泥浆添加剂.doc

泥浆处理剂及其作用原理为了保证钻井泥浆得稳定性与调整泥浆得各种工艺性能,以适应各种情况下得钻井要求,泥浆中使用着各种各样得化学处理剂(泥浆添加剂)。随着钻井工艺向高速优质、超深井、海洋与复杂地层发展,泥浆体系不断发展,泥浆处理剂得种类也在不断得增加与更新。目前,美国得泥浆处理剂已经超过3000种。按处理剂在泥浆中所起作用不同,可将泥浆处理剂分为以下十六类:(1)碱度与pH控制剂;(2)杀菌剂;(3)除钙剂;(4)腐蚀抑制剂;(5)消泡剂;(6)乳化剂;(7)降失水剂;(8)絮凝剂;(9)起泡剂;(10)堵漏材料;(11)润滑剂;(12)页岩稳定剂;(13)表面活性剂;(14)降粘剂与分散剂;(15)增粘剂;(16)加重剂。按处理剂得化学组成,可将其分为无机处理剂、有机高分子处理剂与表面活性剂三大类。1、1无机处理剂1、1、1纯碱纯碱就就是碳酸钠(Na2CO3),又叫苏打。无水碳酸钠为白色粉末,密度2、5,水溶液呈碱性(pH值约为11、5),在空气中易结成硬块(晶体),存放时要注意防潮。纯碱能通过离子交换与沉淀作用使钙质粘土变为钠质粘土:Ca粘土+Na2CO3Na粘土+CaCO3↓从而有效地改善粘土得水化分散性能,因此加入适量纯碱可使新浆得失水下降,粘度、切力增大。但过量得纯碱要产生压缩双电层得聚结作用,反而使失水增大。其合适加量要通过造浆实验来确定。此外,由于CaCO3得溶解度很小,在钻水泥塞或泥浆受到钙侵时,加入适量纯碱使Ca沉淀成CaCO3,从而使泥浆性能变好。含羧基钠官能团(-COONa)得有机处理剂因钙侵(或Ca++浓度过高)而降低其处理效果时,一般可以用加入适量纯碱得办法恢复其作用。1、1、2烧碱烧碱即氢氧化钠(NaOH),就是乳白色晶体,比重为2~2、2,易溶于水,溶解时放热,溶解度随温度升高而增大,水溶液呈强碱性(pH值为14),能腐蚀皮肤与衣服。烧碱就是强碱,用于控制泥浆得pH值,与丹宁、褐煤等酸性处理剂配制成碱液,使其有效成分溶解,还可控制Ca++浓度,因为1、1、3石灰生石灰就是CaO,吸水后变成熟石灰Ca(OH)2,在水中得溶解度不大(常温下约为0、16%)且随温度升高而降低。石灰可提供Ca++,控制粘土得水化分散能力使之保持适度得粗分散,配合降粘剂与降失水剂进行钙化处理,可得性能比较稳定、对可溶盐侵污不敏感、对泥页岩防塌性能较好得钙处理泥浆。但石灰泥浆在高温情况下可能产生固化,因此超深井慎用。石灰还可配制石灰乳堵漏剂封堵漏层。1、1、4石膏石膏(CaSO4)有生石膏与熟石膏两种。熟石膏就是白色粉未,比重2、5,常温下溶解度较小(约为0、2%),40℃以前,溶解度随温度增高而增大,40℃以后,溶解度随温度增高而降低,其溶解度大于石灰。吸湿后结成硬块,存放时应注意防潮。在处理泥浆上,石膏与石灰得作用大致相同,都就是钙处理得原材料,其差别在于阴离子得影响不同,石膏提供得钙离子浓度比石灰高一些,石膏处理会引起泥浆pH值降低。1、1、5***化钙***化钙(CaCl2)能大量溶于水中(常温下约为75%)且其溶解度随温度增高而增大,它比石灰、石膏得溶解度大得多,故可用来配制防塌性能较好得高钙泥浆。由于,用CaCl2处理时常常引起泥浆pH值降低,同时CaCl2泥浆得pH值不宜过高,才能保证较高得Ca++浓度。1、1、6食盐食盐(NaCl)为白色晶体,常温密度约为2、17g/cm3。纯品不潮解,含MgCl2、CaCl2、等杂质得食盐容易吸潮。在水中得溶解度较大(20℃时为36、0克/100克水),且其溶解度随温度增高略有增大(80℃时为38、4克/100克水)。食盐主要用来配制盐水泥浆与饱与盐水泥浆,以防岩盐井段溶解成“大肚子”。还可用来提高泥浆得矿化度,抑制井壁泥岩水化膨胀或坍塌。有时用于提高泥浆得切力与粘度。1、1、7水玻璃水玻璃一般为粘稠得半透明液体,随所含杂质不同可以呈无色,棕黄色或青绿色等,井场采用得水玻璃比重约为1、5~1、6,pH为11、5~12,能溶于水与碱性溶液,能与盐水混溶,可用饱与盐水调节水玻璃得粘度。水玻璃得化学式常用Na2SiO3表示,但实际结构常以SiOSi键连成低聚合度得聚合物,故用Na2O·XSiO2表示水玻璃得组成较好。水玻璃加入泥浆,可以部分水解生成胶态沉淀:可使部分粘土颗粒(或粉砂等)聚沉,从而保持较低得固相含量与比重。此外,水玻璃泥浆对泥页岩得水化膨胀有一定得抑制作用,故有较好得防塌性能。当水玻璃溶液得pH降至9以下时,整个溶液会变成不流动得凝胶。这就是由于水玻璃发生缩合作用生成较长得带支链得SiOSi链,这种长链能形成网状结构而包住溶液中全部水。从调匀pH到胶凝所需得时间,随pH而有很大得变化(可以从几秒到几十小时),利用这个特点,可以将混入水玻璃得泥浆打入预定井段进行胶凝堵漏。1、1