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钻井液为什么是碱性的

钻井液为什么是碱性的
09-06-14  匿名提问 发布
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    yangzhongsz

    按比重可分低比重和高比重两种:按对粘土的作用可分抑制性和非抑制性两种(前者加有抑制剂,使流体具有防止钻屑水化和碎裂及稳定井壁作用),按分散体系中的连续相可分为水基(以水为连续相)、油基(以油为连续相)和气体三种。目前,根据地层的特点习惯分成:高碱性淡水泥浆、高碱性石灰泥浆、低碱性淡水泥浆、低碱性盐水泥浆、低碱性石膏泥浆、低碱性饱和盐水泥浆、低固相泥浆、油基泥浆、油包水浮化泥浆、气体等10种。
      水基泥浆  是目前研究最多、应用最广泛的一类泥浆,发展过程大概经历了5个阶段:①自然造浆阶段,1901年开始用旋转钻井方法钻井,用清水作循环液体。1914年后,认识到混入的粘土对钻进有利,开始使用泥浆;②细分散泥浆阶段,在浑水泥浆中加入如烧碱、纯碱、丹宁、褐煤等具有分散作用的处理剂,使粘土颗粒变小,从而提高泥浆的稳定性。③粗分散泥浆阶段,在加入分散剂的基础上再加入适量的无机絮凝剂如石灰、石膏等,使粘土颗粒保持在“适度絮凝”状态,可获得更高的抗石膏、抗盐能力。④不分散泥浆阶段,60年代出现了喷射钻井工艺,研究了泥浆水力学及其他有机处理剂。水基泥浆从分散体系发展到不分散体系。前者是把粘土的大颗粒变小、变细,以利于胶态体系的稳定;后者把颗粒变粗、变大,以利于沉淀和清除固相。这一技术的突破,有效地提高了钻井速度。⑤无固相钻井液,70年代,利用有机高聚物、生物聚合物、液体加重剂等配成不含固相的钻井液,彻底消除泥浆中的固相对钻井及油层的影响。目前正处在试验和发展中。
      油基泥浆  为了克服钻遇某些复杂地层(如岩盐、石膏、泥页岩)时碰到的困难;适应钻定向井、高温井和完井、修井的需要,以及给油田开发和储量计算提供可靠的各种地质参数(如原始含油饱和度等)研究了油基泥浆,其发展经历了3个阶段:①原油阶段,水基泥浆会损害油层,而油则对地层中的粘土和水溶性物质的影响较小。30年代初期,曾试用原油做钻井液。但原油没有切力,滤失量大,含有易挥发的馏分会引起火灾,以及所含游离水会湿润粘土并进入地层,因而影响了使用。②油基泥浆阶段,在原油或柴油中加入乳化剂和其他处理剂,能悬浮钻屑和加重剂,滤失量低,改善了油基泥浆的性能。③油包水泥浆阶段,60年代,认识到在油中的水珠乳化后其周围的乳化膜具有半渗透膜的性质。随水相盐度的改变而产生渗透压力,利用活度平衡理论在油基泥浆中加入10~50%的高矿化度的水配制成油包水泥浆(或称反向乳化泥浆)。这种泥浆能使泥、页岩井壁稳定,特别适用于复杂的泥、页岩、石膏和岩盐层及超深井。
      完井液  即修井液在发展油基泥浆的过程中,注意了钻进油层及在油层井段进行作业时所用的泥浆性能,逐渐发展成专用的“完井液”或“修井液”。有水基和油基两类,其成分及配制方法与钻井液基本相同,只是为了能尽量减少对油、气层的污染,要求的性能指标更高,例如尽量减少固相,最好是无固相,尽量减少滤失量,用可酸化的加重材料或液体加重材料等。
      气体钻井  利用空气或天然气作为钻进时循环的流体,是为了钻开低压油(气)层、严重漏失层或坚硬而不含水的地层而发展起来的。由于绝对干燥的地层很少,为克服地层中的水将钻屑湿润、粘合成团,造成排屑困难,在气体中注入泡沫剂形成“泡沫流体”。或者将泥浆与空气同时泵入井中,形成“充气泥浆”。气体钻井可以提高钻速,并有利于保护油、气层,但因受气体本身特性和地层含水的影响,限制了它的使用范围。
      固相控制  为了能充分发挥喷射钻井工艺的效能,60年代以来,对钻井液的流变特性与循环系统的水力参数的关系,对泥浆中固相含量与钻井工程的关系进行了系统的研究。发现钻井液中的固相害多利少。特别是小的颗粒影响更大。在相同钻井液浓度下,胶体颗粒对钻速的影响,小于1μm的为大于1μm的11.7倍,因此,发展了一整套控制固相的工艺和设备,可大幅度地提高钻速。

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