精。用途：1）鹽水鉆井液可抑制井壁泥巖水化膨脹或坍塌。

2）飽和鹽水鉆井液可防墁巖井段溶解成大肚子。77PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]7、氯化鈉NaCl23——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]8、氯化鈣CaCl2[分子量111.00CaCl2]特點(diǎn)：無水氯化鈣白色立方晶體，r:2.15g/cm3，具有強(qiáng)吸濕性，需密封容器保存，易溶于水放出大量的熱，也溶于酒精和丙酮。]用途：1）無水氯化鈣常用作干燥劑。

2）作為無固相完井液及修井液的加重劑。

3）不分散鉆井液抑制劑，水泥促凝劑及防凍劑。注意事項：極易吸潮而流失，潮解物有腐蝕性。不可徒手接觸，以防皮膚起泡。78PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]8、氯化鈣CaCl——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]

9、氯化鉀KCl[分子量：74.55r:1.98g/cm3]特點(diǎn)：無色立方晶體，空氣中穩(wěn)定，溶于水，略溶于甘油和酒精，不溶于乙醚、丙酮和烴類，在水中的溶解度隨溫度增加而增加。用途：提供K+，抑制粘土的水化膨脹，即頁巖抑制劑。79PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]

9、氯化鉀KCl——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]10、CaCl2CaBr2

兩個因素使Ca2+鹽適合頁巖鉆井增強(qiáng)頁巖薄膜效應(yīng)形成有效的頁巖鉆井液。

①濾液粘度高，可降低液體流速，

②滲透壓高（1000bar）（成膜效應(yīng)是1—10%），因此有效滲透壓減小到10—100bar80PPT課件——鉆井液無機(jī)處理劑[鉆井液材料分類]10、CaCl2Ca一、增稠劑/包被劑1）部分水解聚丙烯酰胺（PHPA）部分水解聚丙烯酰胺是一種白色水溶性聚合物粉末或水溶液。主要用做水基鉆井液的增稠劑、包被劑。它可直接加入鉆井液，但最好配成0.5%~1.0%水溶液使用。水解聚丙烯酰胺產(chǎn)品可分為兩種：分子量為3×106的常規(guī)產(chǎn)品和分子量為（8~12）×106的高分子量產(chǎn)品。高分子量產(chǎn)品有更強(qiáng)的包被和增稠效果。一般情況下水解聚丙烯酰胺在鉆井液中的加量（折合成干粉）為0.1%~0.3%。81PPT課件一、增稠劑/包被劑27PPT課件一、增稠劑/包被劑2）FA-367FA-367是一個分子量很大的水溶性兩性離子聚合物，在其丙烯酸主鏈上帶有很多不同的陰離子、陽離子和非離子基團(tuán)。商業(yè)產(chǎn)品主要為白色至微黃的粉末。它常在水基鉆井液中用做增稠劑/包被劑或與XY-27（兩性離子聚合物降粘劑）和JT-888（兩性離子聚合物降濾失劑）一起使用形成兩性離子聚合物鉆井液體系。其抗溫能力可達(dá)160~180℃，具有很好的抗鹽和抗鈣性能?？膳c常用添加劑和丙烯酸類聚合物一起配合使用。通常加量（折合成干粉）在淡水鉆井液中為0.2%~0.4%，飽和鹽水鉆井液中為0.7%~1.5%。82PPT課件一、增稠劑/包被劑28PPT課件一、增稠劑/包被劑3）高粘度羧甲基纖維素高粘度羧甲基纖維素為白色棉花狀毛絨物，在水中完全溶解。與低粘度和中粘度羧甲基纖維素CMCLV和CMCMV相比，它主要用于提高鉆井液粘度，以提高其洗井和懸浮能力；同時還可降低濾失量。其常規(guī)加量為0.2%~0.5%。4）聚陰離子纖維素（PAC）聚陰離子纖維素是一種高品質(zhì)水溶性纖維素衍生物，其商業(yè)產(chǎn)品分為兩種：PAC-R和PAC-S，皆可有效地提高水基鉆井液，其中包括淡水、海水（咸水）和飽和鹽水鉆井液的粘度并降低濾失量，但PAC-S沒有PAC-R那么強(qiáng)的增稠效應(yīng)。PAC的一般加量為0.2%~0.6%。83PPT課件一、增稠劑/包被劑29PPT課件一、增稠劑/包被劑5）羥乙基纖維素（HEC）羥乙基纖維素是一種非離子型聚合物，為白色或略帶微黃的毛絨狀粉末。主要用于用鹽粉或石灰石粉加重的不損害油氣層的無固相完井液和修井液。使用HEC來配制這種體系的優(yōu)點(diǎn)在于它有很好的酸溶性，通過酸化處理可有效地清除侵入地層中的羥乙基纖維素殘渣、鹽顆粒和石灰石粉顆粒。羥乙基纖維素合適的加量為0.3%~0.6%，當(dāng)用于配制完井液和修井液時的用量應(yīng)通過室內(nèi)試驗確定。84PPT課件一、增稠劑/包被劑30PPT課件一、增稠劑/包被劑6）黃原膠（XCPolymer）黃原膠是一種生物聚合物，為一種淡黃色粉末。經(jīng)過攪拌可完全溶于水中而形成粘稠的溶液。其通常的用途是提高鉆井液的粘度和切力，另外它還廣泛用于無固相鉆井液、完井液和修井液，能有效的防止地層損害。它們是通過將黃原膠加入水中或清潔鹽水中形成粘稠的溶液，然后用鹽粉或石灰石粉加重配制而成。用XC處理的鉆井液的特性是它具有突出的流變特性和剪切降粘特性，這一特性可以大大提高機(jī)械鉆速和使鉆井液具有更高的井筒清洗效應(yīng)。XC的抗溫能力最高位100~120℃。其用量一般為0.3%~0.5%，如需要用它配制無固相流體體系，其用量由實(shí)驗確定。85PPT課件一、增稠劑/包被劑31PPT課件一、增稠劑/包被劑7）羧甲基羥乙基纖維素（CMHEC）羧甲基羥乙基纖維素是一種水溶性的白色粉末，是一種強(qiáng)增稠劑，用于提高鉆井液的粘度。另外還用于鹽粉或石灰石粉加重的無固相流體體系，用于提高體系的液相粘度。它的抗溫能力為120℃，并可抗鹽。它可直接加入流體體系或配成水溶液使用，其在淡水鉆井液中的加量為0.2%~0.4%，在鹽水鉆井液中的加量為0.3%~0.6%。86PPT課件一、增稠劑/包被劑32PPT課件一、增稠劑/包被劑8）瓜膠（GuarGum）瓜膠是用瓜爾豆研粉加工得到的產(chǎn)品，呈白色或淡黃色粉末。除用作降濾失外，它還可直接加入淡水或鹽水中，得到一種增稠的溶液，然后用鹽粉或石灰石粉加重，配成無固相鉆井液、完井液和修井液，以降低對油層的損害，其通常的加量為0.4%~0.7%。9）羥丙基瓜膠（HP-GuarGum）羥丙基瓜膠由瓜膠化學(xué)改型制得，它比普通瓜膠具有更好的增稠、降濾失效能和抗溫穩(wěn)定性。其通常的加量為0.4%~0.7%。87PPT課件一、增稠劑/包被劑33PPT課件二、降濾失劑降濾失劑又稱為濾失控制劑（FiltrationControlAgent）、降失水劑。在鉆井過程中，鉆井液的濾液侵入地層會引起泥頁巖水化膨脹，嚴(yán)重時導(dǎo)致井壁不穩(wěn)定和各種井下復(fù)雜情況，鉆遇產(chǎn)層時還會造成油氣層損害。加入降濾失劑的目的，就是要通過在井壁上形成低滲透率、柔韌、薄而致密的泥餅，盡可能降低鉆井液的濾失量。降濾失劑是鉆井液處理劑的重要劑種，主要分為纖維素類、腐植酸類、丙烯酸類、淀粉類和樹脂類等。88PPT課件34PPT課件1）低粘度和中粘度羧甲基纖維素（CMC-LV，CMC-MV）CMCLV和CMCMV是一種白色棉花狀毛絨物，可完全溶于水。根據(jù)需提高鉆井液粘度的程度可選用CMCLV或CMCMV。其通常加量為0.2%~0.5%。2）改性淀粉（Starch-M）它是一種淀粉衍生物。商業(yè)產(chǎn)品為白色或淡黃色粉末，用于淡水、鹽水（咸水）或飽和鹽水鉆井液體系的降濾失劑。其抗溫性能為110~120℃。通常其加量為1.0%~2.0%。3）預(yù)膠化淀粉（Starch-PG）預(yù)膠化淀粉產(chǎn)品為白至淡黃色粉末。通常其加量為1.0%~2.0%。89PPT課件1）低粘度和中粘度羧甲基纖維素（CMC-LV，CMC-MV）4）羧甲基淀粉（Starch-CM）羧甲基淀粉為白至淡黃色粉末，它可有效地控制淡水和鹽水鉆井液濾失量，與此同時還有明顯的提粘效應(yīng)。通常其加量為0.3%~0.5%。5）羥丙基淀粉（Starch-HP）羥丙基淀粉為白至淡黃色粉末，它可有效地控制淡水和鹽水鉆井液濾失量，與此同時還有明顯的提粘效應(yīng)。通常其加量為0.3%~0.5%。90PPT課件4）羧甲基淀粉（Starch-CM）36PPT課件6）磺甲基酚醛樹脂（SMP）磺甲基酚醛樹脂為棕色自由流動粉末，它是一種有效的高溫抗污染降濾失劑。加入一定數(shù)量的SMP可在淡水和鹽水鉆井液中得到滿意的API和HTHP濾失量。產(chǎn)品分為兩種類型，SMP-1用于淡水和低濃度鹽水體系，SMP-2用于高濃度鹽水體系。其抗溫能力問180℃，通常加量為2.0%~3.0%。91PPT課件37PPT課件7）磺化酚醛樹脂-磺化褐煤（SPNH）磺化酚醛樹脂-磺化褐煤是磺化酚醛樹脂和磺化褐煤的共聚物，為黃色至棕色的粉末。它是一種抗高溫的降濾失劑，配成溶液后不僅可以有效地降濾失并形成高質(zhì)量的泥餅，而且在高溫下也能在長時間和鉆很長的進(jìn)尺后使鉆井液性能保持穩(wěn)定。SPNH與KPAM，SMT，SMC和SMP配合使用形成磺酸鹽鉆井液體系可以用于鉆超過4000m的深井，還用于配制鹽水和飽和鹽水鉆井液。SPNH的抗溫能力為180℃。SPNH在淡水鉆井液中加量為1.0%~2.0%，在鹽水鉆井液中加量為2.0%~3.0%。92PPT課件7）磺化酚醛樹脂-磺化褐煤（SPNH）38PPT課件8）磺甲基褐煤（SMC）磺甲基褐煤為褐色至黑色自由流動粉末，它既是一種降濾失劑，又具有降粘效應(yīng)。其抗溫能力為150℃。SMC與SPNH和SMP-1（或SMP-2）配合使用形成磺酸鹽鉆井液，用于深井和超深井鉆井。它可用于淡水鉆井液，還可用于鹽水、最高至飽和鹽水鉆井液。通常其加量為2.0%~3.0%。9）聚丙烯腈銨鹽（NH4-HPAN）它由聚丙烯腈纖維在高溫下（180℃）水解制得。商業(yè)產(chǎn)品為褐色粉末，用做水基鉆井液，特別是聚合物鉆井液的降濾失劑。加入鉆井液后，在降濾失的同時還可獲得降粘和頁巖抑制效應(yīng)。其抗溫能力為150~180℃，并可有效用于最高含鹽5%的鉆井液。它在淡水鉆井液中通常加量為0.3%~0.8%，在鹽水鉆井液中加量為1.0%~2.0%。93PPT課件8）磺甲基褐煤（SMC）39PPT課件10）腐殖酸鉀（KHm）腐殖酸鉀為腐殖酸與氫氧化鉀反應(yīng)生成的腐殖酸鉀的提取物，商業(yè)產(chǎn)品為黑色自由流動粉末。它是水基鉆井液的降濾失劑，而且還有降粘效應(yīng)。一般用于井底溫度不高于120℃的淺井段。通常其加量為0.5%~1.5%。94PPT課件40PPT課件三、降粘劑降粘劑又稱為解絮凝劑（Deflocculants）和稀釋劑（Thinners）鉆井液在使用過程中，常常由于溫度升高、鹽侵或鈣侵、固相含量增加或處理劑失效等原因，使鉆井液形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，鉆井液粘度、切力增加。若粘度、切力過大，則會造成開泵困難、鉆屑難以除去或鉆井過程中激動壓力過大等現(xiàn)象，嚴(yán)重時會導(dǎo)致各種井下復(fù)雜情況。因此在鉆井液使用和維護(hù)過程中，經(jīng)常需要加入降粘劑，以降低體系的粘度和切力，使其具有事宜的流變性。鉆井液降粘劑的種類很多。根據(jù)其作用機(jī)理的不同，可分為兩種類型，即分散型稀釋劑和聚合物型稀釋劑。在分散型稀釋劑中主要有單寧類和木質(zhì)素磺酸鹽類，聚合物稀釋劑主要包括共聚型聚合物降粘劑和低分子聚合物降粘劑等。95PPT課件三、降粘劑41PPT課件三、降粘劑1）鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽（FCLS）鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽是一種淺至深褐色帶有紙漿味的自由流動粉末，是從淡水到不同濃度的鹽水鉆井