第2章钻井液化学-1.ppt

第二章 钻井液化学;2、组成 分散介质 分散相 钻井液处理剂;二、钻井液循环流程;钻井液循环流程;三、钻井液的功用; 携带作用：钻井液循环时，通过其本身的循环，将井底被钻头破碎的 岩屑携至地面，以保持井眼清洁，使起下钻畅通无阻，并保证钻头在井底始终接 触和破碎新地层，不造成重复切削，保持安全快速钻进。;2．稳定井壁和平衡地层压力 ;3．冷却和润滑钻头、钻具; 4．传递水动力; （5）传递井下信息、及时发现油气显示和高、低压地层 钻井液携带至地面的岩屑、油、气、水等信息，可以显示井下地层含油气情况，我们称之为“钻井液录井”或“岩屑录井”。; （6）悬浮加重剂、套管和钻具等 （7）保护油气层 ;（8）保护环境和人身健康 ;四、钻井液分类;3.5;第二节 钻井液密度及其调整;(2)石灰石粉 石灰石粉的主要成分为CaCO3，密度为2.7～2.9 g/cm3。易与盐酸等无机酸类发生反应，生成CO2、H2O和可溶性盐，因而适于在非酸敏性而又需进行酸化作业的产层中使用，以减轻钻井液对产层的损害。但由于其密度较低，一般只能用于配制密度不超过1. 68 g/cm3 的钻井液和完井液。 (3)铁矿粉和钛铁矿粉 前者的主要成分为Fe2O3，密度4.9～5.3 g/cm3；后者的主要成分为TiO2?Fe2O3，密度4.5~5.1 g/cm3。均为棕色或黑褐色粉末。因它们的密度均大于重晶石，故可用于配制密度更高的钻井液。此外，由于铁矿粉和钛铁矿粉均具有一定的酸溶性，因此可应用于需进行酸化的产层。 由于这两种加重材料的硬度约为重晶石的两倍，因此耐研磨，在使用中颗粒尺寸保持较好，损耗率较低。但另一方面，对钻具、钻头和泥浆泵的磨损也较为严重。在我国，铁矿粉是用量仅次于重晶石的钻井液加重材料。 ;(4)方铅矿粉 方铅矿粉是一种主要成分为PbS的天然矿石粉末，一般呈黑褐色。由于其密度高达7.4～7.7 g/cm3，因而可用于配制超高密度钻井液，以控制地层出现异常高压。由于该加重剂的成本高、货源少，一般仅限于在地层孔隙压力极高的特殊情况下使用。如我国滇黔桂石油勘探局在官-3井使用方铅矿，配制出密度为3.0g/cm3的超高密度钻井液。 ;第三节 钻井液的酸碱度及其控制 ; 为什么说能够适当控制Ca2+、Mg2+等离子的存在状态? pH值与维持碱性离子之间的关系，维持碱性的离子包括：氢氧根、碳酸氢根、碳酸根等。具有如下关系：;碱度：钻井液滤液中和酸（碱）的能力 Pf—酚酞碱度 Mf—甲基橙碱度 酚酞碱度：以酚酞作为酸碱指示剂时，滴定每毫升钻井液滤液所需的标准酸（0.01mol/L硫酸）的毫升数。 或：滴定每毫升钻井液滤液pH为8.3时，消耗的标准酸的毫升数。 甲基橙碱度：以甲基橙作为酸碱指示剂时，滴定每毫升钻井液滤液所需的标准酸（0.01mol/L硫酸）的毫升数。或：滴定每毫升钻井液滤液pH为4.3时，消耗的标准酸的毫升数。 酸碱度与碳酸根、碳酸氢根的关系 a. Pf=0, 只有HCO3－ b. Pf= Mf, 只有OH－ c. 2Pf= Mf, 只有CO32－ d. 酸碱度调节：钻井液酸碱性调节主要是通过纯碱和烧碱，碳酸钠和氢氧化钠。;钻井液常用酸碱控制剂 1．纯碱 学名碳酸钠，又称苏打粉，分子式为 Na2CO3。白色粉末，密度为2.5g／cm3，易溶于水。易吸潮结块，注意防潮，水溶液呈碱性(pH值为11.5)， 在水中容易电离和水解。其中电离和一级水解较强，所以纯碱水溶液中主要存在Na+、C032—、HCO3－和OH－离子，其反应式为： Na2CO3＝2Na++CO32－ CO32—+H2O＝HCO3—+OH— 另外，纯碱能通过离子交换和沉淀作用使钙粘土变为钠粘土，即 Ca—粘土+Na2CO3——Na—粘土+CaCO3;作用： 改善粘土的水化分散性能，因此加入适量纯碱可使新浆的滤失量下降，粘度、切力增大。 过量的纯碱会导致粘土颗粒发生聚结，使钻井液性能受到破坏。 在钻水泥塞或钻井液受到钙侵时，加入适量纯碱使Ca2+沉淀成CaCO3，从而使钻井液性能变好，即含羧钠基官能团(—COONa)的有机处理剂在遇到钙侵(或Ca2+浓度过高)而降低其溶解性时，一般可采用加人适量纯碱的办法恢复其效能。;上一内容;第四节 钻井液滤失性及其控制; 一、基本