238钻井液用桥塞堵漏剂技术要求

Q/SYCQZ 川庆钻探工程有限公司企业标准

Q/SYCQZ 238—2009

钻井液用桥塞堵漏剂技术要求

及试验方法

2009-07-27发布2009-08-27实施川庆钻探工程有限公司发布

目次

前言 (Ⅱ)

1 范围 (1)

2 规范性引用文件 (1)

3 要求 (1)

4 试验方法 (1)

5 检验规则 (2)

前言

对同类产品制订统一的试验方法和判定规则，以便客观、公正的评价产品质量。《钻井液用桥塞堵漏剂技术要求及试验方法》就是依据上述原则而制订的。经查，目前尚无国家标准、行业标准、地方标准。根据《中华人民共和国标准化法》的规定，特制定本标准作为产品检验的依据。

本标准主要技术指标和试验方法是参照了SY/T 5840—2007 《钻井液用桥接堵漏材料室内实验方法》等，并结合我公司实际情况而确定的。

本标准按GB/T 1·1—2000《标准的结构和编写规则》，GB/T 1·2—2002《标准中规范性技术要素内容的确定方法》进行编写和表述。

本标准由川庆钻探工程有限公司提出。

本标准由川庆钻探工程有限公司批准。

本标准由川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院起草。

本标准由川庆钻探工程有限公司钻井专业标准化技术委员会归口。

本标准起草人：舒昌建、张坤、熊兴禄、施恩刚、李道芬。

II

钻井液用桥塞堵漏剂技术要求及试验方法

1 范围

本标准规定了钻井用桥塞堵漏剂使用的技术要求、试验方法和检验规则。

本标准适用于钻井用含果壳、颗粒、纤维和片状物等混合而成的桥塞堵漏剂。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成的协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 6682—2008 分析实验室用水规格和试验方法

SY/T 5490—1993 钻井液试验用钠膨润土

SY/T 5840—2007 钻井用桥接堵漏材料室内试验方法

Q/SYCQZ 032—2008 油田化学剂抽样实施细则

3 技术要求

技术要求见表1。

4试验方法

4.1 仪器与设备

4.1.1天平：分度值0.01 g，0.0001 g；

4.1.2 电热干燥箱：控温灵敏度（105±2）℃；

4.1.3 电动搅拌器：转速为（0～4000）r／min；

4.1.4 堵漏材料装置：QD-2型或同类产品；

4.1.5 水泥浆流动试验环：Φ65mm×35mm×60mm；

4.1.6 流动板；

4.1.7 实验室常用仪器。

4.2 试剂与材料

4.2.1 钠膨润土：应符合SY/T 5490—1993的规定；

4.2.2 气源：氮气瓶，并配有压力表和调压阀；

Q/SYCQZ238—2009

4.2.3 蒸馏水：应符合GB/T 6682—2008的规定。

4.3 试验程序

4.3.1 水分

按SY/T 5840—2007 中3.3.1的规定进行。

4.3.2 堵塞能力

4.3.2.1 基浆：量取5000 mL蒸馏水，在电动搅拌器搅拌条件下加入膨润土350.0 g，累计搅拌1 h，室温下放置24 h备用。基浆表观粘度应在15 mPa·s～25 mPa·s。

4.3.2.2 试验浆：在基浆中加入试样，（I型400.0 g、II型、III型600.0 g）搅拌30 min，静置30 min，再搅拌5 min。

4.3.2.3 按I型用2 mm、II型用5 mm、III型用8 mm的漏缝试验要求，将所需的缝板接头连接在堵漏材料装置上。

4.3.2.4 量取4000 mL配制好的试验浆注入堵漏材料装置罐中，旋紧罐盖，连接加压管线，静置5min。打开排放口观察有无试验浆流出。试验浆流出量5 min大于500 mL，应检查原因后重新实验。当流出量小于500 mL时，则打开气源加压，先加0.7 MPa压力，观察漏失情况，稳定后每间隔2 min增加0.5 MPa压力，直到将压力增加至4 MPa，稳压30 min，记录流出液体积和稳定时所加压力。该压力大小即为堵塞能力。

4.3.3 流动度

4.3.3.1 量取400 mL 4.3.2.2配制好的试验浆装入高温罐中，旋紧杯盖，放入恒温箱中在（120±2）℃条件下恒温2 h。

4.3.3.2 用湿布擦净水泥流动试验环及流动板，使之处于润湿状态，但不应带水珠。

4.3.3.3 将恒温后冷却至室温的密闭容器打开，用电动搅拌器将试验浆搅拌2 min，同时调温至（25±3）℃，立即注入流动环至满，刮平。将水泥流动环按垂直方向迅速提起，待试验浆摊开静止后，用直尺量取其最大直径和最小直径，取其平均值作为试验浆流动度，单位mm。

5 检验规则

5.1 按Q/SYCQZ 032 —2008的规定抽样，抽样总量不少于2kg。

5.2 采集的试样经充分混合后分为两份，分别装入洁净、干燥的瓶中，盖好瓶盖，贴上标签，标签上应填写抽样日期、抽样人、生产厂名及出厂批号，一瓶送交检测，一瓶保留三个月已备仲裁

5.3 当产品有一项技术指标不符合表1规定时，应对其进行复检，复检结果仍不符合表1规定时，则判该产品为不合格。

川庆钻探工程有限公司

钻井液用桥塞堵漏剂技术要求及试验方法

编制说明

一、任务来源与背景

对同类产品制订统一的试验方法和判定规则，以便客观、公正的评价产品质量。该标准就是依据上述原则而制订的。

二、技术要求和方法的确定

本标准是产品类别标准，结合川庆公司钻井现场常用的该类处理剂的使用要求，本着持续改进，持续提高的原则，结合具体情况，我们开展了桥塞堵漏剂标准修订的有关验证试验，从而确定了本标准的技术指标及试验方法。

验证试验内容如下。采用QD-2型堵漏材料装置，测试试验浆在不同漏缝条件下的承压能力。试验结果见表2。

表2 钻井用桥塞堵漏剂验证试验结果

二、编写标准的依据

本标准按GB/T 1.1-2000《标准的结构和编写规则》和GB/T 1.2-2002《标准中规范性技术要素内容的确定方法》的要求进行编写。

安全环保质量监督检测研究院标准会审意见汇总表

标准名称：钻井液用桥塞堵漏剂技术要求及试验方法

负责起草单位：川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院主要起草人：舒昌建

钻井液配方材料性能

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%。

钻井井漏防漏堵漏技术规范-7.20

钻井井漏预防与堵漏技术规范 冀东油田钻井施工中发生的井漏既带有明显的区域性，又具有明显的地层特点。在钻井施工中，规范操作，严格落实钻井施工技术措施，减少人为因素造成的井漏；对于漏失层，要“以防为主，以堵为辅，防堵结合”，需要针对不同的漏失特点，采取相应的堵漏材料和堵漏方法，降低井漏对钻井施工的影响。 一、钻井井漏的预防 （一）管理措施 1、优化井身结构设计及技套下入方式，减少井漏对定向井仪器和钻具安全的影响。 2、针对断层、欠压层等易漏地层，优化井眼轨迹控制与监测方式。揭开潜山面前，简化钻具组合，降低定向井仪器、钻具安全风险。 3、及时沟通协调，进入断层、漏层前，现场地质施工小队做好井漏提示；出现新问题、新情况时做好与相关部门的沟通与交流，在实现地质目的的前提下，考虑提前完钻，减少油层污染。 4、根据工程地质设计提示，参考邻井施工情况，提前制定针对性的防漏堵漏措施，现场要按设计储备足堵漏材料，对于周边凸起的井，需要另外储备石棉绒、核桃壳、凝胶堵漏剂等。 5、加强坐岗制度的落实，密切监测泥浆液面变化，出现异常及时汇报并采取相应处理措施。 （二）钻进过程中预防措施

1、明化镇地层钻进，钻速很快，应适当控制钻速，或者每打完一个单根，划眼1～2次，延长钻井液携带岩屑时间。 2、明化镇地层钻进，采用低粘、低切、强抑制钻井液性能，适当控制钻井液的滤失量，采用合理的排量，如215.9mm井眼，合理的排量应该为30-32 L/s，落实好短起下措施。 3、明化镇地层钻进，搞好钻井液固控工作，使用好离心机，及时清除劣质固相，降低钻井液密度，防止钻井液密度自然增长。 4、需要提高密度时应首先把基浆处理好，先在井浆中加入足量的磺化沥青、超细碳酸钙和单封等，以提高地层承压能力，循环两周后，才能逐渐加重。严格执行加重程序，每周只提高0.02g/cm3，使易漏层井壁对钻井液液柱压力有一个逐渐适应的过程。 5、钻穿易漏失地层前，在钻井液中加入堵漏剂，加量为8-14kg/m3，封堵细小裂缝和孔洞。易漏井段须注意更换适当的振动筛筛布。 6、使用高密度钻井液在小井眼中钻进时,?在保证能够悬浮加重剂的前提下应尽可能降低钻井液的动切力和静切力，以减少环空流动阻力。 （三）工程技术措施 1、在钻井液粘切较高、静止时间较长的情况下,?控制钻具下放速度，下钻时应分段循环，每次开泵都要先小排量后大排量，先低泵压后高泵压，同时转动钻具破坏钻井液结构力，防止憋漏地层。 2、如下部有高压层，上部有低压层，又不可能用套管封隔时，

常用钻井液处理剂及作用

常用泥浆药品及作用 一、聚合物类 1、聚丙烯酰胺（PAM） 作用：主要用来絮凝钻井液中过多的粘土细微颗粒及清除钻屑，从而使钻井液保持低固相，它也是一种良好的包被剂，可使钻屑不分散，易于清除，并有防塌作用。 2、聚丙烯酸钾（K-PAM） 作用：主要用来抑制页岩中所含粘土矿物的水化膨胀和分散而引起的井塌。 3、螯合金属聚合物（CMP）作用：用来提高聚合物体系粘度兼防塌作用。 4、钻井液用成膜树脂防塌剂（BLC-1）作用：用来控制聚合物体系失水，增加润滑性从而达 到防塌的目的。 5、高粘乙烯基单体共聚物防塌降失水剂（BLA-MV） 作用：用来控制聚合物体系失水，提高粘度，封堵页岩孔隙从而达到防塌的目的。 6、增粘降失水剂（KF-1） 作用：用来提高聚合物体系液相粘度，提高泥浆的携带岩屑能力。 7、非极性防卡润滑剂（BLR-1） 作用：主要用来提高钻井液体系的润滑性，降低摩阻系数，增加钻头的水马力以及防止粘卡。 二、细分散类作用：主要用来配制原浆，亦有增加粘切、降低滤失的作用。 1、羧甲基纤维素钠盐（CMC） 作用：主要用来促进钻井液中粘土颗粒网状结构的形成，提高粘度，降低失水。 2、烧碱(NaOH) 作用：调节钻井液PH值，促进白土水化分散。 4、纯碱（Na2CO3） 作用：调节钻井液PH值，促进白土水化分散,沉降钻井液中过多的钙离子。 5、防塌润滑剂（FT-342或FT-1）作用：防塌，改善钻井液的流动性和泥饼质量。 6、硅氟防塌降虑失剂（SF）作用：防塌降失水，改善钻井液的流动性和泥饼质量。 7、封堵护壁增粘剂（改性石棉）（SM-1）或（XK-1）作用：提高低固相钻井液的动切力。 8、硅氟稀释剂(SF-150) 作用：主要用作稀释改善细分散钻井液体系的流动性 三、堵漏剂 1、单向压力封堵剂（DF-A）作用：主要用作渗透性漏失地层的堵漏。 2、综合堵漏剂（HD-I、II）作用：主要用作裂缝性漏失地层的堵漏。 3、桥塞堵漏剂（QD-I、II）作用：主要用作裂缝性漏失地层的堵漏。 四、加重剂 1、石灰石粉（CaCO3） 作用：主要用来提高钻井液的密度，以控制地层压力，防塌防喷。可用来配制密度不 超过1.30g/cm3的钻井液。 2、重晶石粉（BaSO4） 作用：主要用来提高钻井液的密度，以控制地层压力，防塌防喷。可用来配制密度 2.00g/cm3以上的钻井液。 常见膨润土浆配方

各种泥浆处理剂性能简介

各种泥浆处理剂性能简介 1、磺化褐煤（SMC） (1)、产品简介：磺化褐煤（SMC）是褐煤腐植酸的衍生物，是褐煤在磺化剂、适当温度等条件下合成制得的，其外观性状为棕黑色粉末，是一种能耐200℃～220℃高温的淡水钻井液的降粘剂和滤失量控制剂，是一种廉价、高效的泥浆处理剂。 (2)、性能及用途：磺化褐煤（SMC）主要用于石油、地质勘探钻井。在钻井泥浆中具有明显的降滤失和抑制降粘作用,本产品可直接加入各种水基钻井液体系中，多与腐植酸钾、褐煤树脂、磺化酚醛树脂等处理剂配合使用。一般加量为2.0-3.0%。理化指标项目指标外观黑褐色粉末干基腐植酸，% ≧45.0 干基全铬，% ≧1.70 水分，% ≦15.0 钻井液性能项目指标在24℃±3℃下测定经200℃，16H养护后（24±3℃）下测定基浆￠100的粘度，MPa.s 45-46 85-140 表观粘度，MPa.s 14-20 22-40 动切力,pa 7-12 12-15 Lmin 静切力 7-12 9-13 基浆加 SMC 滤失量，ml 15-18 15-19 ￠100的粘度，MPa.s ≦10 ≦15 表观粘度，MPa.s ≦8 ≦12 动切力，pa ≦1 ≦3 Lmin静切力,Pa ≦3 ≦1 滤失量，ml ≦10 ≦11 2、K31 (1) 组份：由硝基腐植酸钾、特种煤焦树脂、三烃甲基酚与磺化石蜡等复配而成。特征：外观为黑色粉末，易溶于水，水溶液呈碱性。质量指标：项目指标硝基腐植酸含量，％≥ 30.0 水份，％≤ 15.0 PH 值 8-9 钾含量（干基），％≥ 8.0 水不溶物，％≤ 20.0 (2)用途：本品为一种腐植酸类页岩抑制剂，具有抑制页岩水化膨胀作用，并具有降粘和降滤失的功效，适用于淡水钻井液，抗温可达180℃。 (3)用法用量：直接将本品加入泥浆中搅拌溶解，用量：1-3％。 3、水解聚丙烯酰胺钾盐（K-PAM）： （1）、产品性能：该品易深于水，水溶液呈弱矸性，用作钻井液处理剂，具有较强的的抑制粘土和钻屑分散能力，良好的抗温、抗盐性能和一定的降滤失能力，能有效的控制地层造浆，防塌效果好，有利于油气层的发现与保护。可用于淡水、盐水、饱和盐水钻井液及不同相对密度的水基钻井液体系。 4、褐煤树脂（SPNH）：本品是一种耐温抗盐的钻井液处理剂，为黑色粉末，易溶于水，水溶

钻井液常用处理剂的作用机理(一)概要

钻井液常用处理剂的作用机理（一） 钻井液处理剂用于改善和稳定钻井液性能,或为满足钻井液某种性能需要而加入的化学添加剂。处理剂是钻井液的核心组分，往往很少的加量就会对钻井液性能产生很大的影响。钻井液原材料和处理剂的种类品种繁多，为了使用和研究方便将按其功能进行分类。 根据2006年API钻井液处理剂分类方法，将钻井液处理剂分为降滤失剂、增粘剂、乳化剂、页岩抑制剂、堵漏材料、降粘剂、腐蚀抑制剂、表面活性剂、润滑剂/解卡剂、加重剂、杀菌剂、消泡剂、泡沫剂、絮凝剂、除钙剂、pH控制剂、高温稳定剂、水合物控制剂。共计18类。其中润滑剂/解卡剂合并，另外增加了水合物控制剂 我国钻井液标准化委员会根据国际上的分类法，并结合我国的具体情况，将钻井液配浆材料和处理剂分为16类，分别为粘土类、加重剂、碱度控制剂、降滤失剂、降粘剂、增粘剂、页岩抑制剂、絮凝剂、润滑剂、解卡剂、杀菌剂、缓蚀剂、乳化剂、堵漏剂、发泡剂、消泡剂。 这16类处理剂所起的作用不同，但在配制和使用钻井液是，并不同时使用这些处理剂，而是根据现场需要选择其中的几种。下面对这16种处理剂进行介绍。 1 粘土类 粘土的本质是粘土矿物。粘土矿物是细分散 的含水的层状硅酸盐和含水的非晶质硅酸盐矿 物的总称。粘土矿物是整个粘土类土或岩石的性 质，它是最活跃的组分。晶质含水的层状硅酸盐矿物：高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石等；含水的非晶质硅酸盐矿物：水铝英石、硅胶铁石等。 1.1 粘土矿物的两种基本构造单元 1.1.1 硅氧四面体与硅氧四面体晶片 硅氧四面体：有一个硅原子与四个氧原子，硅原子在四面体的中心，氧原子在四面体的顶点，硅原子与各氧原子之间的距离相等，其结构见右图。 图1硅氧四面体结构 硅氧面体晶片：指硅氧四面体网络。硅氧四面体网络由硅氧四面体通过相临的氧原子连接而成，其立体结构见右图。 图2 硅氧四面晶片结构图 1.1.2 铝氧八面体与铝氧八面体晶片

弹性孔网堵漏技术

（1）堵漏机理 ①架桥封堵，降低封堵层渗透率：弹性孔网堵漏材料可在井底压差作用下挤入裂缝，适应不同开度地层裂缝（自适应性），在裂缝处形成一个过滤网，同时起到骨架支撑的作用，变缝为孔，降低裂缝封堵层渗透性，降低漏失速率；； ②捕集作用：弹性孔网材料易于捕获其他类型堵漏材料，形成三维立体封堵隔墙（层），提高堵漏材料在裂缝中的滞留能力，提高堵漏成功率； ③提高封堵层承压能力：填充材料在过滤网中不断堆积，封堵域较长，大量弹性孔网堵漏材料封堵隔墙协同作用，承担外部载荷，提高了封堵层的致密承压能力。 （2）堵漏剂配方 基于新研选的弹性孔网堵漏材料，协同其他不同类型刚性颗粒、弹性颗粒、纤维类堵漏材料等不同类型防漏堵漏材料，借助长裂缝封堵模拟实验装置，室内开展长裂缝封堵评价实验，优化形成不同开度裂缝的堵漏剂配方。 开度2×1mm楔形长裂缝的堵漏剂配方，具体配方为：4%GDJ-2 + 1%RDJ-2 + 3%GDJ-3 + 1%RDJ-3 + 3%GDJ-4 + 1%RDJ-4 + 2%GDJ-5 + 0.2% RDJ+0.08%EMM。 表1 楔形长裂缝复合封堵实验配方（2×1mm）

表2 楔形长裂缝复合封堵实验结果（2×1mm） （3）现场应用 高弹性孔网式堵漏剂采用具有抗高温、易变形的高弹性孔网材料作为骨架材料，能有效进入漏层内部形成架桥。填充材料选择强吸附性材料，可对网格孔隙进行有效填充。该堵漏剂全部采用惰性材料配制而成，可在漏点快速形成堵层封堵漏失，适应深部地层漏失的堵漏。2019年研制成功并生产高弹性孔网式堵漏剂20吨，在四川元坝701井、威页35-4HF井、威页35-7HF和双34-55H2井成功进行了现场堵漏试验。试验的成功表明该堵漏剂产品对裂缝性漏失切实可行并具有独特的技术优势。 元坝701井于2019.5.4下午16:30钻至自流井组东岳庙段2834.76米，发现漏失，漏速24m3/h；期间共漏失钻井液72方，20:30泵入高弹性孔网堵漏浆20方；起钻10柱正常循环，未见漏失，一次性堵漏成功。对比临井元坝7井发生过10余次井漏，多次堵漏，漏失泥浆几百方，该堵漏剂产品对裂缝性漏失切实可行。

钻井液处理剂类型及钻井液配方用途综述

钻井液处理剂类型及钻井液配方用途综述 一处理剂类型和作用 1、人工钠土 我国钙搬土资源非常丰富，我们的科研人员研制成人工钠搬土，建立了生产车间生产流水线，将钙搬土加工活化变成完全符合标准的钠搬土，其性能已能赶上美国商品土的指标，如表l所示。现在已经投产可以大量供应商品土，价格比国际市场价格低廉。比用钙土粉在现场改性价格便宜而性能优越。如表2所示： 表1 国家粘度计读数 R600 动塑比 YP／PV API失水 FL API规范>30 <3 <13.5 MIL GEL(美) 53.4 1.64 12.4 MAGCO GEL(美) 118.6 3.6 12.6 KONIGE一3V(日) 59 1.8 12.3 中国NaViL 50 1.7 9.5 (注：动塑比及失水为更重要的指标) 表2 产地 搬土类型粘度计读数 R600 视粘度 AV 动塑比 YP／PV 失水量 FL 山东钙土加碱23.6 11.8 1.36 15.4 高阳人工钠±30.6 15.3 2.36 10 山东钙±加碱 20.6 10.3 1.38 18 付马营人工钠土5O 25 1.70 9.5

我国还有极为丰富的海泡土及凹凸棒土资源，经加工其成品质量已达到标准。这两种土可用于高温地热井，盐类地层钻井及海上钻井。 2，润滑剂： 金刚石钻进使用的润滑剂，除使用传统的皂化溶解油，太古油外，还有癸脂酸钠，松香酸钠等，如：RY特效润滑剂，是当前使用较理想的金刚石钻探润滑剂，属于阴离子表面活性剂。 3、聚丙烯酸盐类处理剂： 不分散低固相泥浆中采用的一种双作用的泥浆处理剂～选择性絮凝剂：对无用固相絮凝，而对有用固相增效。理想的选择性絮凝是不易达到的。但是我们选用聚丙烯酸盐类处理剂，在钻探实践中收到良好的技术经济效益。具有流变性好、防塌，润滑性好等优点。其中： 部分水解聚丙烯酰胺（PHP）：本产品为白色或淡黄色粉末，水溶性好，能抑制泥页岩的水化作用和提高钻井液的粘度，是钻井液用强力包被剂。 水解聚丙烯腈胺盐(NH4-HPAN)：是一种钻井液用降滤失剂；含有-COOH、-COONH4、-CONH2、-CN等基团，分子量在10000～50000之间，有降低高压差失水的特殊功能和良好的热稳定性，能改善钻井液流变性，抑制粘土水化分散，具有一定的抗盐能力；由于NH4在页岩中的镶嵌作用，具有一定的防塌效果聚丙烯晴钠盐(HPAN)：优良的降失水剂，能大幅度低失水而粘度效应很小，反絮凝作用小，能与PHP配合使用，抗盐、抗钙能力强，可作用海水，饱和盐水泥浆的降失水剂、且热稳定性好，可作高温降失水剂， 聚丙烯晴钙盐（CPAN）：为腈基、酰胺基、羧钙基、羧钠基等共聚物。主要用于不分散低固相聚合物钻井液的降滤失剂，并能改善泥饼质量，抗温、抗钙、盐污染及改善流型等作用。 磺化聚丙烯酰胺（SPAM）为磺化体，具有耐温、降失水、减阻作用，降摩擦效果良好。广泛用作煤田、油田钻井的降失水剂和油田防塌剂。在现场应用中可解决其它泥浆类型未能解决的坍塌、掉块及局部黄铁矿高离子污染的问题 4、纤维素类 羧甲基纤维素钠(CMC)：有高粘、中粘，低粘不同品种。高粘CMC主要用于增粘，而中粘、低粘CMC用于降失水。

第十一章 钻井液材料和添加剂上课讲义

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

钻井液处理剂作用原理-蒲晓林

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

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

复合堵漏剂的七大配方比例

复合堵漏剂的七大配方比例 1：自防水复合堵漏剂，属于工程材料领域，其由以下组分按重量份混合而成：硫铝酸盐水泥２０－８５份，铁铝酸盐水泥５－２６份，铝质材料５－２０份，石膏类３－１０份，微膨胀组分２－１０份，凝结时间调整剂０－５．０份，促硬剂０－５．０份，塑化剂０－１．０份，以及粘接剂０－３．０份。本发明组配的复合堵漏剂具有快速堵漏、遇水膨胀、渗透结晶、细微裂缝自愈合以及永久防水的特点，能有效解决已发生渗漏的混凝土结构的止水堵漏问题。 一种自防水堵漏剂，其特征在于：由以下主要组分按重量份数比混合而成：硫铝酸盐水泥２０－８５，铁铝酸盐水泥５－２６，铝质材料５－２０，石膏类３－１０，微膨胀组分２－１０，凝结时间调整剂０－５．０，促硬剂０－５．０，塑化剂０－１．０，以及粘接剂０－３．０。 2：快速长效防水堵漏剂，属填充浆料，主要用于深井、涵洞及建筑物的上下水道等防水堵漏。其特征是该堵漏剂由阳离子氯丁胶乳、表面活性剂、碱性硅酸盐和水按一定的比例相混合而成。具有配方和制备工艺都很简单，原材料易得，无任何污染和毒副作用，使用方便，用途广泛，与水泥混合使用约四秒钟即可凝固，半小时即固化坚硬并和被堵的原基础形成一体，比水泥砂浆原基础的使用寿命还长等优点。 一种快速防水堵漏剂，其特征在于该堵漏剂按重量比由阳离子氯丁胶乳１－２％，表面活性剂１－２％，碱性硅酸盐５０－７０％和水２５－４５％组成。 3：止水堵漏材料，其配方为高铝水泥熟料７０－８０％、石灰０．２－１．０％、碳酸锂０．０１－０．０５％、明矾石５－１５％、石膏１０－２０％。将上述原料混合粉磨至比表面积〉４００平方米／公斤即成。本发明具有凝结硬化快、小时强度高、膨胀不收缩、止水性能好等优点。 一种快速堵漏剂，其特征在于所述的快速堵漏剂配方为：高铝水泥熟料：７０～８０％石灰：０．２～１．０％碳酸锂：０．０１～０．０５％明矾石：５～１５％石膏：１０～２０％其中所述高铝水泥熟料的标号要大于或等于５２５号，石灰中ＣａＯ含量＞９０％，所述碳酸锂的纯度＞９８％，石膏中ＳＯ↓［３］＞４５％，Ｈ↓［２］Ｏ↑［＋］＜５％，明矾石中Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］＞１２％，ＳＯ↓［３］＞１３％，所述的快速堵漏剂的比表面积＞４００ｍ↑［２］／ｋｇ。 4：一种无机快速堵漏剂及其制备方法，它是由氟铝酸钙的重量含量为８０％～９０％的矿物与硬石膏或二水石膏混合磨细制成的。本发明首次采用以氟铝酸钙（Ｃ↓［１１］Ａ↓［７］.ＣａＦ↓［２］）为主要成份的矿物作为堵漏剂，利用Ｃ↓［１１］Ａ↓［７］.ＣａＦ↓［２］在硫酸钙参与的情况下可迅速形成钙矾石，具有快凝快硬和微膨胀的特点制作堵漏材料；所得产品较之传统堵漏材料凝结硬化更快，小时强度更高，微膨胀性能更好；且该产品可广泛用于市政工程、水下工程、地下工程、隧道工程、渠道工程、水塔、管道及屋面的

堵漏技术方案

礁石坝水平井储层防漏堵漏技术方案 近期，礁石坝页岩气水平井三开油基钻井液钻井过程中，频繁发生漏失，增加钻井成本。针对漏失情况，结合礁石坝页岩气成藏机理及地质特征，以及油基钻井液防漏堵漏技术难点，对礁石坝页岩气水平井储层漏失原因进行分析，制定防漏堵漏技术方案。 一、原因分析 1、构造边缘裂缝发育； 2、安全密度窗口窄，工程作业造成井底压力变化造成井漏； 3、溢流压井过程中导致漏失； 4、油基钻井液滤饼不致密，不能满足裂缝发育地层封堵； 5、堵漏材料粒径级配不合理，与油基钻井液的配伍性不好，形成封堵层不致密。 二、技术方案 总体原则：以防为主，防堵结合。 （一）防漏措施 1、进入产层前，钻井液中添加防漏材料，配方：4%以上超细碳酸钙（600:1250目＝1:2）、1%~2%球状凝胶、0.4%~0.5%膨胀石墨（325目）、1～2%纤维封堵剂； 2、在钻井过程中，如果循环消耗量大于0.5m3/h，在钻井液中增加纤维、凝胶材料用量，保证防漏材料用量不低于10%； 3、钻井液密度尽量采用设计下限，保持近平衡压力钻井； 4、下钻至目的层，控制下钻速度，每柱下放时间不能少于30s，防止激动压力过大压漏地层；

5、下钻过程中采用分段循环，开泵要缓慢，排量由小到大，以避免因瞬时激动压力过大而引起井漏； 6、控制起钻时加重塞重浆量，避免引起钻井液密度波动。（二）堵漏措施 1、漏失量大于1m3/h，采取随钻堵漏，在钻井液中添加1～3%石棉短绒和2～5％细复合堵漏剂，振动筛筛布目数采用40或60目； 2、若随钻堵漏无效，采用桥塞堵漏，按以下配方配制堵漏浆10～15m3，泵入井底采用间歇挤注方式堵漏，控制压力不超过4MPa。 配方1：2％~5%核桃壳（0.5~1mm）+2％~5%细复合堵漏剂+3％~5%随钻堵漏剂+2％~5%石棉短绒 配方2：2％~5%核桃壳（0.5~1mm）+2％~5%细复合堵漏剂+3％~5%随钻堵漏剂+2％~5%石棉短绒+2％~5%凝胶+2％~4%橡胶颗粒（0.5～1mm） 3、漏失严重和失返性漏失，配制高浓度桥塞堵漏浆，泵入井底挤注或静止堵漏。 配方：2％~5%核桃壳（1~3mm）+5％~8%复合堵漏剂+2％~5%石棉绒＋2％~5%凝胶（2～5mm）+2％~4%橡胶颗粒（1～3mm）+2％~5%片状堵漏材料 （三）其他 1、溢流情况下防漏措施 （1）钻井过程中发生溢流，立即关井，测量钻井液当量密度； （2）在钻井液中增加防漏材料浓度（执行堵漏措施第一条），节流并循环排气； （3）节流压井按循环周加重，每循环周密度增加量不能超过

HHH堵漏剂在冀东油田的应用

HHH堵漏剂在冀东油田的应用 摘要：冀东油田部分层位漏失情况非常厉害，常规堵漏剂堵漏效果差，严重影响了钻井工作的正常进行。为了更好的控制漏失，提高钻井速度，技术人员引进了HHH堵漏剂，该堵剂应用工艺简单，效果明显。关键词：馆陶组控制漏失堵漏效果 HHH堵漏剂工艺简单1 前言 1.1 HHH堵漏剂适用范围及选择方法 HHH堵漏剂（以下简称HHH）高失水堵漏技术适用范围较广，它适用于不同井深、产层或非产层及不同的漏失通道，对于大漏、中漏、小漏、微漏等不同漏速井漏，均可以通过一定的工艺，实现堵漏。 可优先选择使用高失水堵漏技术[ 1]的条件通常是：防止损害产层的堵漏、原钻具带钻头防止堵水眼的堵漏施工、裸眼中无水敏性地层、桥堵后容易“回吐”的漏层、对漏层裂缝性质（如张开度）认识不清的堵漏、漏层位臵相对较清楚的井漏等，也可用于随钻堵漏、与桥接材料复配堵漏等堵漏施工。 1.2 HHH堵漏剂堵漏参数的确定 HHH高失水堵漏工艺需要确定的技术参数主要有：高失水堵漏浆液的浓度、高失水堵漏剂的密度、高失水堵漏浆液的数量、钻具的下入深度、注替挤排量、蹩压压力等，HHH高失水堵漏参数如下：携带液通常用清水或盐水，直接加入HHH配制；堵漏浆浓度5%～40%；密度通常与井浆一致，浓度大于25%可采用加重剂直接加重即可；流动度以泵送为原则；堵漏剂配制数量按照具体漏失情况在20～

50m3；钻具的下入深度根据具体情况，一般在漏层顶部10～50m位臵；注替挤排量一般根据具体情况采用单泵或双泵；蹩压压力以承压能力提高程度而定，一般小于5MP。 与桥接剂复合堵漏时，在HHH浓度大于15%情况下可作携带液；在渗透性微漏或小漏失中，HHH可作为随钻堵漏剂使用。 1.3 不同漏速时HHH高失水堵漏剂的使用方法及推荐使用浓度（表1） 2.HHH室内评价及现场应用 2.1 HHH的特性及室内实验评价 HHH是一种高效堵漏剂，它具有高失水、高强度、高酸溶三大特点，也就是“三高”。在冀东油田首次应用，为了更好得了解该堵剂的性能，清楚该堵剂在应用过程中可能出现的问题，技术人员在实验室做了以下实验进行室内评价。 实验一：在纸杯中放入清水和一定量的HHH堵剂，不断搅拌，滤液可以渗出纸杯，且一旦停止搅拌，堵剂迅速下沉，沉降很快； 实验二：在160°C，21MP环境下，35%浓度的堵浆在13.5小时下浆体模块呈松糕状，无强度，但随着时间的推移，失水越来越多，强度越来越高； 实验三：将此块状固体切成小块后，放入15%的盐酸中，15分钟

钻井液处理剂成分

1、降滤失剂(Filtrate Reducers) 用来降低钻井液的滤失量，如膨润土、褐煤、CMC、PAC、预胶化淀粉等。 2、增粘剂(Viscosifiers) 用来提高粘度以保证钻井液的更好的井眼清洁能力和悬浮固相能力，包括膨润土、CMC、PAC、凹凸棒土和高分子量聚合物等。 3、乳化剂(Emulsifiers) 用来使两种互不相溶的液体成为非均匀混合物(乳状液)。 包括：用于油基钻井液中的脂肪酸和胺基化学产品和用于水基钻井液中的清洁剂、脂肪酸盐、有机酸、水溶性表面活性剂等，可以是阴离子型、非离子型或阳离子型的化学产品。 4、页岩抑制剂(ShaleControl Inhibitors) 可溶性钙盐、钾盐等无机盐和一些有机化合物因降低页岩的水化作用而具有页岩抑制性。 5、堵漏材料(Lost Circulation Materials) 用来封堵漏失层，隔离井眼表面和地层，以便在随后作业中不会再造成钻井液的漏失。 6、表面活性剂(SurfaceActive Agents) 降低接触面(水-油、水-固体、水-空气等)之间的界面张力，可作为乳化剂、破乳剂、润湿剂、絮凝剂或解絮凝剂等使用。 高温稳定剂(TemperatureStability Agents)

用来提高钻井液在高温条件下的流变性能和滤失性能稳定性，并在高温条件下持续发挥其功能，例如丙烯酸盐聚合物、磺化聚合物和共聚物，以及褐煤、木质素磺酸盐和丹宁基添加剂等。 7、润滑剂(Lubricants) 用来降低钻井液的摩阻系数，以便降低扭矩和阻力；如各种油、合成基液体、石墨、表面活性剂、乙二醇、甘油以及其他化学产品。 8、加重材料(Weighting Material) 9、消泡剂(Defoamers) 用来减少钻井液发泡作用，特别是在盐水和饱和盐水钻井液中。 10、发泡剂(FoamingAgents) 通常作为表面活性剂在有水时发泡，发泡剂可使空气或天然气用于钻水层。 11、杀菌剂(Bactericides) 用来防止淀粉、生物聚合物等有机添加剂细菌降解。

新型钻井液处理剂的研究方向与进展

钻井液处理剂的研究与应用 摘要：简要介绍国内钻井液处理剂的研究方向；从天然材料改良、合成树脂开发、聚合物创新等方面就国内新型处理剂的研究与应用情况进行了简单介绍；提出了钻井液处理剂的发展方向。 关键词：钻井液钻井液处理剂聚合物天然材料合成树脂 前言

钻井液处理剂又称钻井液用化学品,是用量最大的油田用化学品之一,约占油田用化学品总量的50%左右,价值在40%以上。目前世界上新型钻井液处理剂的研究主要集中在各种新型聚合物材料的研究、各种工业下脚料的利用和一些传统处理剂 (包括天然材料)改性方面。我国在新型处理剂研究上,重点是充分利用传统原料和开发新型合成聚合物(包括单体)两方面。国外钻井液处理剂自20世纪80年代开始快速发展,进入90年代后发展相对平稳,但重点更突出,即以含磺酸基的合成聚合物为基础的各种产品是主流,这也是未来的发展方向。目前,我国钻井液处理剂已发展到18类,上千个品 种,年用量近30万,t而且各种聚合物和新型表面活性剂类处理剂的研究和应用更深入,推广应用越来越普遍,但适用于特殊条件的处理剂研究与应用还存在差距,钻井液处理剂还不能完全满足石油工业快速发展的需要,这便为新型钻井液处理剂的开发提出了要求。 研究方向 钻井液处理剂的研究方向有以下7个方面:①适用于超深井(大于 6000m)、抗高温(180℃以上)、抗盐(NaCl至饱和)、抗钙或镁的处理剂,如增粘剂、降滤失剂、降粘剂和流型改进剂;②大位移井、多分枝井用的润滑剂、井壁稳定剂、流型改进剂和低伤害处理剂;③复杂易坍塌地层的泥页岩稳定剂(抑制剂)、井壁封固剂和堵漏剂;④适用于超高密度(密度大于3·0g/cm3)钻井液体系的分散剂和降滤失剂;⑤空气钻井转换为泥浆钻井过程中井壁稳定剂等;⑥环境友好、低成本的天然材料改性产品及适用于环境保护要求的合成聚合物处理剂;⑦适用于高含硫地层的钻井液处理剂。 研究进展 1 天然材料改性产品 淀粉、纤维素、褐煤和木质素等天然材料，通过羧甲基化、磺化及接枝共聚等途径改性。 1.1木质素 木质素高分子化学反应改性：木质素可以通过磺化或磺甲基化反应在分子链上引入磺酸基团，通常采用的磺化剂为亚硫酸盐，在甲醛存在时可以发生磺甲基化反应。同时也可以在高温下通过磺化制得木质素磺酸盐。生产中所用的木质素磺酸盐主要来源于酸化纸浆废液浓缩物[1]。木质素接枝共聚改性：在钻井液用木质素接枝共聚物方面, 研究主要集中在来源于酸法造纸废液的木质素磺酸盐与烯类单体接枝共聚物上, 可以采用过硫酸盐或高锰酸钾作引发剂, 接枝共聚物可以作为降滤失剂和降粘剂, 相比而言, 以降粘剂研究居多。近年来在碱法造纸废液的利用上

常用钻井液料及其功用

一、稀释剂 泥浆稀释剂，或分散剂，通过破碎粘土层边和面之间的附着而降低粘度（见图1）。稀释剂吸附粘土层，因此破坏了层间的引力。加入稀释剂可以降低粘度、切力和屈服值。 大多数的稀释剂都可以划分为有机材料或无机磷酸盐络合物。有机稀释剂包括木质素磺酸盐、木质素和丹宁。与无机稀释剂相比，有机稀释剂可用于高温条件下（铬酸盐也是很好的耐高温稀释剂，但是不适合用于环境敏感地区）。有机稀释剂通常会有助于滤失控制。 聚合；絮凝；（面对面）；（边对面）；（边对边）；解胶；抗絮凝 图. 1粘土颗粒的连接 无机稀释剂包括焦磷酸钠（SAPP）、四焦磷酸钠、四磷酸钠和六偏磷酸钠。无机稀释剂在低浓度情况下是有效的，但是通常只用于150oF的温度以下。它们的应用一般局限于氯化物浓度低和pH值低的淡水粘土泥浆。 长期以来，水被作为钻井泥浆的一种十分有效的稀释剂使用，其降粘效果是通过减少钻井液中的总体固相浓度来达到的。钻井作业中钻屑不断混进泥浆中，那么这些钻屑最终也需要用水进行稀释或者必须用机械的方式清除。 应当定期添加水到水基泥浆中，以补充渗漏到地层和在泥浆池中蒸发的水份。如果不补充水，那么由于固相浓度增加，粘度就会上升。而化学方式的降粘效果不佳。在没有添加重晶石或膨润土的情况下，塑性粘度的稳定上升就说明水分减少了。 磷酸盐是最早可以大批量供应的化学稀释剂之一。磷酸盐通过吸附粘土颗粒而起作用，因此，它能达到令人满意的电平衡和允许颗粒自由地悬浮在溶液中。磷酸盐的这种分散效果归因于轻度的阴性粘土片晶置换，它可使片晶相互排斥，最终这些断裂边缘的化合价趋于饱和。 在被严重污染的离子环境中，磷酸盐的使用是有限的。如果有自由的钙离子或镁离子存在，不论其数量多少，都将会形成磷酸盐的络合物或者不溶的金属离子磷酸盐。由于清除了可用的磷酸盐，这就限制了降粘能力。 表2列出了常用的用于现场钻井泥浆应用中的磷酸盐

常用钻井液处理剂的名称及主要作用

常用处理剂的名称及主要作用

2 纯碱Na2CO 3 改善水质、土质、沉除钙离子。 3 烧碱NaOH 提高动切力、提高PH值。 4 随钻堵漏剂ZD-1 预堵漏、堵漏。 5 复合堵漏剂HD-1 堵漏。 6 羧甲基纤维素钠盐(高) HV-CMC 提高粘切、与钙离子产生沉淀。 7 羧甲基纤维素钠盐(低) LV-CMC 降低滤失量，改善泥饼质量，与钙离子产生沉淀。 8 复合离子丙烯酸盐SD-17W 抗钙、提粘切、絮凝抗温。

9 阳离子沥青粉CAS-2000 防塌。 10 钻井用特种性能调整剂SD-21 降低滤失量，抗污染。 11 防塌润滑剂SD-20 防塌、润滑、降粘度、降滤失量。 12 水解聚丙烯腈铵盐NH4-HPAN 降滤失量，改善流型。 13 悬浮性水解聚丙烯酰胺DPHP 不分散低固相体系页包被抑制剂絮凝剂 14 磺化酚醛树脂SMP 抗污染、抗高温降滤失量，尤其是高温高压滤失量，改善泥饼质量。 15 阳离子褐煤PMC 抗污染、抗高温降滤失量，尤其是高温高压滤失量，改善泥饼质量。 16 钻井液强包被剂FA367 絮凝剂。 17 石灰石粉CaCO3 加重、堵漏、预堵漏。 18 腐植酸钾KHm 防塌、降粘度、降滤失量、能容纳较高的固相含量。 19 氯化钾KCL 用于钾基钻井液中含量要大于90%，提供钾离子能容纳较高的固相含量。 20 正电胶干粉MMH 防塌、提高动切力。 21 锯末堵漏。 22 水泥堵漏。 23 麦秸堵漏。 24 红胶泥堵漏。 25 磺化单宁SMT 抗高温、抗污染、稀释、除钙离子。 26 黄河二号HSHY 抗高温、抗污染、稀释、除钙离子。 27 氢氧化钾KOH 提供钾离子，提高PH值。 28 水解聚丙烯腈钾盐K-HPAN 防塌、降滤失量、调整流型、用于钾基钻井液。 29 聚丙烯酸钾KPAM 防塌、絮凝。 30 聚丙烯酰胺PAM 絮凝。 31 无荧光封堵防塌剂TDW-2 抗高温，封堵防塌，稳定井壁，降滤失量，能容纳较高的固相含量。 32 磺化褐煤SMC 抗污染、抗高温降滤失量，尤其是高温高压滤失量，改善泥饼质量。 33 多功能处理剂降滤失量、润滑、防塌。 34 多功能固体润滑剂HFT-102 降滤失量、润滑、防塌。 35 SL-1 降滤失量。 36 SL-2 降滤失量、提粘切。 37 原油润滑、解除卡钻。 38 石灰CaO 处理碳酸根、碳酸氢根污染。

钻井液性能要求及处理剂类型和作用

钻井液性能要求及处理剂类型和作用 一般而言，煤田地质勘探采用金刚石绳索取芯钻进在稳定岩层可使用清水作钻井液。而对各种不稳定岩层,如各种水敏岩层、破碎岩层、特别是对于深孔、长孔段的不稳定岩层,则必须采用泥浆作钻井液。由于金刚石岩心钻探内外管间隙小、钻头转速高、钻头价格贵,因此对泥浆提出了一些特殊要求。 金刚石绳索取芯钻进用钻井液，主要要求润滑性、流变性、滤失性、固相含量等项指标。并据此来选择钻井液类型、添加剂种类和工艺措施。 金刚石钻进要求钻井液有好的润滑性是不言而喻的。为发挥钻头的破岩效率，特别是使用孕镶钻头，要求高转速，只有泥浆润滑性能好，才能减少钻头磨损，提高钻头进尺；减少钻杆磨损和钻杆折断事故，降低功率消耗。不管用清水还是用泥浆作钻井液，都要重视其润滑性指标。 为保护孔壁和有效排除钻屑，要求钻井液有较好的流变性。以前用漏斗粘度来衡量流动性能是不够的。金刚石钻探的特点，要求钻井液通过小间隙处流动阻力小，即粘度小；而在大断面处粘度高，对孔壁冲刷小。 我们在金刚石绳索取芯钻探中应用流变学的理论解决生产实际问题，选择流变性能好的泥浆，取得较好满意的效果。 要使泥浆有较好的护壁能力，必须注意其滤失性能。失水量过大是造成泥页岩，盐类地层、破碎地层的膨胀、溶蚀、剥蚀、坍塌的主要根源。 在这些地层要求失水量低,金刚石钻进环空间隙很小，泥饼厚度过大是很不利的。此外，滤液的成分对护壁有重要影响。滤液中含有盐类离子、高分子材料等抑制性成分，即使失水量大一些，护壁能力也很好。因此，对滤失性能要注意失水量、泥饼厚度及滤液成分三个方面。为控制失水常加入多种降失水剂。 固相含量过高，尤其是钻屑含量过高，给钻进工作带来很多问题，如钻速下降、钻头寿命降低，设备磨损加快、孔内事故多。固相含量的多少和类型，直接影响到钻井液的流变性、滤失性和润滑性。 煤田金刚石绳索取钻进通常用低固相泥浆，固相含量可由比重观测。一般要求固相含量(体积)在4%以内，泥浆比重在1.06以下。 控制固相的方法有二；一是采用物理、化学的方法，即使用具有选择性絮凝的处理剂对钻屑起絮凝作用，而对搬士起增效的作用，或使用具有抑制性的处理剂，抑制钻屑的分散；二是采用机械的方法控制固相，安装机械净化设备。岩心钻探不能采用石油钻井的净化设备，必须按本身的特点发展净化装置。 一人工钠土、处理剂类型和作用

第二章钻井液处理剂

第二章钻井液处理剂 一、稀释剂 （1）稀释剂是指能解除钻井液稠化的化学剂。钻井液稠化的主要原因是钻井液中固相颗粒过多及粘土颗粒形成网架结构。在含有聚合物的钻井液中，聚合物长链分子和粘土颗粒作用，或聚合物分子间相互作用形成网架结构也会引起钻井液粘切增大。无机电机质的污染，使粘土颗粒水化层变薄也易形成空间网架结构导致钻井液增稠。（2）稀释剂的作用机理 稀释剂的稀释作用首先是通过试剂吸附在粘土颗粒的边-端面上，拆散或削弱了粘土颗粒形成的网架结构达到稀释作用。同时，由于稀释剂具有较强的吸附能力及与聚合物分子形成化和物等作用，可使吸附在粘土颗粒上的长链聚合物分子解吸，从而起到稀释的作用。 单宁碱液 单宁存在于植物的根、茎、叶、皮、果壳和果实中，是多元酚的衍生物，属弱有机酸。单宁水解生成的双五倍子酸、五倍子酸在NaOH溶液中生成双五倍子酸钠、五倍子酸钠，统称为单宁酸钠或单宁碱液，在钻井液中起降粘作用。 单宁碱液的降粘机理 单宁类降粘剂主要是通过拆散结构而起到降粘的作用，它主要降低动切力，对塑性粘度影响较小，其它分散型降粘剂的作用机理均与之相似。 由于降粘剂主要在粘土的端面上起作用，因此与降滤失剂相比，一般

用量较少。 单宁类降粘剂的特点 单宁碱液在高浓度的无机盐溶液中会发生盐析或生成沉淀，失去降粘效果,其抗盐、抗钙能力差。单宁酸钠含有脂键，高温下易断裂,其抗温能力在100~120°C。 为提高单宁酸钠的使用效果，常通过磺甲基化制得磺甲基单宁（SMT），其抗温能力在180~200°C，加量0.5 ~1%,抗钙达1000ppm,抗盐效果差,小于1%。 铁铬木质素磺酸盐（FCLS） 简称铁铬盐，是有含有大量木质素磺酸盐的纸浆废液制成。由于铁铬盐分子中含有磺酸基，Fe3+和Cr3 +与木质素磺酸盐形成了稳定的螯合物。所以FCLS是一种具有抗盐、抗钙能力强的稀释剂，其热稳定性高，可抗150?以上的高温。由于铁铬盐具有弱酸性，因此必须配合烧碱使用才能发挥良好的稀释作用。 FCLS的使用及存在的问题 在钻井液中FCLS的加量为0.3-1%，加量较大时其降滤失的作用较显著。铁铬盐钻井液泥饼磨擦系数较高，在用水中钙，镁含量较高时易产生泡沫，可用少量硬脂酸铝、甘油聚醚等消泡剂以消泡，也可用原油消泡。铁铬盐稀释效果好，抗盐、抗高温能力强。但使用时需要PH值较高（>10），不利于井壁稳定，另外铁铬盐含重金属铬,在制造和使用过程中易污染环境,对人身体有害因此被逐步淘汰。 水解聚丙烯腈铵盐（NH4-NPAN）