膨润土改性和其在钻井液中应用.pdfVIP

学兔兔 第45卷 第2期 化 工 技 术 与 开 发 Vo1．45 No．2 2016年2月 TechnologyDevelopment of Chemical Industry Feb．20l6 膨润土的改性及其在钻井液中的应用 张 黎，张 凡，杜 森，赵睿妍，赵 莹 (西安石油大学，陕西 西安 710065) 摘 要：膨润土是常用的水基钻井液配浆材料，可以起到调节钻井液密度、携带岩屑、改善流体黏度等作用。我 国的膨润土资源丰富，但是以低品级的钙基膨润土为主，很难直接应用于钻井液配浆，需要对其进行提纯、钠化及 有机化改性，使其达到钻井液的使用要求。本文对目前钻井液用膨润土的改性方法进行了总结，并对高性能钻井液 用膨润土的制备及其发展方向进行了展望。 关键词：钻井液；膨润土；提纯；钠化；有机改性 中图分类号：TE 254 文献标识码：A 文章编号：1671．9905(2016)02．0020—03 随着日益增加的能源压力，石油勘探钻井工作 土的需求量逐年增多，但国内高品级膨润土储量较 不断深人，遇到的深井和超深井越来越多，复杂的地 少，未处理膨润土很难达到使用要求，改性的膨润 质环境层出不穷，特别是高温、高盐等一直是钻井工 土质量普遍不高，采用的OCMA级膨润土大多需 作必须面对的问题，也是钻井液研究的重点和难点。 要进口。因此进行膨润土的改性研究，提高钻井液 在这类地质条件下进行钻井作业，采用现在发展较 用膨润土的性能指标，在石油钻井方面应用前景广 好的清洁钻井液或无固相钻井液体系难度较大，一 阔U-31。 般还是采用传统的以膨润土为稠化剂的水基钻井 目前国内外对于钻井液用膨润土的提纯及改性 液。膨润土的主要成分是蒙脱石或称蒙脱土，长期 研究主要有以下几个方面。 以来被用作油田钻井液造浆材料，可以起到调节密 l 膨润土的提纯 度、改善流体黏度、携带和悬浮钻屑、稳定井壁、冷却 和冲洗钻头等作用。 我国的膨润土资源以低品级的钙基膨润土为 1985年我国发布了钻井液用膨润土的行业标 主，且其中蒙脱石含量多在60％～80％，故首先应对 准，之后随着国际上通用标准API标准和OCMA 其进行提纯处理[4-5]o膨润土提纯方法众多，按提纯 标准的变化，我国的钻井液材料规范也经过多次 过程的用水量可分为干法提纯和湿法提纯；按反应 修订，目前通用的钻井液材料规范为国家标准GB／ 的类型可分为物理法和化学法；按加入的药剂类型 T 5005—2010。此标准中，将钻井液用膨润土分为3 可分为自然沉降法、分散剂法和絮凝法等。面对诸 种，即钻井级膨润土、OCMA级膨润土、未处理膨润 多的膨润土提纯工艺，选择合理的方法进行不同品 土。未处理膨润土是未经过任何化学处理的；钻井 级蒙脱石产品的提取显得尤为重要。 级膨润土既可以是改性的，又可以是原生的，不排除 干法是目前国内外的主要选矿方法，该法适用 使用包括有机高分子在内的化学剂增效的可能性； 于纯度较高的膨润土原矿(膨润土含量在80％以 OCMA级膨润土完全是经过改性的，加入了各种化 上)的选矿，可利用手选、风选等方法进行简单加工， 学增效剂。 工艺流程简便，处理量大，但产品质量不易控制。 我国膨润土矿产资源的