钻井液及其处理剂作用原理-(5、6).ppt

钻井液及其处理剂作用原理;

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。;一、概述

二、分散性钻井液及其处理剂作用原理

三、聚合物钻井液及其处理剂作用原理

四、高温高压钻井液及其处理剂作用原理;什么叫处理剂(添加剂)？;处理剂研究的一般思路;钻井液处理剂根本要求;钻井液环境保护;毒性标准;;CMC——羧甲基纤维素：;KT-100磺化沥青类处理剂含稠环化合物和磺酸基，生物降解能力很差，降解速度很慢；;水溶性聚合物：

能溶解或溶胀于水中，形成水溶液或分散体系的强亲水性高分子材料。

水溶性聚合物的结构特征：

分子中含有大量的亲水基团：

①极性基团，如羟基、醚基、胺基、酰胺基等；

②阴离子基团，如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基；

③阳离子基团，如叔胺基、季铵基等。;水溶性聚合物类别：

?按构成主链的原子不同，可分为碳链和杂链水溶性聚合物；

?按链结构，可分为线型、支链型及交联型水溶性聚合物；

?按分子所具电荷，可分为非离子、阴离子、阳离子及两性水溶性聚合物;水溶性聚合物的功能及应用

功能：

分散、絮凝、增粘、减阻、粘合、成膜、成胶、螯合等多种功能。

结构多变性：

分子量可以控制〔高到数千万，低到几百〕；

亲水基团的强弱和数量也可以按要求加以调节；

亲水基团等活性官能团还可以再反响，形成具有新官能团的高分子化合物。;聚合物分子的一般作用;一、水基钻井液处理剂作用机理;1、处理剂的作用机理

问题提出：钻井液性能的微观本质是什么？

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。

;18;分散状态由粘土粒子外表状态决定;20;性能;2、处理剂的研制;3、钻井液及处理剂开展情况;钻井液工艺的开展;主要解决问题：

携带钻屑

控制地层压力

典型技术：

水+钻屑+地面土

使用重晶石、铁矿粉〔1920年);

主要解决问题：

泥浆性能的稳定

井壁稳定

典型技术：

性能测定仪器研制出来

使用膨润土、单宁、烧碱、褐煤

我国：1950-1953年，玉门油田。;主要解决问题：

石膏、盐污染

温度影响

典型技术：

各种盐水、钙处理泥浆

油基泥浆

处理剂品种16大类;主要解决问题：

快速钻井

保护油气层

典型技术：

不分散低固相钻井液

气体钻井

保护油气层的完井液;我国钻井液技术突出开展的几个阶段;〔2〕三磺钻井液阶段〔70年代后期〕

——主要用在深井。

三磺处理剂：SMP、SMC、SMK〔老三磺〕，有效地降低钻井液高温高压失水，进而提高井壁稳定性。

用这类处理剂成功钻成我国最深的两口井：1974年的女基井〔7175米〕、关基井〔6011米〕。

——有人称这是我国钻井液技术的第一大进步。;〔3〕聚磺钻井液阶段〔70年代末-80年代〕

聚磺钻井液：聚合物钻井液+三磺钻井液。

即：在三磺水基钻井液根底上引入阴离子型丙烯酰胺类聚合物抑制剂。

——有人称这是我国钻井液技术的第二大进步。;〔4〕阳离子、两性离子聚合物钻井液阶段〔80年代末-90年代〕

阳离子聚合物钻井液：

聚合物分子结构上引入阳离子基团：〔-N+-〕

如：阳离子聚丙烯酰胺、羟丙基三甲基氯化胺。

两性离子聚合物钻井液：聚合物分子结构上引入阳离子和阴离子两种基团。如FA-367、XY-27等。

——有人称这是我国钻井液技术的第三大进步。;我国水基钻井液类型;钻井液处理剂分类;;二、分散性钻井液及其处理剂;分散性钻井液的根本组成：;1、分散性钻井液降粘剂—降低粘度处理剂;钻井液粘度高的原因:

由于粘土颗粒外表与端面性质不同引起：

带电情况不同——外表带负电，端面带正电。

水化程度不同——外表水化膜厚，端面水化膜薄。;当钻井液中固相含量高和外界污染改变粘土外表性质时，极易形成：边—边、边—面联结的空间网架结构，从而造成：

?钻井液结构粘度增加；

?网状结构包住大量自由水，流动摩擦阻力增加。;无论稀溶液或稠溶液，悬浮分散体系的粘度由四大局部组成：

①纯溶液的粘度