4.1泥浆处理剂及其作用机理[第4天上午].pptVIP

钻孔冲洗与护壁堵漏; 泥浆处理剂;二、无机处理剂 无机处理剂多是电解质。 无机处理剂在泥浆化学处理中的作用。 1提高粘土分散度。 泥浆粘度升高，失水量下降。 常用的泥浆无机分散剂如纯碱(Na2CO3)、烧碱(NaOH)、三聚磷酸钠(Na5P3O10)和六偏磷酸钠[(NaPO3)6]等 ;2抑制粘土的分散。 泥浆中加入高价盐使粘土颗粒处于适度聚结状态(配合有机处理剂护胶)，即既不高度分散，又不高度聚结成团块，使泥浆呈稳定的粗分散状态。 也可用于适当提高泥浆的切力和粘度，增大泥浆悬浮或携带岩屑的能力。 ;泥浆中加入高价无机盐以提高粘度和切力也可用于微漏失层钻进。无机盐的聚结作用是抑制孔壁泥页岩和岩屑水化膨胀与分散，维护孔壁稳定，防止坍塌掉块的依据。 常用的泥浆无机聚结剂，如石灰[Ca(OH)2]、石膏[CaSO4)]和氯化钙(CaCL2)等，加入泥浆后，起到两种作用：一是抑制泥质钻屑分散造浆，并使泥浆中粘土保持较粗颗粒；二是抑制泥页岩孔壁的分散剥落，保护孔壁。;KCl也能起到抑制粘土水化和防止泥页岩孔壁坍塌的作用。KCl提供的K+，因其有效半径小(约0.15nm)，容易进入粘土层间，进入后就不易出来，水化膨胀能力也弱，故能增强粘土层间结合力，从而降低粘土、泥质钻屑和泥页岩孔壁的分散性。同时，KCl中的Cl—能提高泥浆中钙盐的溶解度，增加泥浆中Ca2+浓度，也有利增强抑制作用。 ;3调节泥浆pH值。 泥浆中粘土颗粒的分散和稳定；有机处理剂在泥浆中的溶解度和处理效果；岩屑和孔壁泥页岩的水化膨胀和分散；泥浆对钻具的腐蚀等。每种泥浆都有自己较合适的pH值范围。泥浆中加碱或碱式盐可提高pH值，加酸或酸武盐可降低pH值。 4．沉淀除钙和络合作用 泥浆中加入纯碱或碳酸氢钠可以形成碳酸钙沉淀而除去泥浆中过多的钙离子。加入六偏磷酸钠[(NaPO3)6]，可以与泥浆中的Ca2+进行络合，形成水溶性络合物，;它在水中电离成钠离子和络离子。由于在络合离子中Ca2+便很难再电离出来，故可使泥浆中的钙离子减少。络合作用还可用于提高部分处理剂的抗温性能，如加少量重铬酸钠(Na2Cr2O7)可提高腐植酸盐和木质素磺酸盐的抗温性能 ;5．使有机处理剂溶解或水解 有些有机处理剂如丹宁酸、腐植酸等在水中的溶解度很小，粘土不易吸附，用烧碱液处理，配成丹宁碱液和煤碱剂(有用成分为丹宁酸钠和腐植酸钠)，成为水溶性处理剂，易被粘土颗粒吸附，起稀释和降失水作用和抑制热分解。 另一些含有可水解的极性基(如酯基，腈基，酰胺基等)的有机化合物，必须用无机化合物进行中和或水解，变成水溶性的有机物，才能发挥其效用。;6．交联和胶凝作用 链状多官能团的高分子化合物，可通过加入适当的高价无机盐进行交联，改善其失水特性和护壁性能，如聚丙烯酰胺，与FeCl3，A12(S04)3等进行交联而得的交联液，是小口径钻进用的无粘土相冲洗液的一种。一些无机盐在一定条件下起化学反应，可形成胶冻状的凝胶，用于堵漏。如水玻璃与石灰、水玻璃与硫酸铝，可形成凝胶用于堵漏。 ;7．其他作用 如配制饱和盐水泥浆以抑制盐层的溶解；用作加重剂如重晶石(BaSO4)，方铅矿(PbS)，磁铁矿(Fe2O3)和石灰石(CaCO3)等。 用于堵漏的材料，如云母片，蛭石等。;三、有机处理剂 (一)有机处理剂的种类和特点 1．有机处理剂的种类 按有机处理剂在泥浆中起的作用来分，稀释降粘剂；降失水剂；絮凝剂；增粘剂；润滑减阻剂；起泡和消泡剂；页岩稳定剂等。 按有机处理剂分子结构的特点，非离子型的；阴离子型的；阳离子型的和混合型的(混合型的可同时含有能电离的和不能电离的官能团，或含有阴离子和阳离子两种官能团)。 ;按有机处理剂含的成分不同，它可分为：丹宁类；木质素类；纤维素类；腐植酸类；丙烯酸类；多糖类和特种树脂类等。 2．有机处理剂的特点 (1)分子量大，且往往由多个链节组成 (2)分子的结构和形态复杂 在溶液状态，无规线团的形态在不断变化着，时而卷曲收缩，时而扩张伸长，显得十分柔顺。 (3)有多种作用基团 (4)液相粘度大 (5)pH值应控制 不同的有机处理剂应控制在不同的pH值时使用，才能发挥其较好的效用。;(二)有机处理剂在泥浆处理中起的作用 1.稀释剂 拆散泥浆结构，释放结构中包裹的自由水，使泥浆在外观上就变稀了。 常用的稀释剂品种有： (1)丹宁和栲胶类稀释剂。常用的有:丹宁碱液、栲胶碱液、磺甲基化丹宁、磺甲基化栲胶、丹宁木质素磺酸钠等。这些处理剂的主要成分是丹宁，在泥浆处理中起稀释或胶溶作用。 ;丹宁的水溶液的PH值为5～6，是较弱的有机酸。因此，当把它直接加到泥浆中时，会降低泥浆的PH值，降低粘土的水化作用，结果反而会使泥浆的粘度和切力增高。 在泥浆处理中，通常使用单宁酸钠，丹宁酸钠具有良好的稀释作用。丹宁酸钠还有一