陽離子聚合物鉆井液體系是以高相對分子質(zhì)量陽離子聚合物(簡稱大陽離子)作包被絮凝劑,以小相對分子質(zhì)量有機(jī)陽離子(簡稱小陽離子)作泥巖抑制劑,并配合降濾失劑、增粘劑、降粘劑、CaO等處理劑配制而成的,它是一種新型的聚合物鉆井液體系。
陽離子離子鉆井液體系常用處理劑及功能:
⑴、大陽離子:顆粒狀固體,較易溶解,其膠液PH值7-8之間。具有包被鉆屑,抑制鉆屑造漿的作用,還有一定的增粘作用。在鉆井液中的最佳含量是0.2-0.4%。
⑵、小陽離子:液體或粉末狀固體,其膠液PH值5-7之間。具有抑制粘土水化分散的作用,還有一定的增粘增失水的負(fù)作用。在鉆井液中的最佳含量是0.3-0.5%。
⑶、降濾失劑:SAS、鈉鹽、CMC、SPNH(磺化褐煤樹脂)
⑷、增粘劑:HV-CMC
⑸、降粘劑:SMC(磺化褐煤)、PSC(磺化酚腐植酸鉻)、FCls
⑹、加重劑:鐵礦石粉、石灰石粉 ⑺、Ca0:提供Ca2+,減弱地層粘土水化分散,穩(wěn)定鉆井液性能
陽離子鉆井液現(xiàn)場應(yīng)用
1、聚合物鉆井液轉(zhuǎn)化為陽離子鉆井液
⑴、鉆表層水泥塞時(shí),根據(jù)水泥塞的長度加入適量的純堿,沉除Ca2+,確保鉆井液具有良好的流動性。
⑵、鉆完表層水泥塞,測量全套鉆井液性能,排放適量的聚合物鉆井液,補(bǔ)充清水,循環(huán)均勻后,測量鉆井液性能,若粘度≤45s,搬土含量≤45g/l,固相含量≤10%,改型前的準(zhǔn)備工作完畢。
⑶、將小陽離子、FCLS、NaOH配制成膠液,按照循環(huán)周均勻混入聚合物鉆井液中,小陽離子的含量控制在0.3-0.5%之間,循環(huán)2-3周后,測量鉆井液性能,若粘切較高,可再次加入FCLS、NaOH膠液降低粘切,粘度<50s。
⑷、將大陽離子配制成膠液,按照兩個(gè)循環(huán)周均勻加入,大陽離子含量控制在0.2-0.4%之間。大陽離子加入后,鉆井液粘切會會大幅度上升,隨著鉆井液的循環(huán),鉆井液粘切會逐步下降,粘切穩(wěn)定后會比加入前略有上升,因此大陽離子加入一周后,循環(huán)2-3周,再次加入大陽離子。
⑸、加入小陽離子后,鉆井液失水會有所上升,可加入CMC、鈉鹽降低鉆井液失水,CMC的降失水效果明顯好于鈉鹽。
⑹、改型完畢后,測量Ca2+濃度,若Ca2+濃度偏低,可加入Ca0乳液,Ca2+濃度控制在400-600mg/l之間。
陽離子鉆井液的性能維護(hù)
⑴、根據(jù)進(jìn)尺或返出鉆屑狀況補(bǔ)充大陽離子膠液,其含量維持在0.2-0.4%之間,充分發(fā)揮其包被抑制作用。
⑵、間斷補(bǔ)充小陽離子膠液,使其含量達(dá)到0.3-0.5%,補(bǔ)充CaO乳液,使鉆井液中[Ca2+]>400mg/l。適時(shí)加入NaOH或KOH,PH值控制為9,若PH值偏高,會降低Ca2+濃度。
⑶、在補(bǔ)充大、小陽離子時(shí),可加入適量SMC、PSC調(diào)整鉆井液粘切與流型,盡量不加入FCls,減少鉆井液中的氣泡。
⑷、適量的加入SAS、腐鉀,改善泥餅質(zhì)量,中壓失水控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。井深超過2500m,補(bǔ)充SPNH、SMP降低HTHP失水,2500-3000mHTHP失水控制在10-12ml之間,3000-4630mHTHP失水控制在8-10ml之間。
⑸、加入潤滑劑增強(qiáng)鉆井液的潤滑能力,Kf控制在0.10以下。
⑹、加強(qiáng)四級固控設(shè)備的使用,降低鉆井液中有害固相的含量,含砂量控制在0.5%以下。
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