鉆井液體系及配方

鉆井液體系和配方?.不分散聚合物體系不分散聚合物鉆井液體系指的是經(jīng)過(guò)具有絮凝及包被作用的有機(jī)高分子集合物處理的水基鉆井液。常用的不分散集合物鉆井液類型大體有三種：及多元素聚合物體系、復(fù)合粒子性聚合物體系、陽(yáng)離子聚合物體系。不分散聚合物體系特點(diǎn)（1） 具有很強(qiáng)的抑制性。通過(guò)使用足量額高分子聚合物作為絮凝包被劑，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)包被“被包”鉆屑，在鉆屑表面形成一層光滑的保護(hù)膜，抑制鉆屑分散，使鉆出的鉆屑基本保持原狀而不分散，以立于地面機(jī)械清除，從而實(shí)現(xiàn)低密度、低固相，提高鉆速。（2） 具有較強(qiáng)的懸砂、攜砂功能。通過(guò)控制適當(dāng)?shù)陌阃?，使聚合物鉆井液形成較強(qiáng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，確保其懸砂、攜砂功能，滿足井眼凈化需求。（3） 通過(guò)使用磺化瀝青、超細(xì)碳酸鈣等降低泥餅滲透率，能偶獲得良好的泥餅質(zhì)量。（4） 該體系以其良好的稀釋特性是的鉆頭水眼粘度小，環(huán)空粘度打，有利于噴射鉆井、優(yōu)化鉆井鉆頭水馬力的充分發(fā)揮，從而提高機(jī)械鉆速。（5） 低密度、低固相、有利于實(shí)現(xiàn)近平衡壓力鉆井（6） 抑制性強(qiáng)，且粘土微粒含量較低，濾液對(duì)底層所含粘土礦物有抑制膨脹作用，故可減輕對(duì)油氣層的損害。1.多元素聚合物體系材料名稱中文名稱加 量般土天然鈉土4%KPAM、PMNK、80A51任意兩種聚丙烯酸鉀、丙烯酰胺%?10.%HPAN水解聚丙烯臘%MAN-101中分子聚合物%SAS磺化瀝青%QS-2超細(xì)碳酸鈣%RH-3潤(rùn)滑劑%?%RH-4清潔劑%?％2.復(fù)合粒子性聚合物體系材料名稱中文名稱加 量般土天然鈉土4%FA-367復(fù)合離子大分子聚合物%?%XY-27復(fù)合聚合物稀釋劑%JT-888聚合物降失水劑%?％SAS磺化瀝青%QS-2超細(xì)碳酸鈣%RH-3潤(rùn)滑劑%?％RH-4清潔劑%?%3.陽(yáng)離子聚合物體系材料名稱中文名稱加量般土天然鈉土4%SP-2大陽(yáng)離子%?%CSW-1小陽(yáng)離子%JT-888聚合物降失水劑%?%SAS磺化瀝青%QS-2超細(xì)碳酸鈣%RH-3潤(rùn)滑劑? %__% RH-4清潔劑%?%技術(shù)關(guān)鍵加大包被劑用量（171/2"井眼平均約千克/米，121/4”井眼約千克/米），并采用2種以上包被劑復(fù)配以達(dá)互補(bǔ)增效功能，突然強(qiáng)包被，抑制鉆屑鉆分散，防止鉆屑粘聚包被劑以膠液形式鉆進(jìn)時(shí)細(xì)水長(zhǎng)流式補(bǔ)充到井漿中?？刂七m當(dāng)?shù)陌阃梁恳垣@得良好的流變性集攜砂、懸砂功能（MBT最佳范圍為30?45克/升）。般土含量的控制以淡水預(yù)化般土漿形式需要時(shí)直接均勻補(bǔ)充道井漿中。使用磺化瀝青（2%）和超細(xì)碳酸鈣（2%）改善和提供聚合物鉆井液的泥餅質(zhì)量。使用足量的潤(rùn)滑劑RH-3%?%）及防泥包劑RH-4（%?%），降低磨阻，防止鉆頭泥包。使用適量的HPAN、雙聚銨鹽等中小分子聚合物與高分子聚合物匹配（大/小分子聚合物的最佳比例?3:）降低濾失，有利于形成優(yōu)質(zhì)泥餅。不使用稀釋劑。推薦性能密度（克/厘米）?粘度（秒）44?55PV（毫帕?秒）塑性粘度18?30YP（帕）動(dòng)切力?10GELS(10〃/10‘)帕)初切、終切2?5/5?10API?PL(毫升)中壓失水HTHP?FL(毫升)高溫高壓失水MBT（克/升）般土含量30?45KF泥餅潤(rùn)滑系數(shù)<pH酸堿值?SAND(V%)<SOLID(V%)Ca2+（毫克/升）鈣離子含量<200使用環(huán)境主要用于解決遇巨厚地址年代較晚的第三系強(qiáng)膠性泥巖地層（粘土礦物以伊利石為主，其次為綠泥石和高嶺石及少量伊利石、蒙脫石混層2000以上的地層）時(shí)所遇到的井眼縮小導(dǎo)致起下鉆阻卡嚴(yán)重等復(fù)雜問(wèn)題。分散型聚合物體系一一聚合物磺化體系聚合物磺化鉆井液指的是以磺化處理劑及少量聚合物作為主要處理劑配制成而成的水基鉆井液。1.體系特點(diǎn)1）具有良好的高溫穩(wěn)定性，抗溫可高達(dá)180°C以上，適用于深井段、超深井段鉆井。）使用磺化瀝青類頁(yè)巖抑制劑穩(wěn)定硬脆性泥巖、少量高分子聚合物穩(wěn)定伊/蒙混層粘土礦物的機(jī)理來(lái)防止井壁坍塌。故具有一定防塌能力。）在進(jìn)入產(chǎn)層前通過(guò)使用磺化瀝青及超細(xì)碳酸鈣運(yùn)用屏蔽暫堵保護(hù)油層技術(shù)進(jìn)行改造后，具有良好的保護(hù)諸層功能。4）可容納較多的固相，適合配置高密度的鉆井液密度可高達(dá)克 /厘米3）含有大量的分散劑，故亞微米固相顆粒含量可達(dá) 70%以上，對(duì)機(jī)械鉆速有一定的影響。）可形成較致密的高質(zhì)量泥餅，護(hù)壁能力強(qiáng)。2.配方材料名稱加量般土4%?6%KPAM^^%%PAC%SMP-1%PSC%SPNH%SMT(FCLS)FT-12%?3%SAS?2%3%QS-2%RH-3?RH-4?技術(shù)關(guān)鍵1） 使用少量高分子聚合物KPAM（或PMNK、80A51、SP-2、FA-367等）作為抑制劑，增強(qiáng)體系的抑制性，抑制泥頁(yè)巖層層理裂縫水化分散。2） 使用磺化瀝青FT-1填充、封堵、涂敷層理面及微裂縫，鞏固井壁，抑制泥頁(yè)巖水化分散。3） 使用SPNH、SMP抗高溫降濾失，同時(shí)以獲得良好的高溫穩(wěn)定性。4） 使用SMT或者FCLS控制流變性。5） 使用超細(xì)碳酸鈣與磺化瀝青中大量的可變形粒子一起遵循三分之一架橋原理降低泥餅滲透率，提高泥餅質(zhì)量，減少濾液侵入地層，從而起到在泥巖井段防塌，在砂巖井段防止壓差卡鉆和保護(hù)油氣層的作用。）控制pH值10?11,以利于分散劑充分發(fā)揮其效能。）控制適當(dāng)?shù)陌阃梁?，以保證獲得良好的流型和造壁型。推薦性能密度（克/里面3）?粘度秒）45?68PV（毫帕秒）10?40YP（帕）5?15GELS(10”/10)3?10/8?15API?FL(毫升)/Cake(mm)<?HTHP?FL(毫升)<15MBT（克/升）25?50KF<pH10?11SAND(V%)<SOLID(V%)Ca2+毫克/升）<200使用環(huán)境）可用于超過(guò)4000米的深井；井底溫度達(dá)160?200°C；）適用于各種密度的加重鉆井液（最高密度達(dá)克/里面3））異常壓力地層）不宜用于鉆純膏巖層三.鉀基（抑制性）鉆井液體系該體系是以聚合物的鉀、銨鹽及氧化鉀為主處理機(jī)配制而成的防塌鉆井液。它主要是用來(lái)對(duì)付含有水敏性粘土礦物的易坍塌地層。1.體系特點(diǎn)（1） 對(duì)水敏性泥巖、頁(yè)巖具有較好的防塌效果；（2） 抑制泥頁(yè)巖造漿能力比較強(qiáng)（3） 對(duì)儲(chǔ)層中的粘土礦物具有穩(wěn)定作用；（4）分散型鉀基鉆井液有較高的固相容限度材料名稱加量般土4%?6%KOH(NaOH)%?％KPAM? %_^ KPAN(NPAN)%?％KCI2%?5%KHAM(SMP)%?％SPNH%FCLS(SMT)%?％QS-2%RH-3%?％RH-4?0/技術(shù)關(guān)鍵濾液中K+濃度應(yīng)不低于500毫克/升，才能發(fā)揮應(yīng)有的防塌作用；使用高分子聚合物KPAM抑制泥頁(yè)巖分散使用的降濾失劑最好也是各種小分子亮的聚合物鉀、銨鹽，如K-HPAN、NH4-HPAN、KHAM，這樣既可達(dá)到降濾失量及降粘切的目的，而且可增強(qiáng)防塌能力。（4）由于過(guò)多的OH-可以分散剝落頁(yè)巖，影響防塌效果，故應(yīng)維持pH值在8?10之間。（5）應(yīng)控制較低的API濾失量（＜5毫升），尤其HTHP濾失量不能超過(guò)15毫升。（6） 應(yīng)控制好交流性，降低激動(dòng)壓力，增加攜巖能力，以便維持較低的反速，避免沖刷地層過(guò)劇而引起易塌地層剝落。4.推薦性能密度（克浬面3）?粘度秒）45?68■ PV（毫帕秒） "10?40YP（帕）5?15GELS(1”/10)3?10/8?15API?FL(毫升)/Cake(mm)<?HTHP?FL(毫升)<15MBT(克/升)25?50KF<pH10?11SAND(V%)<SOLID(V%)密度（克浬面3）?K+(毫克/升) >3000使用環(huán)境（1） 主要用于水敏性強(qiáng)的易塌頁(yè)巖層（2）適應(yīng)溫度不分散型150°C；分散型可達(dá)到180。。左右。故前者用于鉆3500?4000米深井用，而后者可用于鉆6000米深井。(3)不分散型較適用于正常壓力地層；分散型可配較高的密度而用于異常壓力地區(qū)。(4)對(duì)硬脆性微裂縫頁(yè)巖的防坍塌效果不夠理想，應(yīng)輔助瀝青類處理劑才能取得滿意效果。(5)可使用語(yǔ)造漿較強(qiáng)的粘土及軟泥巖層地層，能獲得較低的固相含量，較小的鉆井液密度，有利于提供鉆速。(6)該體系主要用于鉆那些不允許使用瀝青類防塌劑的易坍塌泥頁(yè)巖地層。鉆井液性能1，剪切稀釋性表觀粘度隨剪切速率增大而降低的特性。原因是，環(huán)形空間：Y低，na大，有利于攜帶鉆屑，鉆頭水眼：Y大，na小，有利于水力破巖2，清水應(yīng)用領(lǐng)域：在穩(wěn)定性很好且不漏失的巖石中鉆進(jìn)，不用泥漿而用清水作為鉆井液；在一些漏失嚴(yán)重地層中，當(dāng)?shù)乇硭捶浅ＸS富時(shí)，用清水頂漏鉆進(jìn)，這對(duì)用其他鉆井液來(lái)說(shuō)是不可能的；在一些富含粘土的地層中鉆井，清水水化井壁地層而形成自然造漿，若井深不大，鉆井期間不會(huì)明顯垮孔，則用清水自然造漿是最為經(jīng)濟(jì)有效的措施。3，化學(xué)溶液鉆井液是無(wú)粘土鉆井液的主體類型，它是由無(wú)機(jī)鹽和不同種類的聚合物組合而成，化學(xué)溶液具有一定的流變特性和降失水特性。無(wú)機(jī)鹽起的作用是：與有機(jī)聚合物進(jìn)行適度交聯(lián)，以提高溶液的粘度，降低溶液的失水量；調(diào)節(jié)溶液的礦化度，以平衡地層的化學(xué)活度，抑制地層的膨脹分散或破碎坍塌；調(diào)節(jié)溶液的pH值。聚合物起的作用是：增粘或增稠。聚合物的分子量愈大，則溶液的粘度愈高。降失水。聚合物通過(guò)與無(wú)機(jī)鹽的適度交聯(lián)可降低溶液的濾失量。為降失水常加入中小分子的聚合物，如CMC，HPAN等。絮凝作用。聚合物如聚丙烯酰胺等對(duì)混進(jìn)溶液的巖屑有較好的絮凝作用，使溶液在使用過(guò)程中能維持無(wú)固相或盡量低的固相含量。防塌作用。聚合物與無(wú)機(jī)鹽一起，通過(guò)多點(diǎn)吸附架橋，化學(xué)活度平衡等在孔壁上成膜而對(duì)孔壁起抑制防塌作用。潤(rùn)滑作用。聚合物如LG植物膠都有一定的潤(rùn)滑及減阻作用，為提高溶液的潤(rùn)滑性，可輔助加入適量的表面活性劑。4，基本特征低密度可壓縮分類干氣體 用干空氣或天然氣體作為鉆井循環(huán)介質(zhì)。工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，但是由于氣體懸攜巖屑能力差，因此需要很大的環(huán)空流速，即需