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泥浆的科学选用与配比

所属分类:行业新闻    发布时间: 2024-10-24    作者:admin
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泥浆通常由水、黏土(或膨润土)、化学处理剂等组成。水是泥浆的主要载体,其质量和性质对泥浆性能有重要影响。黏土或膨润土作为主要的固相成分,能够提供泥浆的黏度和悬浮能力。化学处理剂则包括增黏剂、降滤失剂、抑制剂等,用于调整泥浆的各项性能指标。

配比的影响因素

1、地质条件不同的地层结构和岩土特性要求不同性能的泥浆。例如,在松散砂层中,需要高黏度、低滤失的泥浆;而在坚硬岩层中,对泥浆的润滑性和冷却性能要求更高。

2、钻进工艺钻进速度、钻头类型、钻进深度等钻进工艺参数也会影响泥浆的配比。高速钻进通常需要更好的冷却和排屑性能,而深井钻进则需要更强的护壁能力。

3、环境因素施工环境的温度、湿度、海拔等因素也会对泥浆性能产生影响。在高温环境下,需要添加抗高温的处理剂以保持泥浆性能稳定。

常见的泥浆配比方法

1、经验配比法根据以往类似工程的经验,结合当前工程的特点,初步确定泥浆的配比。然后通过现场试验和调整,逐步优化配比方案。

2、理论计算法基于泥浆的物理化学原理和相关公式,计算出所需的各种成分的比例。但这种方法往往需要较多的参数和数据,实际应用中常结合经验进行调整。

3、试验优化法在实验室或现场进行大量的试验,测试不同配比下泥浆的性能指标,如黏度、密度、滤失量等,从而找到.优的配比方案。

泥浆性能指标的测试与调整

1、粘度使用旋转黏度计测量泥浆的黏度,以评估其悬浮和携带钻屑的能力。

2、密度通过密度计测量泥浆的密度,保证其能够提供足够的静水压力来平衡地层压力。

3、滤失量采用滤失仪测定泥浆的滤失量,控制泥浆向地层的失水,防止地层坍塌。根据测试结果,如果泥浆性能不符合要求,需要及时调整配比。例如,黏度偏低可增加黏土或增黏剂的用量;滤失量过高则添加降滤失剂。工程中泥浆种类繁多,但根据其化学成分可归类为以下几种,其配比方法如下:

Na-CMC(钠羧甲基纤维素)泥浆该泥浆为.普通的提粘型泥浆,Na-CMC起进一步提粘和降失水作用。配方为:优质造浆粘土150~200g,水1000ml,纯碱5~10Kg,Na-CMC6kg左右。泥浆性能为:密度1.07~1.1 g/cm3,粘度25~35s,失水量小于12ml/30min,pH值约9.5。

铁铬盐-Na-CMC泥浆

该泥浆提粘且稳定性较强,铁铬盐起防絮凝(稀释)作用。配方为:粘土200g,水1000ml,纯碱液50%浓度加量约20%,铁铬盐溶液浓度20%加量0.5%,Na-CMC 0.1%。泥浆性能为:密度1.10 g/cm3,粘度25s,失水量12ml/30min,pH值9。

木质素磺酸盐泥浆木质素磺酸盐取材于亚硫酸纸浆废液,一般与煤碱剂配合使用,在提粘的基础上解决泥浆的防絮凝和降失水。配方为1m3泥浆用粘土100~200kg,亚硫酸纸浆废液30~40kg,煤碱剂10~20kg,NaOH5~10kg,消泡剂5~10kg,水900~1000L。

泥浆性能为:密度1.06~1.20 g/cm3,漏斗粘度18~40s,失水量5~10ml/30min,在钻进过程中为进一步降失水可升加0.1~0.3kg Na-CMC腐植酸泥浆

腐植酸泥浆是用煤碱剂或腐植酸钠做稳定剂的,它可以与其他处理剂如Na-CMC等配合使用,制备腐植酸泥浆的配方是1m3泥浆中加150~200kg煤碱剂(干量),3~5kgNa2CO3,900~1000L水。

泥浆性能:密度1.03~1.20 g/cm3,失水量4~10ml/30min,pH值9。

一、造浆类材料:钙基膨润土、钠基膨润土、有机膨润土、国标膨润土。二、堵漏材料:地层压力增强剂、可控凝胶、化学固化封堵剂、大裂隙堵漏剂、高粘堵漏剂、膨胀交联堵漏剂、膨胀堵漏王、液体膨胀固化剂、酸溶型桥塞堵漏剂、新型聚合物随钻堵漏剂、零渗透钻井液处理剂、纤维状堵漏剂、单向压力封闭剂、瞬间堵漏剂、复合堵漏剂、混合堵漏剂(粗、细)、综合堵漏剂(粗、细)、随钻堵漏剂、橡胶颗粒、棉籽壳、核桃壳、稻壳、云母片、石棉、锯末粉、蛭石、生石灰、熟石灰、油井水泥、速凝水泥、稠化水泥、超细水泥。

三、絮凝包被剂类:聚丙烯酰胺、润滑絮凝剂、多元共聚物PAC-141、钻井液用P++胶乳、阳离子乳液聚合物、多元共聚物降滤失剂、增稠剂80A-51、包被剂FA-367、钻井液用螯合金属聚合物、聚合物增效抑制剂、复合离子聚合物强包被剂、复合金属离子螯合物、多糖包被抑制剂、阳离子抑制剂、强包被抑制剂。四、增粘降失水剂类:羧甲基纤维素钠(高粘HV)、羧甲基纤维素钠(低粘LV)、聚阴离子纤维素(高粘)、聚阴离子纤维素(低粘)、羧甲基淀粉、羟丙基淀粉、黄原胶、正电胶干粉。五、降粘降滤失剂类:铁铬木质素磺酸盐、磺化单宁、磺化栲胶、磺化沥青粉、磺化褐煤树脂、磺甲基褐煤、褐煤树脂、无铬稀释剂、腐殖酸类、腐植酸钾、阳离子褐煤、无荧光润滑防塌剂、水解聚丙烯腈钠盐、水解聚丙烯腈铵盐、水解聚丙烯腈钾盐、水解聚丙烯腈钾铵盐、降失水剂、硅氟稀释剂、防塌降失水剂、有机硅腐植酸钾、水分散阳离子乳化沥青、双聚铵盐、成膜树脂防塌剂、成膜降滤失剂、高粘乙烯基单体共聚物防塌降滤失剂、低粘乳液聚合物LP++、阳离子乳化沥青粉、阳离子乳化沥青胶、阳离子低荧光防塌剂、磺化沥青。

六、润滑降滤失类:有机硅醇抑制剂、聚醚多元醇防塌剂、改性沥青、低荧光防塌剂、钻井液用聚合铝防塌剂、无荧光白沥青、抑制防塌剂、钻井液用处理剂SM-1植物胶、聚硅酸盐井壁稳定剂。

七、抗盐抗高温降失水剂类:抗高温抗盐胶、三磺聚合物、抗高温抗盐增粘降滤失剂、磺化酚醛树脂1型、磺化酚醛树脂2型、磺化酚醛树脂(胶体)、抗高温抗盐降失水剂1型、抗高温抗盐降失水剂2型、抗盐水降失水剂、高温高压屏蔽剂、抗高温高压复合降滤失剂、改性淀粉。

八、润滑清洁剂类:白油、皂化油、液体润滑剂、润滑小球、钻井液用纳米石墨固体润滑剂、润滑剂、多功能润滑剂、非极性防卡润滑剂、无荧光液体润滑剂、石墨粉、聚合醇润滑剂、固体润滑剂、钻井液用防卡剂、清洁剂、固相化学清洁剂、高级丝扣油。

九、解卡剂类:快速渗透剂-快T、烧碱、盐酸、六偏磷酸钠、高比重解卡剂。

十、杀菌剂类:乳化剂斯盘-80、戊二醛溶液、甲醛。

十一、发泡剂类:十二烷基苯磺酸钠。

十二、消泡剂类:有机硅消泡剂。

十三、水泥外加剂类:水泥早强剂、水泥速凝剂、水泥增稠剂、水泥缓凝剂、水泥减阻剂、水泥降失水剂、石膏、水玻璃、水泥降滤失剂。

十四、加重材料:石灰石粉、超细碳酸钙、重晶石粉、活性重晶石粉、铁矿石粉、铅矿粉。

十五、碱性类:纯碱、小苏打、烧碱、氢氧化钾。

十六、无机盐类:硅酸钠、硅酸钾、重铬酸钾、氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、甲酸钠、甲酸钾。

十七、除硫剂类:碱式碳酸锌、除硫剂。

十八、复合材料:广谱护壁剂Ⅰ型、广谱护壁剂Ⅲ型、广谱护壁剂Ⅳ型、防塌防卡剂、高粘防塌剂、高效增粘降失水剂、润滑防塌剂、多功能钻井液处理剂、特种泥浆性能调节剂、聚合物102防塌剂、混合物B型、油层暂堵保护剂、强力降粘剂。

选择泥浆材料的方法:

一、同类产品,只选1-2个产品。例如:

1、造浆类就选用国标膨润土;

2、絮凝包被剂类就选聚丙烯酰胺,其它产品的主要成分还是聚丙烯酰胺,只是纯度低了;

3、增粘降滤失类就用钠羧甲基纤维素(HV),聚阴离子纤维素和黄原胶难保质量且价格虚高;

4、降粘降滤失类就用水解聚丙烯腈铵盐和腐殖酸类;

5、抗温抗盐降滤失类就用改性淀粉和磺化酚醛树脂;

6、润滑类就用石墨粉和乳化沥青;

7、碱性类就用纯碱和烧碱;

8、无机盐类就用氯化钠和氯化钾;

9、堵漏剂就用地层压力增强剂和大裂隙堵漏剂;

10、加重类就用石灰石粉和重晶石粉。


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