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1、第五章、鉆井液原材料和處理劑本章要求掌握主要內(nèi)容：1.鉆井液處理劑的分類。2.降粘劑、降失水劑、絮凝劑的作用原理。3.常見降粘劑、降失水劑、絮凝劑、加重劑。4.降粘劑、降失水劑、絮凝劑的選擇方法。鉆井液處理劑----調(diào)配、維護和恢復(fù)鉆井液工藝性能的添加劑。發(fā)展概況：五十年代僅幾種：純堿、燒堿、褐煤、栲膠等?，F(xiàn)有幾百種商品牌號，分十六大類，國內(nèi)產(chǎn)值超過二十億，有大量專業(yè)公司、廠家。發(fā)展方向：抗溫、抗鹽鈣、無毒、多功能、可生物降解。第一節(jié)、鉆井液處理劑的分類按照處理劑組成分類:鉆井液原材料無機處理劑有機處理劑表面活性劑2.有機處理劑按來源分類:天然產(chǎn)品天
2、然改性產(chǎn)品人工合成產(chǎn)品有機處理劑按化學(xué)組成分類:腐植酸類、纖維素類、木質(zhì)素類、丹寧酸類、瀝青類、淀粉類、聚合物類等4.按照處理劑的功能分類(我國鉆井液標委會分類)降粘劑Thinner增粘劑Viscosifier降失水劑FiltrationReducer絮凝劑Flocculant加重劑WeightingAgent解卡劑Pipe-FreeingAgent堵漏劑LostCirculationMaterial乳化劑Emulsifier消泡劑Defoamer潤滑劑Lubricant緩蝕劑CorrosionInhibitor頁巖抑制劑ShaleInhibitor
3、粘土類Clay殺菌劑Bactericide起泡劑FoamingAgent其它類Others處理劑作用機理研究 內(nèi)容和方法提出功能要求處理劑分子結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計處理劑在粘土顆粒上的吸附規(guī)律研究所處理的鉆井液性能的變化處理劑抗溫、抗鹽鈣能力評價，毒性、生物降解性測試。方法：分子量、基團及結(jié)構(gòu)的化學(xué)和儀器分析、鉆井液性能測試等。第二節(jié)無機處理劑常用產(chǎn)品純堿燒堿石灰石膏氯化鈣氯化鈉氯化鉀硅酸鈉及硅酸鉀重鉻酸鉀和重鉻酸鈉六偏磷酸鈉混合金屬層狀氫氧化物無機處理劑作用原理離子交換吸附調(diào)控鉆井液的pH值沉淀作用絡(luò)合作用與有機處理劑生成可溶性鹽抑制溶解的作用加重劑——用
4、于提高鉆井液密度的物質(zhì)材料。要求：密度大、耐磨損、不增粘、可酸溶。常見固體加重材料的物化性質(zhì)材料名稱化學(xué)成分密度g/cm3硬度酸溶性重晶石BaSO44.0~4.52.5~3.5難溶鐵礦粉Fe2O34.9~5.35.5~6.5溶方鉛礦PbS7.4~7.72.5~2.7溶菱鐵礦FeCO33.7~3.93.5~4.0溶鈦鐵礦TiO2Fe2O34.5~5.15.0~6.0溶石灰石粉CaCO32.7~2.93溶磁鐵礦Fe3O45.0~5.25.5~6.5溶提高液相密度的加重材料可溶性無機鹽及有機鹽NaCLKCLCaCL2CaBr2ZnBr2KCOOHNaCOO
5、HCsCOOHKAc等第三節(jié)、鉆井液處理劑的作用原理一、降粘劑（又稱解絮凝劑、稀釋劑）1.鉆井液稠化原因由于粘土顆粒表面與端面性質(zhì)不同：帶電情況不同——表面帶負電，端面帶正電。水化程度不同——表面水化膜厚，端面水化膜薄。Al+Si+鉆井液稠化原因：當鉆井液中固相含量高和外界污染改變粘土表面性質(zhì)時，極易形成：端-端、端—面聯(lián)結(jié)的空間片架結(jié)構(gòu)，從而造成：?鉆井液結(jié)構(gòu)粘度增加；?片架結(jié)構(gòu)包住大量自由水，流動阻力增加。2.降粘劑作用機理降粘劑分子通過（靜電吸附、配位鍵吸附）吸附在粘土顆粒端面上，改變端面性質(zhì)，拆散片架結(jié)構(gòu)，從而降低鉆井液結(jié)構(gòu)粘度。具體方法為：
6、（1）使端面反號由帶正電性端面轉(zhuǎn)變?yōu)樨撾娦远嗣妗＜矗赫撓辔撠撓喑?-----------------------（2）增強端面水化膜厚度——吸附基吸附在粘土顆粒端面上，水化基給端面帶來豐厚的水化層，削弱端-端、端-面連接，拆散了片架結(jié)構(gòu)，同時放出自由水，使粘度降低。降粘劑作用特點?主要作用于端面?用量少、效果顯著（因為端面少）。?降失水與降粘作用有時相一致，有時不同。?主要降低?0、?c、?’，不降?s。3.常見降粘劑單寧酸鈉（NaT）磺甲基單寧（SMT）鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽(FCLS)兩性離子聚合物降粘劑（XY-27）SSMA(磺化聚苯乙烯順丁烯二
7、酸酐鈉鹽）鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽(FCLS)的使用——通常配制成堿液使用。?FCLS堿液的配制FCLS:NaOH=3~5:1（FCLS+NaOH）/（FCLS+NaOH）混合堿液=1/5或1/10例題40mlFCLS堿液（3：1，1/5）中，含固體FCLS多少克？NaOH多少克？解：FCLS+NaOH總重為：1/5?40=8(g)FCLS重量為：3/(1+3)?8=6(g)NaOH重量為：1/(1+3)=2(g)答：含F(xiàn)CLS重量為6g，NaOH重量為2g。4.降粘劑選擇方法儀器:漏斗粘度計、旋轉(zhuǎn)粘度計。評價指標：?s、?0、?漏、?’方法：鉆井液+降粘劑
8、（%）測定性能評價標準：?s、?0?漏、?’二、降失水劑分析：降失水途徑：提高泥餅質(zhì)量（降低K）增加濾液粘度
