第二節(jié)鉆井液處理劑鉆井液降濾失劑課件.ppt

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1、鉆井液濾失量的重要性鉆井液濾失量大易引起頁巖的膨脹和垮塌，造成井壁不穩(wěn)定。鉆井液和濾液侵入地層，引起粘土膨脹，堵塞地層油氣流通道，損害產(chǎn)層。在濾失量增大的同時濾餅也增厚，而厚濾餅使井徑縮小，造成鉆具扭矩大，起鉆抽汲，下鉆遇阻，固井質(zhì)量差等問題。因此，適當?shù)偷臑V失量是鉆井液的重要性能之一。降濾失劑的作用原理第一、護膠作用。為了形成滲透率低的泥餅，要求鉆井液中粘土顆粒粒徑有合適的大小分布，同時要求有較多的細顆粒。降濾失劑的護膠作用在于（1）吸附在粘土表面形成吸附層，以阻止粘土顆粒絮凝變大；（2）能把在鉆井液循環(huán)攪拌下所拆散的細顆粒通過吸附穩(wěn)定下來，不再粘結(jié)

2、成大顆粒。這樣增加了細顆粒的比例，有利于形成致密泥餅。第二、提高濾液粘度可以降低濾失量。濾失量與鉆井液濾液粘度的0.5次方成反比。有機降濾失劑加入鉆井液后提高了濾液粘度,使濾失量降低。第三增加鉆井液中粘土顆粒的水化程度,可以降低濾失量。降濾失劑吸附在鉆井液中的粘土顆粒上,使其水化程度增加顆粒的水化膜增厚,形成的濾餅在高壓下易變形,濾餅的滲透率降低。第四、降濾失劑分子本身的堵孔作用。有機高分子降濾失劑的分子尺寸在膠體顆粒范圍內(nèi)，加入這些外理劑后，它們一方面是分子的長鏈楔入濾餅的間隙中，另一方面長鏈分子卷曲成球狀，堵塞濾餅微孔隙，使濾餅薄而致密，從而降低濾

3、失量。羥甲基纖維素鈉鹽（Na-CMC）CMC是由棉花纖維用20%NaOH處理后，加入氯乙酸鈉進行醚化反應而成。由于其聚合度的不同又分高粘、中粘、低粘三種。一般CMC聚合度在200-600左右,取代度0.60-0.90。CMC分子鏈中羥基、醚基是吸附基團，羥鈉基為水化基團。CMC抗溫一般130℃，經(jīng)過改性可提高抗溫能力20℃~30℃,低粘CMC具有良好的抗鹽、抗鈣的能力,并且對鉆井液流變性影響小，常用于處理鹽水侵或鹽水鉆井液。CMC的降失水機理第一：是由于其可以增加鉆井液中細的粘土顆粒的數(shù)量,增加水化膜的厚度,提高粘土顆粒的電動電位起到護膠作用。第二：C

4、MC可有效提高鉆井液的濾液粘度以及本身的堵孔作用。CMC性能及使用特點由于CMC良好的降濾失效果，及增加鉆井液及濾液粘度的作用,在上部井眼使用會導致井徑較小，在下部井眼使用常引起鉆屑粘附上部井眼井壁，導致起下鉆不暢通。因此,一般井使用CMC應在進入沙河街組地層以后,并且每次加量不宜過大。上部地層由于特殊情況被迫使用CMC時,應在井下恢復正常后用低粘、切，高失水的鉆井液充分沖洗井眼,使井徑適當擴大，井壁干凈。醚化度0.80-0.85的LV-CMC適用于高礦化度水泥漿體系,具有抗鹽抗鈣效果好,流變性易控制等優(yōu)點?；羌谆尤渲⊿MP）SMP是在酸性條件下

5、使甲醛苯酚生產(chǎn)成線性酚醛樹脂,再在堿性條件下加入磺甲基化試劑進行分步磺化制得。SMP的結(jié)構(gòu)及性能特點SMP分子結(jié)構(gòu)有如下特點（1）分子鏈由亞甲基橋和苯環(huán)構(gòu)成引入磺酸基故熱穩(wěn)定性高，可抗180℃-200℃高溫。（2）由于引入磺酸基，其抗無機電解質(zhì)的能力強。其中SMP-1可適用于礦化度小于10萬PPM的鉆井液體系，SMP-2可適用于鹽水鉆井液、飽和鹽水鉆井液體系，抗鈣達2000PPm。SMP能有效降低鉆井液的高溫高壓失水，明顯改善泥餅質(zhì)量，增強鉆井液的熱穩(wěn)定性。同時，它還有較好的潤滑和防塌作用。SMP的使用方法SMP單獨做為降濾失劑的加量是3%-5%，其中

6、SMP-2用于鹽水鉆井液時其加量是5%-8%，SMP-1有增粘作用，SMP-2略微降粘，SMP與褐煤類降失水劑如SMC或褐煤堿液共同使用可大大增強其降失水效果，這一方面是由于復配后SMP在粘土表面的吸附量可增加5-6倍，第二是褐煤類處理劑與SMP發(fā)生交聯(lián)，增強降失水效果。因此建議在垂深超過2500米的井才開始使用SMP，并配合褐煤類降失水劑以免造成浪費。高溫高壓降失水劑SCUR（褐煤類）褐煤類降失水材料主要利用褐煤中的腐植酸,腐植酸不是單一的化合物,而是一種復雜的、相對分子量不均一的羥基苯羧酸的混合物，難溶于水，溶于燒堿溶液生成腐植酸鈉作為降濾失劑的有

7、效成分。腐植酸分子基本骨架為碳鏈和碳環(huán)結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定性好，抗溫能力強。但遇鈣、鎂侵時生成沉淀失效。SCUR是由風化褐煤與碳酰胺衍生物接枝、縮聚、磺化而成。該類處理劑具有較好的降濾失作用和一定的降粘效果。其作用機理是SCUR吸附于粘土顆粒表面形成吸附水化層，同時提高粘土的電動電位，增加鉆井液中粘土細顆粒數(shù)量，改善泥餅質(zhì)量。其次SCUR增大粘土顆粒聚結(jié)的機械阻力和靜電壓力，防止粘土聚結(jié)達到降失水降粘的目的。腐殖酸結(jié)構(gòu)SCUR的性能特點及使用方法SCUR在泥漿中的加量為1%-3%，抗溫達180°C以上，但其抗無機鹽的性能較差，可適用淡水鉆井液或礦化度小于4%的

8、鹽水鉆井液。同時，它對泥餅的潤滑性能略有影響，稍增加泥餅的磨擦系數(shù)。其它褐煤（腐植酸）類產(chǎn)品性