鉆井化學部分總結及復習

1、鉆井化學部分復習鉆井化學部分復習 題題第一部分第一部分 填空題填空題 1、粘土礦物的基本構造單元是 和 。 2、鉆井液的主要功能有 、 、 、 等。 3、常見粘土礦物有 、 、 。 Si-O四面體Al-O八面體攜帶和懸浮巖屑 穩(wěn)定和平衡地層壓力冷卻和潤滑鉆頭鉆具傳遞水動力高嶺石蒙脫石伊利石5、粘土表面電荷的來源有 、 、 。6、油包水鉆井的主要組成有 、 、 、 、 等。7、膠體的穩(wěn)定性取決于質(zhì)點間吸引與排斥作用的相對大小，當質(zhì)點間的斥力 引力時，質(zhì)點就穩(wěn)定；當斥力 引力時，質(zhì)點就聚結。晶格取代粘土表面-OH的解離吸附油水有機土乳化劑潤濕劑大于小于8、鉆井液類型有 、 、 等。9、粘土礦物1：

2、1型基本結構層由一個Si-O四面體晶片和一個AL-O八面體晶片 組成。水基鉆井液油基鉆井液氣體流體10、 鉆井液流變模式有 、 、 等。11、要控制滲入地層的濾液量，就必須控制 濾失量 要控制泥餅厚度，就必須控制 濾失量。賓漢模式冪律模式卡森模式動靜12、蒙脫石的層間引力主要是 ，其水化分散性 ；高嶺石的層間引力主要是 ，其水化分散性 。13、親油的表面活性劑做乳化劑，易形成 型乳狀液；親水表面活性劑做乳化劑，易形成 型乳狀液。分子間力強氫鍵弱W/OO/W14、一般來說，鉆井液處于 層流層流 狀態(tài)時，對攜巖效果較好；動塑比0/p越 大大 或流性指數(shù)n越 小小 ，越有利于提高攜巖效率，一般要求0

3、（Pa）/p（mPa.s）的比值 0.36-0.48 。15、鉆井過程可能遇到的復雜情況有 井壁不穩(wěn)定井壁不穩(wěn)定 、漏失漏失 、卡鉆卡鉆 和 井噴井噴 。16、一般而言，淺層泥頁巖吸水后引起井徑 縮小縮小 ，深層硬脆性泥頁巖易產(chǎn)生 剝落掉塊剝落掉塊 ，導致井徑 擴大擴大 。 1、晶格取代、晶格取代第二部分第二部分 名詞解釋名詞解釋粘土礦物中硅氧四面體中的硅和鋁氧八面體中的鋁分別被低價的離子取代，而使粘土礦物表面帶負電的現(xiàn)象。2 2、陽離子交換容量、陽離子交換容量在pH=7時，每100克粘土礦物所能交換的陽離子的毫摩爾數(shù)。3 3、造漿率、造漿率 1噸干粘土所能配制粘度為 15mPa.s鉆井液的體

4、積數(shù)，m3/T。4、動力穩(wěn)定性、動力穩(wěn)定性 在重力作用下，分散相粒子是否容易下沉的性質(zhì)5、塑性粘度、塑性粘度 鉆井液在層流下達到動平衡時，固相顆粒之間、固相顆粒與液相之間以及液相內(nèi)部內(nèi)摩擦力的大小 鉆井液在層流狀態(tài)下達到動平衡（結構破壞速度等于恢復速度）時的切力，反映網(wǎng)架結構的強弱。6、動切力、動切力 7、剪切速率、剪切速率 層流流體在垂直于流動方向上單位距離內(nèi)流速的變化量。 8、表觀粘度、表觀粘度 鉆井液剪切應力與對應剪切速率之比。9、流變模式、流變模式 描述與關系的數(shù)學關系式。11、濾失量、濾失量 鉆井液在一定溫度、一定壓差、一定時間之內(nèi)通過一定面積的介質(zhì)的液體的量。 10、濾失、濾失 在

5、壓力差作用下，鉆井液中的自由流體向井壁裂隙或孔隙滲透，鉆井液中的固相顆粒粘附著在井壁上形成泥餅的過程。12、造壁性、造壁性鉆井液中的自由流體向井壁裂隙或孔隙滲透的同時，鉆井液中的固相顆粒粘附著在井壁上形成泥餅的性質(zhì)。13、剪切稀釋特性、剪切稀釋特性表觀粘度隨剪切速率增大而降低的特性。14、壓差卡鉆、壓差卡鉆 在鉆井液壓力與地層孔隙壓力之差的作用下，靜止鉆具緊壓在井壁泥餅上而導致的卡鉆 。15、井漏、井漏 在鉆井、固井、測試等過程中，工作液在壓差作用下大量漏入地層的現(xiàn)象。第三部分第三部分 簡答題簡答題 1 1、簡述粘土擴散雙電層、簡述粘土擴散雙電層 粘土顆粒因晶格取代等原因而帶負電，吸附陽離子以

6、維持電中性。在水中陽離子以擴散狀態(tài)存在，粘土顆粒表面與分散介質(zhì)之間形成擴散雙電層，存在電動電位。2 2、什么選擇蒙脫土作鉆井液配漿土？、什么選擇蒙脫土作鉆井液配漿土？ （1）蒙脫土為2：1型粘土礦物，晶層之間以分子間力聯(lián)結，引力較弱，水易進入晶層導致粘土水化膨脹和分散；（2）蒙脫土晶格取代強，陽離子交換容量大，易導致粘土水化膨脹和分散。3、粘土顆粒的基本聯(lián)結方式？鉆井液中常、粘土顆粒的基本聯(lián)結方式？鉆井液中常見的網(wǎng)架結構類型？見的網(wǎng)架結構類型？ 端-端、 端-面、 面-面。4、簡述粘土顆粒帶電的原因、簡述粘土顆粒帶電的原因 （1）晶格取代。（2）顆粒表面羥基的解離。（3）吸附離子。5、粘土礦物

7、的水化膨脹種類和機理、粘土礦物的水化膨脹種類和機理（1）表面水化（2） 滲透水化6、寫出賓漢模型的數(shù)學表達式并解釋有關、寫出賓漢模型的數(shù)學表達式并解釋有關流變參數(shù)的意義流變參數(shù)的意義。 7、簡述塑性粘度和動切力的具體調(diào)整方法、簡述塑性粘度和動切力的具體調(diào)整方法（包括降低和升高兩種情況）（包括降低和升高兩種情況） = 0+ p 式中： 0 ：動切力或屈服值，Pa p ：塑性粘度， Pa.S使塑性粘度增大：使塑性粘度增大：加預水化般土加預水化般土 ，加增粘劑；，加增粘劑；降低：降低：使用固控設備，使用化學絮凝劑，加水稀釋。使用固控設備，使用化學絮凝劑，加水稀釋。使動切力增大：使動切力增大：加預水化

8、般土加預水化般土 ，加高分子聚合物，加適量的電解質(zhì)；，加高分子聚合物，加適量的電解質(zhì)；降低：降低：加降粘劑，加水稀釋，消除引起加降粘劑，加水稀釋，消除引起0升高的電解質(zhì)。升高的電解質(zhì)。8、為什么要求鉆井液具有較好的剪切稀釋性？、為什么要求鉆井液具有較好的剪切稀釋性？ 環(huán)形空間：環(huán)形空間： 低， a大，有利于攜帶鉆屑 鉆頭水眼：鉆頭水眼： 大， a小，有利于水力破巖9、簡述鉆井液流變性與鉆井的關系。、簡述鉆井液流變性與鉆井的關系。 （1）攜帶巖屑，保證井底和井眼的清潔； （2）懸浮巖屑與重晶石； （3）影響鉆井速度 （4）影響井下安全10、鉆井對鉆井液濾失造壁性的基本要求、鉆井對鉆井液濾失造壁性

9、的基本要求(1)濾失量適中一般地層易塌地層VAPI 10mlVHTHP 20mlVAPI 5ml VHTHP 15ml(2）泥餅薄、致密、韌性好、摩阻小11、NaOH和和Na2CO3分別在鉆井液中的主要作用分別在鉆井液中的主要作用 純堿（ Na2CO3 )（1）配漿時使用）配漿時使用： Ca-粘土+Na2CO3 Na-粘土+CaCO3（2）鉆水泥塞時使用）鉆水泥塞時使用 Na2CO3 +Ca2+ = CaCO3 + 2Na+燒堿（燒堿（NaOH）：）：提高鉆井液堿性提高鉆井液堿性12、簡述產(chǎn)生選擇性絮凝的原因、簡述產(chǎn)生選擇性絮凝的原因 部分水解聚丙烯酰胺帶負電，膨潤土表面電荷密度大，與部分水解

10、聚丙烯酰胺分子間斥力大，吸附弱；地層巖屑表面電荷密度小，對部分水解聚丙烯酰胺吸附強。13、簡述降粘劑及其作用機理、簡述降粘劑及其作用機理（1）常用降粘劑有天然及改性產(chǎn)品如單寧類、木質(zhì)素類和合成產(chǎn)品如烯類單體聚合物等。其分子中都含有吸附基團和水化基團，且兩者有一定的比例。（2）作用機理： a：增加粘土顆粒的電動電位，增加顆粒間靜電斥力，削弱和拆散粘土顆粒間形成的網(wǎng)架結構； b：增加粘土顆粒水化膜厚度，增加顆粒間彈性斥力； c：與大分子競爭吸附，拆散粘土與大分子形成的網(wǎng)架結構。 14、簡述、簡述CMC的降濾失作用機理的降濾失作用機理 （1） 護膠作用； （2） 物理封堵作用； （3） 增加液相粘度

11、的作用。15、簡述鐵鉻鹽的作用機理、簡述鐵鉻鹽的作用機理 鐵鉻鹽吸附在粘土顆粒上，使粘土顆粒電動電位升高，顆粒間斥力增大，拆散粘土顆粒之間的結構，從而使鉆井液粘、切降低。 16、分析粘土在水基鉆井液中的作用、分析粘土在水基鉆井液中的作用 （1）提供細顆粒，形成泥餅，降低濾失量； （2）增加鉆井液粘度與切力，懸浮和攜帶固相； （3）與處理劑結合，發(fā)揮處理劑功用。17、鉆井液保持弱堿性的主要原因、鉆井液保持弱堿性的主要原因 （1）粘土具有適當?shù)姆稚⒍?，便于控制和調(diào)整鉆井液性能（2）可以使有機處理劑充分發(fā)揮其效能（3）對鉆具腐蝕性低（4）可抑制體系中鈣、鎂鹽的溶解18、分析水基鉆井液遇鹽侵后的現(xiàn)象及

12、原因、分析水基鉆井液遇鹽侵后的現(xiàn)象及原因 （1）現(xiàn)象：鹽侵早期早期，鉆井液粘、切上升，濾失量變化不大；隨著鹽侵的繼續(xù)，鉆井液粘、切急劇下降，濾失量急劇上升。（2）原因：鹽侵早期，進入鉆井液的鹽量較少，鈉離子壓縮粘土顆粒的雙電層，粘土顆粒之間斥力降低，結構增強；鹽侵繼續(xù)，進入鉆井液的鹽增多，粘土顆粒雙電層被進一步壓縮，小顆粒聚結成大顆粒。第四部分第四部分 計算題計算題1、用重晶石（B=4.2g/cm3）把200 m3鉆井液由密度1=1.15g/cm3加重到2=2.0g/cm3。試求：若最終體積無限制，需加入重晶石多少噸？若最終體積為200 m3，需加入重晶石多少噸？加重前后體積關系式：加重前后體積關系式：VVV12加重前后質(zhì)量關系式：加重前后質(zhì)量關系式：mVV11222112 VV)(12VVm