钻井液工艺学(水基钻井液)

1、CP6 Water based Drilling Fluids第六章 水基钻井液 艺术的大道上荆棘丛生，这也是件好事，常人都望而却步，只需意志坚强的人例外。 .61 分散钻井液一.分散钻井液的组成1膨润土及原浆的配制1膨润土? 2配浆土量计算： .2分散剂 丹宁、褐煤、铁铬木质素、CMC、NaOH等。3分散钻井液特点1所用药品多为分散剂2矿化度低 NaCl1% Ca2+0.5Pa为了满足以上两点要求，搬土含量应控制在一定范围。留意降低泥饼摩擦系数可加外表活性剂3.降密度方法：加水、稀处置剂、低密度泥浆。比重1.301.311.601.612.002.012.30搬含2.01.81.6劣土砂，重

2、晶石。对粒度影响不同3.粒度分布的影响 塑粘大小主要由小于1um粒子浓度来决议，假设亚微米粒子浓度愈大，因此，运用分散泥浆和不分散泥浆体系将会得到不同的钻速。机理分析： 亚微米粒子易卡住或封锁井底裂痕使瞬时失水降低，同时亚微粒子呵斥粘度上升。.结论： 泥浆中的固相含量添加钻速降低，同时固含添加，泥浆的密度和粘度添加，失水量随之改动，从而使钻速降低。故泥浆固相含量是影响钻速最主要要素。.二、聚合物处置剂及作用一高聚物絮凝剂1.醋酸乙烯脂-顺丁烯二酸酐共聚物VAM2.聚丙烯酰胺PAM.3.水解聚丙烯酰胺PHP1水解反响2水解度.4.PHP、PAM的性质。1水溶性 水溶性愈差。 PHP的水溶性优于P

3、AM2粘滞性a.分子量愈大，粘度愈大。b.水解度愈大，粘度愈大。c.温度 粘度3交联4抗温可达2005PH=8时絮凝效果最正确PH10时，PHP继续水解6抗盐抗钙才干PHP抗Ca2+200转化为完全絮凝剂)抗Cl-2000PPm.二聚合物处置剂的作用1絮凝作用(1)絮凝机理：吸附：PHP分子中的-CONH2与粘土外表的氧构成氢键发生多点吸附。桥联：分子链共同吸附粘土颗粒桥联一同。网络：每条分子链之间经过粒子而缠绕，构成网络，土粒和长链分子的电荷密度，水化减弱，彼此吸附强-脱水收缩。絮凝沉降，粒子在重力作用下沉降。.(2)影响要素分子量 目前国内运用的=300600万水解度 H=30%效果最正确

4、絮凝剂浓度 小于临界浓度PH值 PH=78.5时此时H=30%PHP的絮凝效果最正确。分散剂 分散剂抵消PHP的絮凝效果. 电解质 电解质参与，如CaCl2 、NaCl等参与，使PHP成为完全絮凝剂。 运用不分散低固相钻遇石膏层时。要加适量纯碱处置。(3)为什么PHP会有选择絮凝的性质 这主要是由于PHP分子链上的-COO-与搬土外表上的静电斥力，以及搬土外表上的水化膜厚等，因此PHP在粘土颗粒外表上的吸附才干降低，但PHP与钻屑和其它劣土间没有这种排斥效应，所以PHP是絮凝劣土而不絮凝搬土。.2. 防塌作用 PAM和PHP具有一定的防塌作用，这是与淡水相比较而言它的防塌机理有这些:(1)长链

5、高分子横过泥页岩井壁的微裂痕，在井壁上多点吸附，阻止泥页岩的剥落，由于PHP分子链伸展，因此分子链卷曲的PAM防塌才干强。(2)在井壁上构成吸附膜，增大滤液流动阻力和减小滤矢量。.3.剪切稀释紊流减阻 聚丙烯酰胺是一种紊流减阻剂，把它参与在清水中，可在不改动排量情况下降低泵压。当PAM和PHP在溶液具有剪切稀释性。 紊流减阻的机理几种看法：1由于机械干扰使紊流运动时耗费让能量减少、泵压降低，吸附产生褐煤的能量2聚合物溶液中的有将能量吸附储存于聚合物分子中的趋势不会开展在干扰中。.三、无固相钻井液聚合物清水一聚合物清水运用条件1.所钻井段无高压油气层2.所钻井段无力学不稳定而需求用高比重泥浆来抑

6、制井塌地层。二聚合物清水钻井工艺1.对于井壁稳定的地层，可以絮凝为主，尽能够降低比重，最大限制提高钻速。简单工艺如下：(1)运用PAM=50100PPm.或者运用PHP=1030PPm。H=30%，即可将一切钻屑全部絮凝(2)采用振动筛和沉砂池除砂.2.对于易发生井塌的地层(1)在振动筛后参与PAM=50100PPm，同时参与CaCl2和KCl抑制钻屑分散。(2)在入口处参与PHP=50100PPm，H=30%让井浆内坚持高浓度PHP溶液。以利于井壁上构成维护膜稳定井壁。(3)沉砂池不能有效沉砂，因此应思索运用除砂器和除泥器。.三防卡措施1.保证双泵循环2.起钻前循环两周以上3.接单根动作要快

7、4.断钻具后，打捞对准落穴。循环两周方能起钻。四转化任务1.转化时机 (1)井内垮塌物较多、需求长段划眼。影响正常钻井时。 (2)即将钻遇高压地层 (3)已钻达下套管井深时2.转化工艺 (1)参与预水化搬土与井上PHP溶液按一定比例相混。 (2)在溶液中Ca2+含量高时要加碱处置。.四、两性复合离子聚合物泥浆 FA367复合离子强包被剂 组成 XY-27抑制型稀释剂 LS-惰性降失水剂 1. FA367是由多种阴阳离子，非离子的乙烯基单体共聚而成的复合离子型高分子水溶性聚合物，在高分子链节中，阴离子是钾、胺等抑制性盐类方式存在，并引入有机阳离子，对粘土颗粒进展氢键及化学键吸附，同时利用本身分子

8、间的缔合，对粘土颗粒进展包被，进而成网作用，抑制粘土颗粒分散。. 2. XY-27是由多种阴、非离子基团与有机阳离子单体共聚而成的复合离子型低分子水溶性聚合物，分子中引入有机阳离子，它能优先吸附于粘土颗粒上，且能与主聚剂分子链键合构成络合物，这阻止了主聚剂对粘土粒子有效吸附和成网，不仅具有很好的抑制性而且能有效地降低聚合物钻井液的粘度和切力。 3.LS-，主要成分有沥青，石灰石粉及少量的CMC，这些成分在泥浆中作泥饼的架桥粒子和填充粒子，从而改善颗粒级配，降低泥饼的浸透率，并提高泥饼的构成速度，构成薄而致密的泥饼，同时，这些小分子物质对钻井液流变性较小，甚至根本无影响。. 该体系可以与其它聚合

9、物配伍，相溶性较好，利于必要时的钻井液体系转换，易于实现其流变参数的优选优控，能保证较好的失水造壁性，具有较好的防塌性能和抗污染才干，与过去的多元聚合物钻井液相比，可获得更低的水眼粘度，更强的抑制泥岩分散造浆才干及配伍组分简化，实现处置剂高效化方面有了效果，并使维护、处置简化易于掌握。.五、不分散低固相钻井液(一)不分散低固相钻井液性能目的1.总的固含4% 密度 1.06，相当于固含4%2.搬含=1.52.5 钻屑与搬含D/B2:13.动切应力为 1.52.9Pa4.失水15ml5.PH值=78.56.Cl-2000PPm Ca2+钙搬土高岭石2温度的高低和作用时间长短 t T 高温分散愈强3

10、介质的化学环境 OH-、CO32-有利于粘土水化分散 高价阳离子 Ca2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Cr3+、Zn2+对高温分散有抑制造用，价数愈高，浓度愈大，抑制造用愈强。.结论： 由于高温分散是粘土本性及介质环境特性：在高温下的表现，故是任何粘土矿物存在的景象。与粘土含量多少无关，而且高温分散是不随温度变化的不可逆的永久性变化。.4高温分散对泥浆性能的影响。1对流变性的热稳定性的影响导致泥浆高温后增稠.定义：泥浆经高温后，粘度T上升的景象。hBtA曲线1 理想悬浮体。 t 曲线2 高温分散泥浆 t 但粘度高于 对应温度的正常粘度。曲线3 高温度分散影响理想 悬浮体粘度下降。1 2 3

11、 .影响高温增稠程度的要素a.高温分散的强弱b.粘土含量.现场表现a.进出口性能差别大出口增稠b.泥浆在井内静止一段时间后，粘切提高明显。.高温增稠的特点a.性能不稳b.处置频繁。c.普通稀释剂不起作用.高温后胶凝-当土量大到一定数值后，泥浆经高温作用后表失流动性构成凝胶的景象。高温粘土容量限-在一定温度下，泥浆体系发生高温胶凝所需的最低土量。 量限与泥浆中粘土类型，处置剂效能、介质环境、温度高低等要素有关，因此不能够存在一个适用于一切泥浆体系的量限。它是个实际概念，不能经过技术求得其大小，对于某一种体系泥浆用实验方法可找出其量限。.高温后胶凝的防止与处置防止：a.严厉控制粘土量，使其低于体系

12、量限 b.抑制粘土的高温分散加高价离子，抗高温处置剂处置：a.加水 b.加高价离子和稀释剂 c.加红矾2高温分散对造壁性的影响 没有坏的影响.二泥浆中粘土粒子高温聚结 高温引起泥浆中粘土粒子结合的景象。1缘由(1)高温减薄水化膜水分子热运动的结果(2)高温促使处置剂在粘土外表解吸附，使粘土粒子电位降低，水化膜减薄。(3)粘土粒子的布朗运动随升温添加高温添加粘土粒子碰撞频率。2.特点(1)普通而言，聚结程度不高。(2)随温度可逆。普通情况，高矿化度除外. 3.对泥浆性能的影响 (1)对流变性的影响 理想形状：粘度按曲线正常规律下降。 分散泥浆：不思索高温分散，粘土粒子E-E、E-F结合可逆变化，

13、升温曲线和降温曲线重合。32t1 假设同时思索高温分散和聚结，井温曲线比曲线高，且降温曲线比升温曲线高，假设粘土含量过高，高温聚结作用构成网架构造添加，呵斥高温增稠或胶凝。 高矿化度盐水泥浆高温分散弱，高温聚结主要引起粘土粒子的F-F结合，降低粘土粒子浓度，使泥浆在高温下的粘度低于理想形状粘度。如曲线3，且降温曲线比升温曲线低。. 上述景象在土量低时表现尤为突出，这种影响能够呵斥井下粘度低而带不出砂子，所以高温下泥浆的土量，这一土量称为下限。 (2)对造壁性的影响 聚结的结果使粒子的分散度降低，呵斥HTHP失水量添加，但随温度而可逆，现场阅历，HTHP失水量20ml左右为合格。使泥饼增厚。 如

14、低温失水正常，高温失水不正常，降温后又正常。那么是高温聚结问题没处理，故应针对性处置。.(三)高温外表钝化去活性 高温后泥浆中粘土粒子外表活性降低，而使它构成卡片房子构造才干减弱的景象。1.缘由 泥浆中粘土粒子外表的O、Al 、Si等与泥浆中的Ca2+、OH+、Al3+ 等发生类似水泥硬化或与石灰粘土类似的反响结果。多发生在粘土端面。. 2.对泥浆性能的影响(1)高温后减稠 泥浆经高温作用后，粘度下降的景象。 (2)高温固化成型 泥浆经高温作用后，成为具有一定强度的固态体型景象。 如土量超越容量限，高温分散作用及泥浆中粘土粒子激增构成凝胶，在其凝胶的钢架构造中的粘土粒子边侧。面的结合部位上发生

15、了水泥硬化似的外表钝化反响，使刚架构造得以强化。而有一定强度。从而产生高温固化。. 高温固化成型是土量超越量限后，由泥浆中粘土粒子高温分散。胶凝、钝化的综协作用。构成具有一定强度的固态体型。缘由：泥浆中发生高温胶凝的同时，发生 高温外表钝化的综协作用。防止方法： 土量在“量限以下 抑制高温分散。 减弱高温聚结 降低PH值.结论：处理体系抗高温才干应从以下几个方面入手：粘土含量在上下限之间。偏向下限有效控制泥浆中粘土分散、聚结、钝化控制OH-含量用外表活性剂.三、高温对处置剂及其作用效能影响(一)高温降解 高温使处置剂分子链断裂降低分子量的作用称为高温降解。 1.影响要素(1)介质的种类 如CM

16、C在空气中200不会发生明显降解。(2)分子构造.醚键 -O- 酯键 易断裂 C-C N-C C-S 比较稳定.芳环比开链稳定.支链的构成.(3)矿化条件.PH愈高易降解 .盐、钙有影响(4)温度高低，作用时间长短。(5)其它要素，如氧化含量。细菌作用，光辐射，搅拌。.常用途置剂抗温才干种 类降解温度腐植酸及其衍生物200230聚丙烯酰胺类200230以上铁铬盐及其衍生物130180纤维素及其衍生物140160栲胶及其改性产品180以上磺甲基酚醛树脂210220.2.处置剂的抗温才干 处置剂在它的水溶液中发生明显降解的温度24h检验方法：(1)检查处置剂的主链 配成一定浓度如1%溶液测粘度，高

17、温24hr后在同一条件下测粘度，如粘度明显下降阐明降解可采用漏斗，旋转粘度和毛细管粘度计(2)检验亲水基零落以抗盐才干检验 配成一定浓度溶液，测抗盐性，经24h高温再测抗盐性。. 3.对泥浆性能的影响(1)使处置剂失效，泥浆性能破坏，且随温度不可逆，所以降解作用主要影响热稳定性。例：稀释剂降解：泥浆高温后增稠、胶凝增稠剂降解：泥浆高温后减稠降水剂降解：B K (2)降解副产品使泥浆性能破坏 高温降解后产生副产品如CO2、H2S等使PH值下降，同时还对钻具产生腐蚀作用。 4.高温降解的抑制 参与抗氧剂抑制氧化反响进展，常用抗氧剂苯酚及衍生物、苯胺及衍生物、亚硫酸盐、硫化物。. (二)处置剂的高温

18、交联 高温促进处置剂分子链连结长大分子量的过程不随温度可逆 1.对泥浆性能的影响 (1)高温胶联过头的影响 高温胶联过头使处置剂构成体型构造，处置剂不溶于水，构成冻胶。结果呵斥泥浆高温后胶凝，失水猛增，PH值下降这种直接看到“块状物可以判别是哪一类胶凝。. (2)高温交联适当的影响 抵消高温降解作用，坚持泥浆热稳定性。常用交联剂：乙二醇、低分子聚丙烯酸钠、甲醛。 处置剂增效例：SMC与SMP交联，SMCSMP水=105100加盐至饱和，粘度SMC不溶解，滤液红色。200/24hr。SMC溶解抗盐至饱和。SMC吸附才干强。SMP的水化才干强。高温交联后，两者优点中和，使处置剂增效。现场表如今以下

19、方面： 景象效果比室内好，现场愈用愈好，井愈深愈好，失水下降，除高温分散剂外，还有处置剂增效作用。. 3.影响高温交联的要素(1)温度高低与作用时间长短(2)处置剂构造 腐植酸类易交联，不易交联过头含不饱和键多本质素易交联过头，聚丙烯酸类不易交联。(3)PH的影响 凡是苯环参与的交联反响。PH值愈高交联反响愈猛烈。随着OH-的耗费。PH值又下降。(4)处置剂浓度愈高，愈易交联(5)矿化条件 含盐量高时，处置剂因盐析使水化膜变薄，相互间靠拢而发生交联反响，另外，有的离子Ca2+、Fe2+本身就是交联剂。. (三)处置剂高温解吸作用高温升高，处置剂在粘土外表吸附量下降的景象。 1.高温解吸对泥浆性

20、能的影响(1)淡水泥浆，E-E、E-F结合。增稠，B(2)高矿化度泥浆F-F结合，减稠，B 2.处理方法(1)引入高价金属离子与粘土外表产生剧烈静电吸附(2)提高处置剂浓度(3)低PH值PH值添加，处置剂溶解才干，吸附才干减弱。. (四)处置剂的高温去水化 高温使处置剂水化膜减薄的景象。 它随温度可逆，主要影响的是高温聚结。(1)运用离子基作水化基，且增大水化基的比例。 高温去水化的强弱，取决于水化基的本性，靠极性链及氢键水化基团，去水化作用强，由离子基水化作用构成的水化膜高温去水化弱。(2)PH值高有利 由于PH值高，处置剂的溶解才干加强，即水化膜增厚，但高PH值，对其它性能影响较大，所以不

21、能用提高PH值方法来防止去水化作用，而采用酸性水化基团，如-SO3-因它是强的酸性基团，不受PH值影响。.(五)抗高温处置剂的根本要求及分子构造特征基本性能要求分子结构特征采用C-C、C-N、C-S键，避免使用-O- 键，控制饱和基比例在粘土表面吸附能力强，且不受高温影响或影响较小使用高价阳离子作吸附基，同时增大吸附基的比例亲水基团的亲水性强，且受高温影响小采用离子基作水化基如磺酸基等提高比例。即是高磺化度在较低的PH值条件下，能有效地发挥效能采用强酸性基团如-SO3-为水化基团。抗高温降失水剂不能引起严重增稠分子量不能太大，一般不超过20万，但国内有用到50万的.(六)抗高温处置剂的作用机理

22、 1.抗高温稀释剂作用机理 加丹宁酸钠：优先吸附在粘土端面，带去足够的水化膜和提高电位，从而抵散卡片房子构造，使下降。. 现代实际以为： 假设稀释剂含有高价金属离子，使粘土粒子F-F结合，降低分散度，使粘度下降。另外稀释剂能优先吸附在粘土端面拆散卡片方子构造，使下降，最终使下降。可用的高价金属离子有Cr3+、Fe3+、Al3+等。最常用的是Cr3+这就是为什么抗高温稀释剂大都有Cr3+及国内外所用的体系为Cr3+体系的缘由。.抗高温稀释剂的作用(1)抑制粘土高温分散 (2)抑制高温下聚结2.抗高温失水剂(1)控制失水的途径提改善泥饼浸透性降低高温下泥饼浸透性高温护胶泥饼的可紧缩性. (2)作用

23、机理 失水控制剂有效地吸附在粘土粒子外表上。带来足够的水化膜厚度和提高粒子电位。以防止粘土粒子聚结，坚持粒子的合理级配。从而保证泥饼的致密性，使泥饼浸透率下降，失水量降低。. (七)抗高温处置剂简介 1.腐植酸及其衍生物 该类处置剂的连结键为C-N、C-C键，稳定性好，故热稳定性高，但分子量不太大，故热稳定性高，但分子构造复杂活性基团多，易发生高温交联，但分子量不太大，故交联后不易产生三维构造。腐植酸分子构造中的亲水基主要为能电离的离子基如-COO-Na+,所以抗盐、抗钙才干弱，此处腐植酸在粘土外表的吸附主靠酚羟基酚羟基的极性与粘土外表的氧或氢氧构成氢键吸附，这样呵斥吸附才干弱。 . 腐植酸的

24、改性 所谓改性即是引入高价阳离子与腐植酸进展络合，让高价金属离子与带负电的粘土外表结合来添加吸附力：再引入磺酸基-SO33-，以加强水化性。.(1)SMC运用条件：SMC为腐植酸的磺甲基衍生物，经重络酸盐络合而成，凡是NaC在泥浆中运用规律，原那么上都适用于SMC，它主要用作抗高温失水控制剂效能:a.抗温才干 抗温200220b.抗盐才干 抗盐3%(200时)与其它处置剂配合运用可提高c.运用PH值为9-11d.适用于SMC/SMP盐水体或饱和盐水SMC搬土淡水体系。e.加量为37%干粉.2.SMT性状、黑褐色、晶形粉末。运用条件略SMT为五倍于丹宁经磺化后再由重络酸盐络合而成，主要用于高温泥

25、浆稀释剂。目的是在丹宁分子上引入一个或多个磺甲基CH2SO3-以加强水化才干。. 络合反响在磺甲基丹宁中参与一定量的重络酸盐，在一定条件下选使CrO42-氧化磺甲基丹宁，一方面释放出Cr3+,与被氧化的磺甲基丹宁进展络合过程如下：CrO42+ +磺甲基丹宁+4H2O氧化磺甲基丹宁Cr3+氧化磺甲基丹宁磺甲基丹宁-铬. 效能a.在淡水泥浆中可抗温至180200b.抗钙才干强，可抗游离Ca浓度达20ppm。c.抗盐才干弱，NaCl含量大于1%之后，稀释才干显著下降。d.PH值911e.适用于含Cr泥浆体系f.加量普通在1%以下. 3.磺化酚醛树脂 (1)SMP-1构造和特性 SMP的分子构造特点

26、分子量普通在1万以上，因此5%水溶液粘度与淡水差不多，且分子不是直链型，故对粘土无絮凝作用，不会引起泥浆增稠。 .亲水基为-CH2SO3-且比例大，SMP-1的实际磺化度为75%，所以它的亲水性好。抗盐、抗钙才干强。较低的PH值不会影响亲水性。吸附基为酚羟基故PH高对吸附不利，而且受高温影响。. (2)SMP降失水机理 带有大量负电荷和很厚水化膜SMP。它吸附在粘土外表上，添加了粘土外表的电位和水化膜厚度，防止粘土颗粒聚结和提高粒子的堵孔才干，保证泥浆中有较多的胶体粒子，构成的泥饼致密，使失水量降低。. (3)SMP-1的运用规律抗温才干强200220抗盐才干强，加盐越多效果越好，但5%NaC

27、l加量时效果不好，机理无法解释SMP吸附量添加使电位上升的数值，抵消了加盐使电位下降的数值还有余。抗钙才干强SO3能溶于水。同时Ca+的交联使成为分子构造的组成部分，它在粘土外表建立静电吸附。使吸附量添加。必需经过复配运用才有效果。单独运用没有降失水效果。.PH值愈高，SMP-1抗盐才干越强，由于磺化度一定时，PH值添加，SMP分子中酚羟基酚钠基。酚钠基有一定的亲水才干，因此抗盐才干加强。但PH值愈高，吸附量愈低，失水量愈大，适用PH=811在盐水泥浆有稀释作用，在分散泥浆中有增拈作用。搅拌作用与SMP-1效能的发扬关系很大。由于SMP-1是经过护胶作用来改善泥饼质量而降低失水的。所以只需经过

28、对粘土粒子有足够的搅拌前提下，SMP-1才干将粒子维护起来发扬作用。分子量愈大，吸附量愈大，降失水效果越好。加量普通在25%。. 4.外表活性剂(1)任何深井都运用外表活性剂(2)但没有普遍规律。(3)运用阴离子型时留意发泡。(4)外表活性剂与其它处置剂配合运用，可以提高泥浆热稳定性如吸附在粘土断键边缘，遮盖其端面，防止高温固化等，从而提高热稳定性。.(5)运用非离子型留意升温析出。(6)外表活性剂可以改善高温下流变性能，即控制粘度与切力，如去除泥浆中泡沫，可降低粘度等。(7)非离子型外表活性剂可降低HTHP的失水HT下析出小颗粒改善泥饼质量。(8)降低泥饼摩擦系数。(9)调理PH值。.四、高

29、温深井水基重泥浆流变性的控制与调整 一流变性控制1. 深井高温水基重泥浆流变性的主要表现 流变性的高温稳定性： 高温后增稠：泥浆经高温后粘度、切力添加，直至丧失流动性高温后胶凝、高温固化；. 性能泥浆rTAVPV01010某井浆2.20954233182248200/24h2.201607560304078.表现： 泥浆经井下循环运用后粘度不断添加严重时流不动，降粘剂效果愈来愈小，直至失效。带来的问题： 井愈深，温度愈高，运用时间愈长，泥浆愈重(密度愈高)，泥浆处置愈难，引发井下问题愈大，经常导致无法运用。钻井无法正常进展。. 高温后减稠：泥浆经高温作用后粘度、切力下降的景象 性能泥浆rTAV

30、PV01010某井浆2.00904030202045200/24h2.00603326141820.表现： 泥浆经井下循环运用后粘度愈来愈低(且目前普通提粘剂难以改动)。带来问题： 井下携带才干、悬浮才干下降，停泵沉砂、起钻井下重晶石沉淀，泥浆槽池内重晶石沉淀。. 流变性随温度而变化高温降粘：泥浆粘度、切力随温度升高而下降。随温度可逆变化能够引起泥浆在深井高温井段携带才干及悬浮才干下降，严重时井下重晶石沉淀。高温增粘：泥浆粘度、切力随温度升高而上升(严重时可丧失流动性) ，随温度可逆变化将引起井下一系列问题。粘度切力t .2. 作用机理及影响要素粘 土：高温分散高温外表钝化处置剂：高分子降解分

31、子间交联水化基高温去水化处置剂与粘土外表之间：吸附与解吸加上固相含量特别是粘土含量的累积 作用机理 高温引起泥浆中各组份(粘土、各种处置剂)本身及各组份之间的相互作用发生物理、化学等变化。. 影响要素 温度：温度愈高影响愈大。 高温作用时间愈长影响愈大 处置剂：抗温才干抗降解 抗高温解吸附才干 交联才干 固相含量：特别是粘土含量 . 高温泥浆粘土容量限： 泥浆在高温下流变性的热稳定性和粘温性能坚持良好 ，所能允许的最高和最低容量(上、下限)。它是泥浆体系的一个固有性质。.泥浆中实践粘土超越其容量上限：高温后增稠、胶凝、固化，高温下增粘、胶凝泥浆中实践粘土低于其容量下限：高温后减稠，高温下降粘。

32、泥浆粘土高温容量上、下限中，上限最为重要。上限愈高，上、下限差值愈大，泥浆流变性好控制，反之那么困难。.温度愈高，容量上限愈低，下限愈高二者差值愈小。粘土(泥浆中必含组分)种类：高温分散愈强，容量上限愈低；高温分散愈弱，容量上限愈高。处置剂：高温下抑制粘土高温分散才干及降粘才干愈强，那么容量上限愈高，反之愈低。固相含量：泥浆密度愈高，容量上限愈低。水相抑制性愈高、容量上限愈高，反之那么低。.3. 当前主要技术难题无论深井泥浆高温后增稠(胶凝、固化)、减稠，高温增粘、降粘都将引起人们熟知的钻井平安和技术问题。而且这些问题随井深而加剧。从而随着井愈深、井温愈高，运用时间愈长，性能愈差，处置愈困难，

33、技术要求愈高，本钱耗费也愈大。其中尤以泥浆高温流变性的稳定性(首先表现为高温后增稠)最常见，最难办(重点)。. 二处理方法与现状1. 处理思绪及方法 尽量降低固相含量：减少加重剂的量：受泥浆密度和加重剂密度限制。尽量减少钻屑含量：用好固控技术尽量降低般土含量：但受流变性本身及高温增稠、高温降粘等要素制约。. 研发抗高温(抗盐)重泥浆高效降粘剂提高抑制高温分散的才干提高高温降粘才干(高温下的吸附及水化才干)提高泥浆的水化抑制才干：处理好泥浆抑制性与配浆性的矛盾。 现状 目前从面上讲可以应付消费，但未构成成熟的系列配套技术、抗高温降粘剂至今无本质性突破，仍是一项没有真正处理的技术难题，而随处可见。

34、 .目前较有希望的技术方向：在上述根本思绪的根底上，加强三个方向：不影响泥浆密度而大量减少重晶石用量(泥浆加重不完全依托重晶石)不影响泥浆流变性而能大幅度降低般土含量(流变性控制不完全依托般土)对粘土分散的抑制性不依托降粘剂，而是以大幅度提高水相的抑制性为重点。.三深井窄平安密度窗口时重泥浆平安钻井这是当前国内外深井重泥浆钻井未能很益处理的另一艰苦技术难题。它是建立在深井、高温、重泥浆流变性的有效控制根底上的钻井、泥浆综合技术。.1. 钻井平安密度(压力)窗口井眼中有三个压力剖面：P破 、 P地 、 P塌P泥P破 井漏；P泥P地井喷；P泥P塌 井塌因此，必需 P破P泥P地P地P塌或 P破P泥P

35、塌P塌P地.2.深井井段P确定之后的重泥浆钻井技术 保证泥浆循环当量压耗(密度)小于P，优化井眼构造及优化泥浆技术使井眼的P尽量扩展。 高温高压井内泥浆循环当量压耗确实定 (i)井内循环过程中各点泥浆的温度温度剖面确定及调整和改动温度剖面的方法。由泥浆比热、地层岩石比热、各部分传热系数、地温梯度、泥浆排量、泥浆入井温度、井身构造、钻具组合、循环时间等要素确定。.(ii).泥浆循环过程中按温度剖面分布的H.T.H.P流变性的变化及其循环压耗确实定；(iii)泥浆可紧缩性与其密度确实定。(iv).水力参数，井身构造、钻具组合的影响。. 符合上述要求的泥浆体系及运用技术，以泥浆循环压耗 P耗P为原那

36、么：()调整井内泥浆循环温度；()调整泥浆流变性；()建立相应的泥浆体系及运用技术。. 66 几种新的泥浆体系 一微泡沫水基钻井完井液 1.在水相中均匀分布布着未聚结独立的微气泡10- 100 m的流体，微泡的存在对流体流变性无本质性影响，且具有以下特点：.稳定：在井下运用及循环过程中坚持不变，无需附加设备就可循环运用；不影响井下测试工具，动力工具的运用，不影响固控设备的运用；现有钻井工艺及设备无需大改就可运用；无需注入空气、天然气的情况下产生气泡。而是由高速搅拌、钻头放射等作用产生气泡。被特殊的发泡剂构成的多层膜包裹而构成。. 2.体系构成水加上必需的各种抑制剂无机盐、有机酸盐作为基液；发泡

37、剂：抗盐、抗温、抗油的特种外表活性剂；泡沫动力稳定剂：能在水中提高粘度，产生切力构造的聚合物。流变性调理剂：保证体系具有携带才干及悬浮才干。一种可产生构造的水溶性聚合物与动力稳定剂；失水控制剂:不依托粘土。 .(3)3运用范围： 油层维护、防漏、堵漏 1 的低压欠平衡钻井:(低压低渗油气层、枯竭油田侧钻程度井；低压漏失地层的钻井；低压产层的射孔液、洗井液、修井液；漏失产层的完井防漏失；要提高机械钻速； 。.井壁稳定、抑制造浆维持低固相，深井重泥浆流变性控制、油层维护，都需求尽能够提高泥浆的抑制性。目前，大多数泥浆的抑制性达不到要求。提高泥浆抑制性的主要困难：抑制剂本身抑制才干有限，无法到达完全抑制粘土水化的程度；泥浆配浆性与抑制性的必然矛盾，大大减弱泥浆的抑制性二高抑制性泥浆体系. (1) 有机酸盐的运用有机酸盐包含甲酸钠、钾、铯盐，乙酸钠等。特点：有极高的溶解度，可以获得很高浓度和很高密度的水溶液，且结晶温度很低；可以得到活度很低的水溶液，其抑制性大大高于常用无机盐可与常用大多数处置剂匹配，对泥浆性能影响比常用无机盐小，可以建立起常用的泥浆体系。.盐类溶解度(%)密度结晶点溶液活度NaCL271.17-40.755CaCl2421.30-200.32HCOONa