钻井液处理剂作用原理-蒲晓林.pdf

水基钻井液及处理剂作用机理 水基钻井液及处理剂作用机理 蒲晓林 课程简介 本课程是“泥浆工艺原理” 、“深井泥浆”的后续课程，是根 据钻井液化学研究方向总结、整理的课程。着重从钻井液工艺性 能和胶体化学的角度讲述钻井液处理剂作用原理。 1．课程特点 （1）课程目前还在完善中。 ① 国外：对处理剂应用阐述多，作用机理研究少，在此研究领 域还没有这样一门专门课程； ② 国内：近年来文章多，文献报道多，但不系统，各说各的； ③ 关于此方面的研究：大都以产品、专利出现，有关理论研究 的报道较少， 尤其是许多研究还触及到许多商业秘密。 因此， 许多单位从机理出发，从理论出发去开发产品不多，缺乏理 论指导。例如：中山大学、天津大学、山东大学、成都科大。 全国：产品成系列的仅两家：我院和勘探开发研究院。 根本原因：机理不清楚，研究失去方向。 （2 ）本课程主要从钻井液的发展和类型的角度讲述处理剂的作用 机理。 使学者掌握各种处理剂在不同钻井液条件下的作用原理和 用途。 2 ．课程主要任务 ① 分析、揭示水基钻井液作用机理， 学习进一步深入研究这种作 用机理的方法和思路； ② 讲述目前主要使用的国内外钻井液处理 剂的作用机理 。引导机理研究入手，力求把处理剂研究、研制理 论化、条理化，为有目的地、有针对性地研制处理剂和研究新型 第 1 页 共 62 页 水基钻井液及处理剂作用机理 钻井液体系创造条件； ③ 从研究机理入手， 掌握使用规律 。更好地指导产品应用和 质量提高，把处理剂研制、生产和应用规律有机地结合起来。 3 ．课程的主要内容和思路 （1）核心内容 处理剂作用机理及其对钻井液宏观性能的影响； 处理剂作用性质和作用效果的实验研究方法。 （2 ）处理剂研究的一般思路 ① 从钻井工程对钻井液性能要求出发研究处理剂 适应钻井工程、地质勘探及其技术发展，钻井液性能应具备 的性能要求；钻井工程、地质勘探技术发展同钻井液技术发展的 相互促进关系。 ② 考虑如何选用处理剂实现钻井液作用效能 通过什么样的（运用）处理剂，起什么作用，作用规律（机 理）是什么？ 具有实现钻井液作用效能，处理剂应具有的性质， ——如水溶性、抗盐性和抗温性，同粘土的作用规律等等。 ③ 钻井液性能、作用效能要求与处理剂分子结构的关系 处理剂分子结构组成、分子量、分子链型、基团种类、比例、 处理剂分子构象等等。 ——最终落实到处理剂的分子结构设计。 ④ 处理剂的合成、研制 要实现处理剂分子结构设计，所需的化学途径、合成工艺路 线、合成条件。 ⑤ 处理剂应用规律和效能评价 处理剂效能评价的原则：满足优质、安全、低成本钻井、完井 第 2 页 共 62 页 水基钻井液及处理剂作用机理 和环保要求。 a. 是否有利于井壁岩石稳定 b. 是否有利于钻井液性能稳定 c. 是否有利于保护油气储层 d. 是否有利于环境保护 正确地掌握处理剂应用规律和采用准确的方法评价处理剂效 能，对于建立钻井液体系和指导应用是至关重要的。 §1 钻井液处理剂的作用原理 1. 处理剂的作用机理（包括作用原因、途径、效果） 钻井液性能的微观本质（为什么具有这种性能、本质是什 么？）： 水基钻井液组成：水 +土+化学处理剂 本质：分散相（粘土）的分散状态决定钻井液性能。 量的体现：土含量加上分散状态数值大小。