钻井泥浆产品与使用工艺技术

2019-09-01 13:47

目 录 一、企业简介

二、钻井泥浆处理剂基础知识 三、产品专题介绍 四、钻探工程实践应用

一、企业简介

华利钻井泥浆材料公司是国内一家专业生产泥浆材料处理剂的中小型精细化工企业。公司下设四川华利钻井泥浆材料厂和江西利华钻井泥浆材料有限公司两个生产实体。拥有职工86人,年生产各种泥浆材料处理剂3000多吨,年产值4000多万元。众所周知由于泥浆是钻井的“血液”,泥浆处理剂是泥浆体系质量的核心。随着国民经济的快速发展,从20世纪90年代起我国钻探界不断引进国外新技术、新设备、新工艺,新材料。为了适应新形势的发展,我公司先后与成都理工大学、西南石油学院、中南大学、四川石油局钻探材料研究所等科研机构挂钩,大量引进这些科研机构的新技术,在这些科研机构的支持下确定了我公司产品发展的方向,逐步确定了以高分子聚合物类、腐植酸类、纤维素类、木质素类、淀粉类、沥青类等六大类产品作为我公司主导产品体系。现有主要产品36个,广泛应用在石油、天然气、水文、煤田、有色金属、工程勘查、地质普查等钻探领域。产品质量得到广大的用户的认可和好评。近几年来,部份产品还随我国钻探施工队伍一起出口到南美、非洲、东南亚、南亚、蒙古等国家和地区。未来泥浆处理剂发展的趋势:绿色环保、高效方便、

原料来源丰富、经济实惠、综合多功能化。

二、钻井泥浆处理剂基础知识

(一)钻井液的定义:钻井液又叫钻井泥浆,是指具有多种功能,能够保证钻井工作安全顺利进行的循环流体。

(二)钻井泥浆的组成:由膨润土、分散介质(水或油)、多种化学处理剂按一定的配方配制而成。

(三)钻井泥浆的作用: 1、携带和悬浮岩屑。

携带作用:钻进液通过循环将井底钻碎的岩屑携带到地面,以保持井孔清洁,使起下钻畅通无阻,保持安全快速钻进。

悬浮作用:在接单根,起下钻或因故停止循环时,钻井液将井内的钻屑悬浮,使钻屑不会很快下沉,以防止泥砂卡钻或下钻下不到底等事故发生。

2、平衡地层压力和稳定井壁、抑制井壁水化膨胀、缩径。

3、冷却和润滑钻头钻具、延长钻头钻具使用寿命。 4、传递水动力。 (四)钻井液的分类

1、接密度分:非加重钻井液和加重钻井液。

2、按抑制粘土水化作用的强弱分:抑制性钻井液和非抑制性钻井液。

3、按固相含量分:高固相细分散钻井液、低固相相不

分散钻井液、无固相钻井液三类。

4、按流体介质分:水基钻井液、油基钻井液和气体型钻井液。

(五)水基泥浆

以水为分散介质,它又可分为淡水泥浆、盐水泥浆、钙处理泥浆、无固相泥浆和混油泥浆,其基本组分是膨润土、水和化学处理剂。

1、淡水泥浆:含盐量<1%,含钙量<120mg/L用于一般地层的钻探。

2、盐水泥浆:含盐量>l%,用于含盐地层的钻探。 3、钙处理泥浆:含钙量>120mg/L,用于含石膏地层的钻探。

4、无固相泥浆:不含膨润土泥浆,适合于小口径金刚石钻进。

5、泥油泥浆:泥浆中加入少量原油或柴油,使其润滑性好,失水量低,用于坚硬地层的钻探。

(六)油基泥浆

以柴油为分散介质,由膨润土和化学处理剂配制而成,可分为:

1、油包水乳化泥浆:以柴油(或原油)作为分散介质,水及亲油物质,乳化剂配制而成。主要特点:热稳定性、塌效果好,常用于超深井的高温井段,对油气层的损害较小。

2、油基泥浆:由柴油(或原油)和沥清及有关处理剂配成,

可抗盐、抗钙、对油层损害小。

(七)泥浆的主要技术参数

1、粘度:指流动时内部各层间摩擦阻力大小的反映特性。常用漏斗粘度计和六速旋转粘度计测定。

(1)漏斗粘度计:在标准漏斗装置中装入700ml流体让其漏出500ml所用的时间为漏斗粘度,单位(秒),(水为15秒)。

(2)旋转粘度计:分为中Φ600、Φ300、Φ200、Φ100、中Φ6、Φ3六个调节档位,不同转速下的金属转子在流体中所反映的数据。单位为毫帕/秒(mpa·s),其中:

表观粘度=1/2Φ600 塑性粘度=Φ600-Φ300 动切力=5(2×Φ300-Φ600)

静切力:旋转粘度计停止转动1分钟后,开启3档所反映的数据。

2、滤失量和泥饼厚度

(1)滤失量:泥浆中的自由水在压差作用下会向具有孔隙的地层渗透,造成失水。试验室常用以下两种形式表示(指失水仪在30分钟所滤出的水量):

A、API(美国石油学会的英文缩写)水:指中压失水量,压力为7kg/cm2,温度为常温。

B、HTHP失水:指高温高压失水量,压力为35kg/cm2,温度150℃。泥浆失水量大,易引起孔壁的膨胀缩径、滑落、

坍塌等事故,因此一般要求失水量控制在10-30ml/30分钟,超过此值时,应予更换泥浆。

(2)泥饼厚度:泥浆中的粘土颗粒在失水过程中积累起来的滤饼,泥饼薄而致密对钻井有利,泥浆厚而疏松会引起泥包钻头等井下事故,一般要求泥饼厚度<1毫米。

(3)比重:泥浆重量与同体积水重量之比,测量时一般使用杆杠比重秤。

(4)含沙量:泥浆中存在>74微米(不能过200目筛网)的砂子占泥浆总体积的百分数。对于高固相泥浆含砂量应<4%,对于低固相泥浆含砂量应

A、使泥浆密度增大,对提高钻速不利;

B、形成的泥饼松软,滤失量大,不利于井壁稳定; C、泥饼中粗沙含量过高,会造成卡钻问题; D、对钻头钻具磨损很大,缩短其使用寿命。 (5)PH值:指泥浆的酸碱度,对泥浆的稳定性和化学处理剂的溶解性有影响。

高PH值的泥浆会引起泥页岩中的粘土分散,影响井壁的稳定性,造成井壁坍塌,因此PH值要控制在8-11范围内,PH值可使用PH试纸或PH计两种方法测量。

(6)钻井液酸碱性(PH值)的调整:加入烧碱、纯碱皆可。


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