塔里木常用钻井液体系简介 塔里木常用的钻井液体系主要以水基钻井液体系为主,油基钻井液只在少数几口井使用,一是为开发而进行的油基钻井液取心做业,二是用来解决极为严重的井下复杂情况,总的归纳起来大致有以下几种:不分散聚合物体系,分散型聚合物体系(即塔里木聚合物磺化体系),钾基(抑制性)钻井液体系,饱和盐水钻井液体系,正电胶钻井液体系,油基钻井液体系,”三低”正电胶钻井液体系。 1. 不分散聚合物钻井液体系 不分散聚合物钻井液体系指的是经过具有絮凝及包被作用的有机高分子聚合物处理的水基钻井液。塔里木使用的不分散聚合物钻井液体系大致有三种;既多元聚合物体系,复合离子型聚合物体系,阳离子聚合物体系。 塔里木不分散聚合物钻井液体系特点: (1)具有很强的抑制性。通过使用足量的高分子聚合物作为 絮凝包被剂,实现强包被钻削,在钻削表面形成一层 光滑的保护膜,抑制钻削分散,使所钻出来的钻削基 本保持原状而不分散,以利于地面固控清除,从而实 现低密度,低固相,提高钻速。 (2)具有较强的悬砂,携砂功能。通过控制适当的板土含量, 使聚合物钻井液形成较强的网架结构,确保其悬砂, 携砂功能,满足井眼净化需求。 (3)通过使用磺化沥青,超细碳酸钙等降低泥饼渗透率,能 够获得良好得泥饼质量。 (4)该体系以其良好的剪切稀释特性使得钻头水眼小,环空 粘度大,有利于喷射钻井,能使钻头水马力充分发挥, 钻速提高。 (5)低密度。低固相有利于实现近平衡钻井,
(6)抑制性强,且粘土微粒含量较低,滤液对地层所含粘土 矿物有抑制膨胀作用,故可减轻对油气层的损害。 2.配方(1).多元聚合物体系(2).复合离子型聚合物 体系 材料名称加量材料名称 加量 扳土4% 扳土 4% KPAM PMNK 80A51任意两种0.6-1% FA-367 0.4-0.6% HPAN 0.15% XY-27 0.15% MAN101 0..1% JT-888 0.2-0.3 SAS 5.0% SAS 5.0 QS-2 2.0% QS-2 2.0% RH-3D 0.4-0.6% RH-4 0.3-0.5% RH-4 0.3-0.5% RH-3D 0.4-0.6 % (3)阳离子聚合物体系 材料名称加量 扳土4% SP-2 0.3-0.4% CSW-1 0.1%
钻井液种类简介 1、聚合物无固相钻井液体系 特点是不含土相,固含低、机械钻速快,用于提高上部地层机械钻速。处理剂以选择性絮凝处理机为主,常用PHP(0.05~0.15%)和K-PAM(0.05~0.3%)。 适用范围:1. 适合于地质情况熟悉的非高地层倾角(≤30°)无流体显示的非易塌构造或区块,主要用于表层的快速钻进。2. 适合于井漏严重、非易塌层位、无流体显示的各构造短时间的强钻。 2、聚合物钻井液体系 聚合物具有很强的包被抑制能力,可以防止粘土矿物进一步水化,防止钻井液性能变差,有利于携带钻屑,保持井壁稳定。 适用范围。 1. 非高地层倾角井的表层易水化分散的泥页岩井段,既有利于防塌,又能适当提高机械钻速。 2. 中深井井段出现恶性纵向裂缝漏失,而上部裸眼井段又易因清水浸泡出现垮塌情况下,作为井底清水强钻时覆盖易塌层的钻井液。 3. 适用于44 4.5mm井眼段大于200m,或311.2mm井眼段1000-2500m,地层倾角小于30度和无固相钻井液已不能适应的井段。 调整原则 随地层破碎程度增加,胶结性变差或裂缝发育,应在保持矿化度的前提下(防起泡)提高沥青类处理剂含量作封堵只用。易塌区块辅
以0.5~1.0%聚合醇或无渗透抑制剂,加强体系的防塌抑制性。 3、聚磺钻井液体系 聚磺钻井液体系具有如下特点:1. 利用KPAM、KPHP、PAC等高分子聚合物作为包被抑制剂,既能提高钻井液体系粘度,同时提供体系K+增强钻井液的抑制性。2. 加入分散型磺化系列处理剂提高钻井液体系的降滤失性能,如加入磺化沥青改善泥饼质量提高护壁能力。 3. 聚磺钻井液体系配制和转化方便。 适用范围 1. 高压力系数的易塌层钻进,能在防塌的基础上适当地提高机械钻速。 2.深井段高温、高密度条件下的易塌层钻进。 3. 适合于非特殊工艺的深井,有利于提高机械钻速,适合于川东地区所有区块。 钻井液现场配制与维护 1、检查井场钻井液材料质量检验单等有关资料,保证钻井液材料的质量。 2、配制钻井液前必须清洗钻井液罐。 3、若需要,必须处理配浆用水。 4、应按钻井液设计要求配制钻井液,并确保其性能达到设计要求。
钻井液(drilling fluid) 钻井液是钻探过程中,孔内使用的循环冲洗介质。钻井液是钻井的血液,又称钻孔冲洗液。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。清水是使用最早的钻井液,无需处理,使用方便,适用于完整岩层和水源充足的地区。泥浆是广泛使用的钻井液,主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。 旋转钻井初期,钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带至地面。目前,钻井液被公认为至少有以下十种作用: (1)清洁井底,携带岩屑。保持井底清洁,避免钻头重复切削,减少磨损,提高效率。 (2)冷却和润滑钻头及钻柱。降低钻头温度,减少钻具磨损,提高钻具的使用寿命。 (3)平衡井壁岩石侧压力,在井壁形成滤饼,封闭和稳定井壁。防止对油气层的污染和井壁坍塌。 (4)平衡(控制)地层压力。防止井喷,井漏,防止地层流体对钻井液的污染。 (5)悬浮岩屑和加重剂。降低岩屑沉降速度,避免沉沙卡钻。 (6)在地面能沉除砂子和岩屑。 (7)有效传递水力功率。传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率。 (8)承受钻杆和套管的部分重力。钻井液对钻具和套管的浮力,可减小起下钻时起升系统的载荷。 (9)提供所钻地层的大量资料。利用钻井液可进行电法测井,岩屑录井等获取井下资料。 (10)水力破碎岩石。钻井液通过喷嘴所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石。 钻井液的运用历史 很久以前,人们钻井通常是为了寻找水源,而不是石油。实际上,他们偶然间发现石油时很懊恼,因为它把水污染了!最初,钻井是为了获得淡水和海水,前者用于饮用、洗涤和灌溉;后者用作制盐的原料。直到19 世纪早期,由于工业化增加了对石油产品的需求,钻井采油才逐渐普及。 有记载的最早的钻井要追溯到公元前三世纪的中国。他们使用一种叫做绳式顿钻钻井的技术,实现方式是先使巨大的金属钻具下落,然后用一种管状容器收集岩石的碎片。中国人在这项技术上比较领先,中国也被公认为是第一个在钻探过程中有意使用流体的国家。此处所讲的流体是指水。它能软化岩石,从而使钻具更容易穿透岩石,同时有助于清除被称作钻屑的岩石碎片。(从钻孔中清除钻屑这一点非常重要,因为只有这样,钻头才能没有阻碍地继续深钻。)
论文题目:聚合醇钻井液体系的研究与应用班级:应化S131 学号:201371247 姓名:****
聚合醇钻井液体系的研究与应用 [摘要]:综述了聚合醇作为水基钻井液处理的开发背景,国外现有聚合醇主要剂种的化学结构及推荐用途,聚合醇的主要物化性质溶解性和浊点,聚合醇的抑制机理(浊点效应,协同效应,渗透机理,吸附机理)。以及国外几种应用效果良好的聚合醇钻井液体系。 [关键词]:聚合醇;钻井液处理剂;抑制润滑剂;水基钻井液;抑制机理;聚合醇钻井液体系聚合醇钻井液自80年代末提出,至今已得到了较大的发展和广泛的应用,最早主要用于钻井液防泥包、润滑防卡等。通过对其特性的研究,其在稳定井壁、保护油层、协调钻井液与环境之间的矛盾方面也发挥了作用。美国贝克·休斯INTEQ公司认为,聚合醇钻井液的作用效果与其浊点有直接关系,要充分发挥聚合醇钻井液的特性,必须根据不同井深及地层特性优选出不同浊点温度的聚合醇,配制相应的钻井液体系。在我国,江汉石油学院于90年代初研究开发出聚合醇产品和聚合醇钻井液体系,在渤海油田得到广泛应用,在安全快速钻井、保护油层和保护环境等方面均取得良好的效果,继之在南海油田得到了推广应用。到目前为止已成功钻成各类深井、大斜度大位移井及水平井数百口。随着石油勘探开发区域的拓宽,深井、大斜度大位移井及环境敏感地区和低压低渗油藏的钻井数量大幅度增加,钻井液技术所面临的安全快速、油层保护等问题更加突出。针对河南油田深井、大斜度井、水平井钻井的井壁稳定、润滑防卡问题,河南油田研究出聚合醇一两性聚合物钻井液体系和聚合醇一钾基聚磺钻井液体系,针对低压低渗油藏的油层保护问题,研究出聚合醇一KCI聚合物钻井液体系,先后在两口不同井型的生产中进行了先导性试验,对安全快速钻井,减少井下复杂情况,保护油层方面发挥了积极作用,初步取得了良好的效果。 聚合醇也被称为多元醇、复合醇,是90年代初发展起来的一种新型水基钻井液添加剂,兼具易维护、易降解、无荧光、与其他处理剂配伍性好等特点,被看作是协调钻井工程技术、储层保护技术与环境保护需要之间矛盾的产物,是逆乳化钻井液和高电解质体系的取代产品,是钻井液水基处理剂研究中的新秀。为进一步扩展该处理剂的应用,国外科研人员对聚合醇的应用机理和体系进行了探索;我国也在近年来开展了研究,有一些产品投入实际应用,取得了良好的技术效果和经济效益。本文介绍聚合醇用作水基钻井液处理剂的由来、种类、机理以及现有体系。 1 聚合醇用作水基钻井液处理剂的背景 自上世纪90年代以来,随勘探领域逐渐向恶劣地区扩展,钻探地区日趋复杂,井壁失稳造成的钻井速度下降、钻井成本升高的现象屡见不鲜。同时期发展起来的水平井、定向井、大位移井等新型钻井技术又对钻井液体系的抑制性、润滑性提出了更高的要求。这使得常规水基钻井液体系的应用受到了限制,不得不采用油基钻井液完成深井、海洋井、大位移井的钻探。油基钻井液对环境污染大。荧光级别高,配制维护要求严格,易着火,在环境保护日益严格的情况下,逐渐丧失其竞争优势。为此.科研人员将开发重点转移至研制新型水基钻井液体系,使该体系具备油基钻井液良好的抑制性和润滑性,同时具备水基钻井液与环境友好、易维护、价格低的长处,即开发一种集抑制性、润滑性、环境友好性、油层保护性等多
钻井液配方大全 1、常见膨润土浆配方 材料和处理剂功用用量(kg/m3)膨润土增稠25-50 烧碱控制PH值0.7-1.5 CMC(选用)降滤失 1.0-3.0 2.0- 3.0 纯碱促进膨润土水化和 控制Ca2+含量﹤150mg/l
2、FCLS(铁铬木质素磺酸盐)钻井液配方 材料和处理剂功用用量(kg/m3)FCLS 降粘剂 5.0-15.0 CMC 降失水剂 2.0-4.0 PAC①降失水剂 2.0-4.0 淀粉类衍生物①降失水剂10.0-15.0 SPNH②高温降失水剂 5.0-20.0 SMP②高温降失水剂 5.0-20.0 RH-3 润滑剂10.0-30.0 烧碱PH调节 1.0-3.5 备注:①可代替和协同CMC使用; ②用于3500m或更深的深井。
3、钙基钻井液配方 材料和处理剂功用用量(kg/m3)备注石灰提供Ca2+10-20 用于石灰钻井液石膏提供Ca2+11-18 用于石膏钻井液FCLS 降粘剂3-12 供选择SMT 降粘剂,降失水剂6-14 SMC 降粘剂,降失水剂6-14 KHm 降粘剂,降失水剂6-14 CMC 降失水剂3-8 供选择PAC 降失水剂3-8 淀粉类衍生物降失水剂6-14 SPNH 高温降失水剂5-15 用于>3500m的井SMP 高温降失水剂5-15 RH-3 润滑剂10-30 烧碱PH调节3-8
4、含盐量为8%-12%的盐水钻井液配方 材料和处理剂 功 用 用量(kg/m 3) 备 注 NaCl 提供NACL 按实际需求 FCLS 降粘剂 4-8 供选择 SMT 降粘剂,降失水剂 8-15 SMC 降粘剂,降失水剂 8-15 SMK 降失水剂 10-20 CMC 降失水剂 8-12 PAC 降失水剂 4-8 淀粉类衍生物 降失水剂 10-15 SPNH 高温降失水剂 10-20 用于>3500m SMP-2 高温降失水剂 10-20 RH-3 润滑剂 15-30 烧碱 PH 调节 5-12 FT-1 井壁稳定 5-20 Defoam 消泡剂 0.1-0.3 QS-2 桥堵剂 40-60
常用钻井液材料 一膨润土类一、组成 膨润土是岩浆岩或变质岩中硅酸盐矿物(如长石)风化沉积形成的,其组成为 1、粘土矿物:蒙脱石、高岭石、伊利石和海泡石,钻井用膨润土主要粘土矿物为蒙脱石,含量在70%以上。 2、砂子:石膏、石英、长石、云母、氧化铁等含量越小越好。 3、染色物:木屑、树叶及腐质物起染色作用,膨润土有红色、黄色、紫色等不同颜色,就是这个原因。 4、可溶性盐类:碳酸盐、硫酸盐和氯化物等。 二、分类 膨润土分为钙基膨润土钠基膨润土和改性膨润土三种。 1、钙基膨润土:造浆率8-12立方米每吨。 2、钠基膨润:造浆率15-18立方米每吨。 3、改性膨润土:通过加入纯碱、烧碱、羧甲基纤维素、低分子量聚丙烯酰胺等无机盐和有机分散剂来提高膨润土的造浆率,达到钠基膨润土性能指标。 三、作用及用途 1、堵漏:黄土层漏失、基岩裂隙漏失都需要用来配浆堵漏。 2、护壁:在井壁上形成泥饼,减少钻井液内的水份向井壁渗透,起到保护井壁稳定的作用。
3、携砂:配制一定数量的高比重大粘度的膨润土泥浆定期打入井内,将井内掉块、岩屑顺利携带出井外,保持井内干净。 4、配治塌泥浆:井壁长时间浸泡发生垮塌,常规泥浆仍不能维护井壁时,就要加膨润土以提高比重、切力、粘度达到稳定井壁之目的。 5、配加重泥浆:遇到涌水或高压油气层时,都需在泥浆中加膨润土来平衡地层压力。 6、配完井液和封闭浆:为顺利测井,完钻时需配完钻液;在易塌井段需配封闭浆,这些都需加膨润土。 四、影响膨润土性能的因素 1、原矿质量:原矿石蒙脱石含量高低是影响膨润土性能最重要的因素,蒙脱石含量越高,膨润土造浆率相应地就高。 2、粒度:粒度越细造浆率相应的就越高,反之亦然。 3、添加剂:合理地加入分散剂,会明显改善膨润土的性能。 4、水质:膨润土在高矿化度和酸性中水造浆率会明显降低甚至不造浆。 五、简单测试 1、造浆率:1吨膨润土配制出胶体率95%以上的泥浆的体积。如造浆率15立方米每吨,就是在100克水中加6.67克膨润土搅拌30分钟倒入试管(100毫升)中,24小时胶体率在95%以上。 2、漏斗粘度:用马氏漏斗测其粘度,一般不低于28秒。 3、失水量:用ANS气压失水仪测失水量。一般不大于
第46卷第1期 辽 宁 化 工 Vol.46,No. 1 2017年1月 Liaoning Chemical Industry January,2017 基金项目:国家科技重大专项(2011ZX05049)资助 钻井液体系优化技术 张 珺 (中国石油塔里木油田分公司开发事业部,新疆 库尔勒 841000) 摘 要:对于深井、超深井而言,钻井过程中钻井液泥浆性起着十分重要的作用。作为循环冲洗介质,具有清洗井底,携带悬浮尘屑,保持井眼清洁。同时传递水功率帮助钻头击破岩石,平衡地层压力,防止井壁坍塌、井漏等。因此如何优化钻井液体系及性能,对提高钻井效率具有重要意义。通过研究区多年来实际钻井经验,对三开钻井过程不同钻井阶段钻井液体系进行进一步优化,形成了适用于研究区钻井液体系。最终有效提高钻井综合效益,达到有效地保护油气层和提高钻井效率的目的。 关 键 词:钻井液;无固相钻井液;钻井效率;安全风险 中图分类号:TE 245 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2017)01-0096-03 钻井液是钻井的“血液”,在作业中起着非常重要的作用。实践表明能否实现快速钻进和井下安全, 钻井液将起决定性作用[1-2] 。根据研究区油田地质和钻井工艺设计要求,并结合了该区成功的钻井液实践经验,优化设计钻井液以不分散体系、聚磺钻井液和轻泥浆体系为主。 1 一开钻井液体系 体系:膨润土-聚合物钻井液体系。 性能:要确保膨润土浆充分预水化,坂土含量在控制在45 g/L 以上,漏斗粘度55 s 左右,切力2/7~8 Pa,确保钻井液有效封堵流沙层段。 特点:表层使用CMC 进行降滤失和护胶,严禁加入大分子聚合物而影响流变性能,给表层套管下入、固井等作业带来困难。在下套管之前相应的工程措施一定要到位,确保井下安全。 2 二开钻井液体系 体系:火成岩以上为聚合物“轻泥浆”体系,火成岩以下为聚磺钻井液体系。 性能及维护要点:塔中上部地层采用“三低一加足”强抑制性聚合物钻井液体系,既钻井液密度 控制在1.05~1.08 g/cm 3 ;漏斗粘度控制在40 s 以下,切力0.8~1/4~5 Pa,动切力4.5~6 Pa;固相含量不超过5%;上返速度大于0.8 m/s;加足两种互补性大分子聚合物KYP-1和80A51,适当复配中小分子聚合物XPM、CPF 和KHPAN。同时采取四级固控运转率100%,勤放沉砂罐等措施,最大限度除去有 害固相,使钻井液具有良好的抑制性、流变性和悬浮性能。如果表层下深500 m 左右,在井深1 000 m 之内钻进,坂含维持在25 g/L 以上,有效护壁,防止松散地层垮塌。穿过松散地层段后尽快将坂含降至15 g/L 以下。 在进入二叠系火成岩前150~200 m 将钻井液密 度提至设计下限1.15 g/cm 3 左右,体系由原来的聚合物体系逐步转换为聚磺体系,但以聚合物为主,磺化为辅。进入火成岩前调整好基浆一次性加足浓度为3%的XL-1/YK-H 防塌剂,并将密度提高至设计 上限1.25 g/cm 3 ,为安全穿过易坍塌火成岩井段打下基础。要求泥饼质量薄而韧,强化钻井液的护壁性能。 特点:上部井段重点强调“三低一加足”的强抑制性和良好的流变性,为安全快速钻进创造有利条件。下部突出钻井液的防塌效果,并控制合理的钻井液密度,保证井下安全。 3 三开钻井液体系 体系:强封堵聚磺钻井液体系。 性能及维护要点: (1)解决坍塌掉块问题。桑塔木泥岩段以上泥页岩地层微裂缝发育,钻井液滤液进入微裂缝后使充填其中的粘土矿物水化膨胀、分散,泥页岩整体强度降低,一定时间后形成周期性坍塌掉块,尤其在起下钻过程中由于钻具的碰撞,导致局部井壁坍塌掉块现象明显,给录井取样、钻井和固井作业带来很大的困难和风险。 DOI:10.14029/https://www.wendangku.net/doc/3114476989.html,ki.issn1004-0935.2017.01.032
加重材料 指标 名称主要成份分子式密度数目可配最高密度 石灰石粉碳酸钙 CaCO3 2.7-2.9 200 1.68 超细粉碳酸钙 CaCO3 2.8-3.1 600 1.80 重晶石粉硫酸钡 BaSO4 3.9-4.2 200 2.3 活性重晶石粉硫酸钡 BaSO4 3.9-4.2 200 3.1 铁矿粉氧化铁 Fe2O3 4.9-5.3 150 4.0 方铅矿粉硫化铅 PbS 7.4-7.7 150 5.2 三无机盐类 一、碳酸钠 1、物理性质 碳酸钠(Na2CO3)又称纯碱、打,白色粉末结晶,密度2.5,易溶于水,水溶液呈碱性,在空气中易吸潮结块,要注意防潮。 2、化学性质 a、电离: Na2CO3=2Na ++ CO32– b、水解: CO32– + H2O = HCO3– + OH– HCO3– + H2O = H2CO3 + OH– c、沉淀钙离子、镁离子 Ca2++ CO32–= CaCO3↓ Mg2++ CO32–= MgCO3↓↓ 3、作用
沉淀膨润土中的钙离子、镁离子,改善水化性能,促进膨润土分散造浆,降低泥浆的失水,提高泥浆的粘度和切力,改善泥饼的质量。 4、加量 准确加量应根据膨润土质量通过实验确定,一般为膨润土重量的5%。 5、测试 1%水溶液PH值大于12为合格品。 二、氢氧化钠 1、物理性质 氢氧化钠又称烧碱、火碱或苛性钠。白色结晶,有液体、固体片状三种产品,纯度从50%至99%不等,密度2-2.2,易吸潮,有强烈的腐蚀性,暴露在空气中,会吸收CO2,变成Na2CO3。 2、作用 a、调节泥浆PH值。 b、促使膨润土分散造浆。 c、加快有机处理机溶解。 3、加量 根据产品纯度和需要决定加量,一般加量为泥浆的 0.1%—0.5%. 4、测试
1、聚丙烯酰胺钾盐 K-PAM 又称之为聚丙烯酸钾,产品为白色或淡黄色末状,是一种含羧钾聚丙烯酰胺衍生物,是很强的抑制页岩分散剂,具有控制地层造浆的作用并兼有降失水、改善流型及增加润滑性等功能。在钻井液中包被、提粘,使用于各种泥浆体系,有较好的防塌作用。它能改善井液的流变性并能有效地包被钻屑,抵制地层造浆,钾离子的存在,能防止软泥。岩和硬脆性泥液岩的水化和剥落,起到稳定井壁的作用,具有较好的降失水作用,与其它处理剂配伍性好, 2、PAC—141是一种新型泥浆处理剂。可适用于各种水基泥浆体系,具有改善泥浆流型、提高剪切稀释能力、降低失水量、控制钻屑分散、稳定井壁、调节泥浆粘度和胶体稳定性等作用。 3、NH4-HPAN是淡黄色粉末,具有一定的抗温和抗盐能力。并且具有耐光、耐腐蚀的功能,由于NH4+在页岩中的镶嵌作用,具有一定的防塌效果。该产品有较强降低钻井液降滤失量和高温高压滤失量,抗温能力强,抗热稳定性好等作用,具有一定的抑制粘土水化和防塌能力,同事具有较好的抗盐以及抗污染的能力。 4、聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂,由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生成分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理剂。其混凝作用表现如下:a、水中胶体物质的强烈电中和作用。b、水解产物对水中悬浮的优良架桥吸附作用。c、对溶解性的选择性吸附作用。 5、 XY27在钻井液中用作降粘剂(或叫絮凝剂)。在它的分子链中引入了一定比例的阳离子、阴离子、非阴离子官能团。由于阳离子基团的存在,大大提高了XY27抑制泥页岩分散、膨胀的能力,并能提高钻井液体系的抑制性。因此,XY27不仅能显著降低钻井液的粘度,而且能使钻井液的粘度保持稳定,表现出较强的抗岩屑污染能力。 6、氢氧化钠是白色的固体,极易溶解于水,呈碱性,可用于调节泥浆ph值。 7、高效润滑剂RH-3是专为钻井润滑设计的复合型润滑剂,添加到钻井液中可明显提高其抑止性和润滑性,添加本品后钻探阻力小,进尺快,可防止缩径泥包钻头、压差卡钻,有利于提高钻进效率,防止井塌,延长钻头寿命。⑴高润滑性,润滑系数降低率可达80%以上。⑵优良的抗磨性和极压性能。⑶抗高温,可在250 ℃以上应用。⑷高安全性,闪点在80℃以上,一般工作环境中无燃爆危险。 ⑸绿色环保,本品无毒,可生物降解,环境友好。⑹与基浆配伍性好,膨润土产地、性能的变化不影响润滑效果。⑺分散性好,在浆体中分散均匀,润滑平稳。 8、磺化沥青是棕褐色易碎薄片或流动性粉末,由于含有磺酸基,水化作用很强,当吸附在页岩界面上时,可阻止页岩颗粒的水化分散起到防塌作用。同时,不溶于水的部分又能填充孔喉和裂缝起到封堵作用,并可覆盖在页岩界面,改善泥饼质量。磺化沥青在钻井液中还起润滑和降低高温高压滤失量的作用,1是一种堵漏、防塌、润滑、减阻、抑制等多功能的有机钻井液处理剂。2、润滑减阻,降低钻具的提升能力和扭距延长钻头使用期,预防和解除卡钻;3、形成薄而坚韧的泥饼强化井壁。控制高温失水;4、控制泥浆的高温剪切强度;5、可与其它泥浆处理剂复配使用。推荐加量1-6%。
《钻井液工艺原理》综合复习资料 一、名词解释 1、晶格取代(P29最后一段) 在粘土结构中某些原子被其它化合价不同的原子取代而晶格骨架保持不变的作用。 2、压差卡钻(P402倒数第三段) 压差卡钻又称泥饼粘附卡钻,是指钻具在井中静止时,在钻井液液柱压力与地层孔隙压力之间的压差作用下,将钻具紧压在井壁上而导致的卡钻。 3、剪切稀释特性(P65最后一段) 塑性流体和假塑性流体的表观粘度随着剪切速率的增加而降低的特性。 4、油气层损害(P409第一段) 任何阻碍流体从井眼周围流入井底的现象,均称为油气层损害。 5、塑性粘度(P60第一段) 在层流条件下,剪切应力与剪切速率成线性关系时的斜率值。钻井液中的塑性粘度是塑性流体的性质,不随剪切速率而变化;反映了在层流情况下,钻井液中网架结构的破坏与恢复处于动平衡时,悬浮的固相颗粒之间、固相颗粒与液相之间以及连续液相内部的内摩擦作用的强弱。 6、胺点 在标准实验条件下,石油产品与等体积的苯胺,在相互溶解形成单一液相时的最低温度,叫苯胺点。 7、造浆率(P147第一段) 常将1t粘土所能配出的表观粘度为15mPa?s的钻井液体积称为造浆率。 8、泥饼粘附卡钻(P402倒数第三段) 压差卡钻又称泥饼粘附卡钻,是指钻具在井中静止时,在钻井液液柱压力与地层孔隙压力之间的压差作用下,将钻具紧压在井壁上而导致的卡钻。
9、水敏性损害(P420倒数第三段) 水敏性损害是指当进入油气层的外来流体与油气层中的水敏性矿物不相配伍时,将使得这类矿物发生水化膨胀和分散从而导致油气层的渗透率降低。 10、静切力(P59最后一段) 塑性流体不是加很小的剪切应力就开始流动,而是必须加一定的力才开始流动,这种使钻井液开始流动所需的最低切应力,称为静切力。 11、乳状液() 一种液体以液珠形式分散在与它不相混溶的另一种液体中而形成的分散体系。 钻井液是油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。(P1) 12、钻井液碱度(P9第六段) 碱度是指溶液或悬浮体对酸的中和能力。 二、问答题 1、为什么要求钻井液具有较好的剪切稀释性(P65最后一段、P66第三 段) 剪切稀释性用动塑比来表示,动塑比越高表示钻井液剪切稀释性越强,为了保持在高剪切速率下有效地破岩和低剪切速率下携带钻屑(必须要求高的动塑比)钻头钻时阻力小,还空中能够悬浮钻屑。 2、为什么选择蒙脱土作钻井液配浆土?(P30最后一段) 蒙脱石晶层上、下面皆为氧原子,各层之间以分子间力连接,连接力弱,水分子易进入晶层之间,引起晶格膨胀。而且由于晶格取代作用,蒙脱石带有较多的负电荷,能吸附等量电荷的阳离子。水化的阳离子进入晶层之间,致使C轴方向上的间距增加。因此蒙脱石是膨胀型黏土矿
(土粉) 泥浆粉的性能:奈普顿泥浆粉是一种先进的国外技术的进口产品,是一种水溶性,易混合的粉末颗粒聚合物,在水中充分溶解后成半透明糊状,粘度大,该浆在孔内沉淀杂质速度非常快,钻具在孔内钻进时,泥浆总是保持清澈透明,钻具钻杆表面干净,在孔内由于钻具连续运动,化学泥浆和水混合的越均匀粘度就越强,凝聚力也就越快,就是泥浆回到泥浆池内也没一点杂质沉淀。在孔壁周围行成了一层薄透明糊状保护层。无毒无污染,它通用于桩基钻进和地下连续墙等基础工程施工。它具有保持钻孔稳定;可配置高粘度泥浆;便于重复利用;废浆易于降解处理;回用率高;能提高桩基磨擦承载力,能提高钻屑粘聚能力利于钻屑快速清出钻孔的特点。 2、泥浆粉优势:固壁性强,孔内沉渣凝聚力强,沉淀速度快,人员劳动强度低,无污染,制浆快,无浪费,易保存,不易变质,使用简单直接均匀溶解水中即可。而使用膨润土又要通过机械搅拌,人员搬运,尘土飞扬,污染大,易浪费,长时间堆积如山,易变质等,泥浆制作最少也得两人以上才能完成泥浆拌和。 3、泥浆粉用量:配浆用水PH值调整至8—10后加入—㎏/1000L。 4、泥浆粉使用方法:在现场通常按照化学泥浆㎏:5立方清水进行配比,在配比过程中,手感稍有粘度起线丝状即可;纯碱或碱粉的配比﹪—﹪。再利用空气压缩机将气压放入池内进行泥浆充分均和即可。 碳酸钠(纯碱)化学式为Na2CO3,俗名纯碱,又称苏打、碱灰,一种重要的化工基本原料,纯碱工业的主产品。通常为白色粉末,高温下易分解,易溶于水,水溶液呈碱性。纯碱在潮湿的空气里会潮解,慢慢吸收二氧化碳和水,部分变为碳酸氢钠,所以包装要严,否则会吸潮结块,碳酸钠与水生成Na2CO3·10H2O,Na2CO3·7H2O,Na2CO3·H2O三种水合物,其中Na2CO3·10H2O最为稳定,且溶于水的溶解热非常小。多应用于照相行业,其商品名称为碳氧。 Na2CO3·10H2O又称晶碱,以前,晶碱常用于家庭洗涤和洗羊毛,故又称“洗濯碱”①。过去,我国民间习惯使用既能洗衣又能发面的“块碱”,那是用纯碱加大量水搅拌制成的(另加有一些小苏打(NaHCO3),其含水量在50%以上。碳酸钠溶于水时呈吸热反应,在空气中易风化。Na2CO3·7H2O不稳定,仅在~36℃范围内才能从碳酸钠饱和溶液中析出。碳酸钠是弱酸强碱盐。用化学方法制出的Na2CO3比天然碱纯净,人们因此称它为“纯碱”。纯碱的用途很广,
我国主要钻井液类型 一、无固相不分散聚合物钻井液 基本组成:聚丙烯酰胺或多元乙烯基共聚物类絮凝剂、无机盐等 特点:絮凝剂可有效地絮凝钻井过程所产生的岩屑。 典型配方: 1% KCl~0.2% CaCl2或0.5~0.3% PHP + 0.1~(1)水+ 0.1 0.3% TDC-15(低分子量有机阳离子)+ 0.2%~0.14% CPAM + 0.1~(2)水+ 0.07 CaCl2 1% KCl~0.2% CaCl2或0.5~0.3% FA-367 + 0.1~(3)水+ 0.1 适用范围:层理裂隙不发育、正常孔隙压力与弱地应力、中等分散砂岩与泥岩互层;已下技术套管的低压、井壁稳定的储层等。 二、低固相聚合物钻井液 适用范围:用于钻进层理裂隙不发育的易膨胀、强分散或不易膨胀、强分散、软的砂岩与泥岩互层;已下技术套管的低压储层等。 1、阴离子聚合物钻井液 基本组成:多元乙烯基共聚物类、水解聚丙烯腈、部分水解聚丙烯酰胺等 特点:高分子量聚合物包被粘土或钻屑,并提供钻井液所需粘度、切力;中分子量和低分子量聚合物用于控制滤失量并控制粘度、切力。 0.5% NPAN~0.3% KPAM + 0.4~典型配方:膨润土浆+ 0.1 2、阳离子聚合物钻井液 基本组成:高分子量与低分子量阳离子聚合物,以及淀粉等 特点:阳离子聚合物具有极强的稳定页岩的能力,即强吸附、强抑制性;配合使用淀粉类处理剂调整滤失造壁性。 典型配方:膨润土浆+ 0.4% SP-2(阳离子聚合物)+ 0.4% CSW-1(低分子量有机阳离子)+ 1% 改性淀粉 3、两性离子聚合物钻井液 基本组成:高分子量和低分子量两性离子聚合物,有时配合加入阴离子聚合物特点:利用聚合物中的阳离子基团增强体系的抑制性,同时大量的阴离子、非离子基团使体系保持稳定。两性离子聚合物与各种处理剂具有很好的相容性。 3%~0.2 %XY-27 + 1~0.3% FA-367 + 0.05~典型配方:膨润土浆+ 0.1 磺化沥青类产品 三、聚磺钻井液 基本组成:高分子量聚合物(包括阴、阳、两性离子聚合物)、中分子量聚合物降滤失剂、磺化酚醛树脂(代号SMP)类产品和沥青类产品等。 特点:具有很强的抑制性、良好的造壁性、封堵能力、流变性和热稳定性,以及低的HTHP滤失量。 典型配方: 4%~4% SPNH等)+ 2~2% SMC(或2~2% SMP-1 + 1~1)阴离子聚合物钻井液+ 1 磺化沥青类产品 2% FT-1~4% SPNH + 1~2)阳离子聚合物钻井液+ 2 3% 磺化沥青类产品~3% 磺化酚醛树脂类产品+ 1~3)两性离子聚合物钻井液+ 2 2% 磺化沥青类产品~5% 磺化酚醛树脂类产品+ 1~4)钾胺基聚合物钻井液+ 2 适用范围:深井与超深井段;层理裂隙发育的泥页岩、岩浆岩、砂岩、煤层等。
常用钻井液材料 一膨润土类 一、组成 膨润土是岩浆岩或变质岩中硅酸盐矿物(如长石)风化沉积形成的,其组成为 1、粘土矿物:蒙脱石、高岭石、伊利石和海泡石,钻井用膨润土主要粘土矿物为蒙脱石,含量在70%以上。 2、砂子:石膏、石英、长石、云母、氧化铁等含量越小越好。 3、染色物:木屑、树叶及腐质物起染色作用,膨润土有红色、黄色、紫色等不同颜色,就是这个原因。 4、可溶性盐类:碳酸盐、硫酸盐和氯化物等。 二、分类 膨润土分为钙基膨润土钠基膨润土和改性膨润土三种。 1、钙基膨润土:造浆率8-12立方米每吨。 2、钠基膨润:造浆率15-18立方米每吨。 3、改性膨润土:通过加入纯碱、烧碱、羧甲基纤维素、低分子量聚丙烯酰胺等无机盐和有机分散剂来提高膨润土的造浆率,达到钠基膨润土性能指标。 三、作用及用途 1、堵漏:黄土层漏失、基岩裂隙漏失都需要用来配浆堵漏。 2、护壁:在井壁上形成泥饼,减少钻井液内的水份向井壁渗透,起到保护井壁稳定的作用。 3、携砂:配制一定数量的高比重大粘度的膨润土泥浆定期打入井内,将井内掉块、岩屑顺利携带出井外,保持井内干净。 4、配治塌泥浆:井壁长时间浸泡发生垮塌,常规泥浆仍不能维护井壁时,就要加膨润土以提高比重、切力、粘度达到稳定井壁之目的。 5、配加重泥浆:遇到涌水或高压油气层时,都需在泥浆中加膨润土来平衡地层压力。 6、配完井液和封闭浆:为顺利测井,完钻时需配完钻液;在易塌井段需配封闭浆,这些都需加膨润土。 四、影响膨润土性能的因素 1、原矿质量:原矿石蒙脱石含量高低是影响膨润土性能最重要的因素,蒙脱石含量越高,膨润土造浆率相应地就高。 2、粒度:粒度越细造浆率相应的就越高,反之亦然。 3、添加剂:合理地加入分散剂,会明显改善膨润土的性能。 4、水质:膨润土在高矿化度和酸性中水造浆率会明显降低甚至不造浆。 五、简单测试 1、造浆率:1吨膨润土配制出胶体率95%以上的泥浆的体积。如造浆率15立方米每吨,就是在100克水中加6.67克膨润土搅拌30分钟倒入试管(100毫升)中,24小时胶体率在95%以上。 2、漏斗粘度:用马氏漏斗测其粘度,一般不低于28秒。 3、失水量:用ANS气压失水仪测失水量。一般不大于 18ml/30min。 4、含砂量:将100克膨润土加到1000克水中搅拌30分钟,再加1000克水搅拌30分钟静止30分钟。将沉淀物上面的泥浆全倒掉,然后用水再洗两次,把最后的砂子烘干,称其重量,即膨润土含砂量,含砂量小于5%为合格品。 二加重材料
第8章钻井液设计 本章主要介绍了新疆地区常用的钻井液体系,结合A1-4井及探井资料,设计了A区块井组所使用的钻井液体系、计算了所需钻井液用量,提出了钻井液材料计划等。 8.1 钻井液体系设计 钻探的目的是获取油气,保护地层是第一位的任务,因此,搞好钻井液设计,首先必须以地层类型特性为依据,以保护地层为前提,才能达到设计的目的。 新疆地区常用钻井液体系简介[16]: (1)不分散聚合物钻井液体系:不分散聚合物钻井液体系指的是具有絮凝及包被作用的有机高分子聚合物机理的水基钻井液。该体系的特点是:具有很强的抑制性;具有强的携沙功能;有利于提高钻速;有利于近平衡钻井;可减少对油气层的伤害。 (2)分散性聚合物体系(即聚合物磺化体系):聚合物磺化体系是指以磺化机理及少量聚合物作用机理为主配置而成的水基钻井液。该体系的特点是:具有良好的高温稳定性,使用于深井及超深井;具有一定的防塌能力;具有良好的保护油层能力;可形成致密的高质量泥饼,护壁能力强。 (3)钾基(抑制性)钻井液体系:该体系是以聚合物的钾,铵盐及氯化钾为主处理剂配制而成的防塌钻井液。它主要是用来对付含水敏性粘土矿物的易坍塌地层。该体系特点:对水敏性泥岩,页岩具有较好的防塌效果;抑制泥页岩造浆能力较强;对储层中的粘土矿物具有稳定作用;分散型钾基钻井液有较高的固相容限度。 (4)饱和盐水钻井液体系:该体系是一种体系中所含NaCl达到饱和程度的钻井液,是专门针对钻岩盐层而设计的一种具有较强的抑制能力,抗污染能力及防塌能力的钻井液。该体系特点:具有较强的抑制性,由于粘土在其中不宜水化膨胀和分散,故具有较强的控制地层泥页岩造浆的能力;具有较强的抗污染能力,由于它已被NaCl所饱和,故对无机盐的敏感性较低,可以抗较高的盐污染,性能变化小;具有较强的防塌能力,尤其再辅以KCL对含水敏性粘土矿物的页岩具有较强抑制水化剥落作用;可制止盐岩井段溶解成大肚子井眼。由于钻井液中氯化钠已达饱和,故钻遇盐岩时就会减少溶解,以免形成大井眼;缺点是腐蚀性较强。 (5)正电胶钻井液体系是一种以带正电的混合层状金属氢氧化物晶体胶粒(MMH或MSF)为主处理剂的新型钻井液体该体系的特点:具有独特的流变性;有利于提高钻井速度;对页岩具有较强的抑制性;具有良好的悬浮稳定性;有较
第十一章钻井液材料和添加剂
第十一章泥浆配浆材料和处理添加剂配浆材料是指在配浆中用量较大的基本部分,如:膨润土、水、油、加重剂。 处理添加剂是指用于改善、调节钻井液性能的化学添加剂,一般用量很少。分无机处理剂和有机处理剂两大类。国内生产的泥浆配浆材料和处理添加剂分为19类,包括粘土类、加重材料、碱类、增稠/包被剂、降滤失剂、降粘剂、页岩抑制剂、胶凝剂、润滑剂、清洁剂、发泡剂、杀菌剂、堵漏剂、解卡剂、缓蚀剂、消泡剂、乳化剂、油基泥浆添加剂、无机添加剂、及其他类。 一、粘土类 1、膨润土: 含蒙脱石不少于85%,一般要求1吨膨润土至少能配制出粘度 15mPa.S的钻井液16m3,膨润土分钠膨润土和钙膨润土两种。钙膨润土需要加入纯碱转化为钠膨润土后方可使用(纯碱用量为钙膨润土的6%)。膨润土是水基钻井液的重要配浆材料。用来配制水基泥浆和提高其粘度和动切力。塔里木常用的是184团土和夏子街土,这两种均为钠膨润土,一般配制6-10% 的膨润土浆就能配得较高稠度的膨润土浆。配浆水要求为氯根小 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢2
于1000mg/L的淡水,配浆前还应根据水质检测的Ca2+、Mg2+含量加入适量的烧碱和纯碱来除去水中的Ca2+、Mg2+。 2、抗盐、耐高温黏土: 主要成分为海泡石、凹凸棒石、坡缕缟石等黏土矿物。抗盐黏土配制的钻井液,一般形成的泥饼质量不好,必须配合使用降滤失剂。主要用于盐水泥浆体系。 3、有机土: 用季铵盐类阳离子表面活性剂处理后制成的亲油膨润土。用于配制油基钻井液。 二、加重材料 1、重晶石: 重晶石是一种最普遍使用的泥浆加重材料,主要成分是粉碎得很细的硫酸钡(BaSO4)粉末, 纯净的重晶石为白色粉末状,工业产品因杂质不同而呈淡粉色、褐色、灰色、微黄色,密度4.2g/cm3,粒度97%能通过200目筛,符合API 13 A标准,用于提高水基或油基泥浆的密度,用于加重密度小于2.3g/cm3的钻井液。 2、石灰石粉: 石灰石粉是钻井泥浆、完井液、修井液可酸溶的加重材料,产品为白色粉末状,因杂质不同而略带微红和微黄色,粒度97%能通过200目筛,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢3
第二章钻井液体系 目前,国内常用的钻井液体系分为水基、油基和含气钻井液三大系列。水基钻井液因使用方便、配制简单、价格低廉、对环境污染较小而应用广泛;油基钻井液由于其良好的抗泥页岩水化膨胀缩径性能而主要应用于泥页岩水化缩径严重的区块和对油气层保护要求较高的井;含气钻井液主要用于钻易漏的低压底层。 上世纪90年代又成功发展出合成基钻井液、超低渗透钻井液和不渗透钻井液并在大量井现场应用中取得良好的效果。合成基钻井液对环境污染更小,并具有部分油基钻井液的特性,能很好的保持井壁稳定;超低渗透钻井液和不渗透钻井液在防止地层损害和提高油气井产量上有较突出的效果而得到较广泛的应用; 各种钻井液体系是人们在钻井液技术发展过程中不断实践创造和完善的,不要死记硬背,生搬硬套,而应该对其熟练掌握、灵活应用,并在解决所遇到的各种钻井液问题中不断总结,积累并不断的加以完善。 一、膨润土浆(坂土浆) 1、膨润土浆是常用的水基钻井液的基础结构,用于代替清水开钻,形成泥饼以加固上部地层井壁防止冲坏基础和防止井漏;也用于储备钻井液,在钻井过程中各种事故复杂处理后钻井液量不足时用于做配制钻井液的基浆。 2、常规膨润土浆配方: (1)钠膨润土:水+ 0.1-0.2%烧碱+ 0.2-0.3 纯碱+ 6-10% 钠膨润土 (2)钙膨润土:水+ 0.3-0.5%烧碱+ 8-12% 钙膨润土+ 纯碱(钙膨润土的6%)配置好水化24小时以后可加入0.1-0.3%的CMC-LV护胶降失水。 土是膨润土浆的基础结构,烧碱用于除去水中镁离子和调节膨润土浆PH值并促进膨润土水化,纯碱用于除去水中钙离子和促进膨润土水化;实际应用中,烧碱和纯碱的加量可根据配浆水中的钙镁离子含量来适当增减调节。 3、配置步骤 (1)清淘干净一个配浆罐,用清水清洗干净后装入配浆水(配浆水要求总矿化度小于1000mg/L)。 (2)软化配浆水:检测配浆水中钙镁离子含量,根据钙镁离子含量加入纯碱、烧碱除去配浆水中钙镁离子,软化水质,以提高膨润土的造浆率,使配制出的膨润土浆有较理想的粘度。 (3)室内小型实验,配制小样,检测小样性能。 (4)通过加重泵按实验合格的小样配浆,配浆前应用配浆水排替管线,配好后连续搅拌并用泵循环2-4小时,然后预水化24小时备用。 (5)如有必要,加入一定数量的护胶剂护胶,通常是加入0.1-0.3%CMC-LV或中小
国内外钻井液技术发展概述 (2012-05-2711:05:36)摘要:本文主要论述了国内外钻井液的发展状况及发展趋势,介绍了近年来国内外发展起来的16种新型钻井液技术,国内外钻井液技术仍以抗高温、高压、深井复杂地层的钻井液技术为主攻目标,指出了钻井液处理剂的发展方向是高效廉价、一剂多效、保护油气层、尽可能减轻环境污染,并寻求技术更先进、性能更优异、综合效益更佳的钻井液体系及钻井液处理剂。对钻井液技术发展进行了展望,由于深井、复杂井、特殊工艺井以及特殊储藏的开发、环境保护的重视,对钻井液完井液的要求越来越高,所以抗高温、高压、深井复杂地层、油气层保护仍是钻井液完井液技术发展的重要方向。 关键词:钻井液技术发展 一、国内外钻井液技术新发展概述 钻井液作为服务钻井工程的重要手段之一。从90年代后期钻井液的主要功能已从维护井壁稳定,保证安全钻进,发展到如何利用钻井液这一手段来达到保护油气层、多产油的目的。一口井的成功完井及其成本在某种程度上取决于钻井液的类型及性能。因此,适当地选择钻井液及钻井液处理剂以维护钻井液具有适当的性能是非常必要的。钻井液及钻井液处理剂经过80年代的发展高潮以后,逐渐进入稳定期,亦即技术成熟期。可以认为,由于钻井液及钻井液处理剂都有众多的类型及产品可供选择,因此现代钻井液技术已不再研究和开发一般钻井液及钻井液处理剂产品,而是在高效廉价、一剂多效、保护油气层、尽可能减轻环境污染等方面进行深入研究,以寻求技术更先进、性能更优异、综合效益更佳的钻井液及钻井液处理剂。 1.抗高温聚合物水基钻井液 所使用的聚合物在其C-C主链上的侧链上引入具有特殊功能的基团如:酰胺基、羧基、磺酸根(S03H)、季胺基等,以提高其抗高温的能力。不论是其较新的产品,如磺化聚合物P OLYDRILL,或早己生产的产品如S.S.M.A.(磺化苯乙烯与马来酸酐共聚物)均是如此,并采取下列措施:
聚 乙 烯 醇 在 钻 井 液 中 的 应 用 班级:10油田化学三班 姓名:李涛涛
聚乙烯醇,英文名称2: polyvinyl alcohol,viny)alcohol polymer,poval,简称PVA,分子式: [C2H4O]n 摘要:主要讲述了聚乙烯醇胶乳对油井水泥浆的失水、稠化性能、游离水和水泥石抗压强度等参数的影响。结果表明,胶乳加量增大时,油井水泥浆的失水量迅速变小,稠化时间延长,初始稠度减小,游离水得到有效的控制,水泥石的抗压强度减小而柔性增大。试验证明,聚乙烯醇胶乳通过成膜、吸附、水化等作用能有效地控制油井水泥浆的液相运移情况,调节其稠化性能,改善水泥石的物理力学性能。自行设计了一套测定水泥石胶结强度的装置,实验证明所提出的测定方法是可行的。 首先聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性聚合物,分子中有大量的羟基存在。因此,可以把它作为油井水泥降失水剂的原料。文章研究了在不同的聚合度和醇解度的PVA作为油井水泥降失水剂的滤失性能,研究发现PVA17-88是以PVA作为油井水泥降失水剂的最好原料。并对PVA17-88作为油井水泥降失水剂与分散剂和消泡剂的配伍性、耐温、抗盐以及水泥浆的综合性能进行了系统的研究。 高分子聚合物材料作为油井水泥外加剂在油田固井工程中的应用,其地位日益突出,对提高固井质量起到了重要的作用.该文较详强的介绍了固井工程与油井水泥外加剂的关系以及相关的概念,综述了前人的研究成虹,研制出了新型聚合物胶乳水泥体系,同时设计了相应的特种实验仪器.该文重点研究了水溶性聚合物-聚乙烯醇作为油井水泥外加剂的一些行为特征,同时研究了配套组分对聚合物水泥浆体系的性能影响.聚乙烯醇水溶液与硼砂在碱性条件下交联是该文 研究应用的最基本原理之一,聚乙烯醇与硼砂交联形成了一定的网状结构,加入的有机酸组分参加进一步的交联,使之形成了立体柔性的网状交联结构,这种结构吸附到水泥颗粒上,阻碍和束缚了水泥浆中自由水的运移,同时这种交联吸附性质使水泥浆体系在压差作用下能够在滤失界的目的,减少了水泥石的表观和 内部体积由于失水而造成的收缩,同时也对地层流体的外窜起到了封堵作用,保证了水泥浆在井下的正常凝固.另外聚乙烯醇与其他组分的配合作用,使水泥浆体系还具备了"直角稠化","零自由水"和剪切稀释等特性.该文发展了油田固井工程中的防窜理论,在水泥外加剂的研究方面达到了一个新的水平.在现场试验和推广应用过程中为解决大庆油田的高压层固井、水平井固井,地矿部浅气层固井和渤海海上深层气层固井问题起到了重要作用. 聚乙烯醇用作石油及天燃气钻井、固井过程中的降失水添加剂增强水泥浆保水作用防止水泥浆在渗透性地层中先期脱水,对缓凝时间和抗压强度影响小,并有效防止气窜用作石油及天然气钻井过程中的防塌添加剂,能有效阻止钻井液滤液浸入泥页岩,从而达到防止井壁失稳甚至井壁坍塌的作用聚乙烯醇的抑制防塌性能是长久有效。聚乙烯醇等是我国近年来研究应用最广的堵水调剖剂,包括合成聚合物、自然改性聚合物、生物聚合物等。它们的共同特点是溶于水,在水中有优良的增粘性,线性大分子链上都有极性基团,能与某些多价金属离子或有机基团(交联剂)反应,天生体型的交联产物冻胶,粘度大幅度增加,失往活动性和水溶性,显示较好的粘弹性。 聚丙烯酰胺的大量应用,给化学堵水调剖技术开创了新局面。将聚丙烯酰胺水解后溶于水,混进甲醛或306树脂(多羟基的三聚氰胺酰化物),在酸性条件下,缩聚天生冻胶。本剂适合层间或层内纵向渗透率差异较大但油层无裂缝