化学泥浆的作用与管理[1].doc

化学泥浆的作用与管理[1]
化学泥浆的作用与管理
在钻探工程中钻孔冲洗是钻探施工的一项重要技术,在
钻进过程中,根据实际钻进的地层情况,科学的选用合适的泥浆类型进行冲洗钻孔。以便达到清楚孔底岩粉、冷却钻头、润滑钻具、保护孔壁、提高钻进效率的目的。
钻井液在煤田地质勘探和其他行业起到的作用和各方面
对钻井液的严格要求,促进钻井液技术取得了迅速的发展。经过多年的科研开发和生产实践,钻井液已从仅满足钻头钻进发展到适应各方面需求的钻井液体系。例如:为快速钻进服务的低粘度、低摩擦、低固相的聚合物钻井液。防卡钻井液、针对岩石特点的防塌钻井液、钻盐岩层的饱和盐水钻井液等,形成较为完整的钻井液体系。如今优质的钻井液已不是一两种材料(例如膨润土、烧碱)配制的,保持钻井液的性能要依靠加入各种处理剂。
优质的化学泥浆能提高钻头寿命、减少提钻次数、缩短
钻井周期、降低钻井成本、提高钻井效率,还具有制备容易、成本低、用量少的优点。
一、泥浆的功能
泥浆又叫做钻井液或冲洗液,被比喻为钻井的血液。泥
浆停止循环,钻井工作就不能正常进行。
1、冲洗孔底:泥浆可在钻头水眼处形成高速的液流,喷
向井底。这高速喷出的泥浆可将由泥浆压力与地层压力差而被压持在井底的岩屑冲起,起冲洗孔底的作用。
2、携带岩屑:当泥浆在环空的上返速度大于岩屑沉降速度时,泥浆可将岩屑带出,即在一定的上返速度下,泥浆有携带岩屑的作用。
3、平衡地层压力:泥浆的液柱压力必须与地层压力相平衡才能达到防止井喷或者泥浆大量漏进地层的目的。可通过调整泥浆的密度控制泥浆的液柱压力,使它与地层压力相平衡,起到防涌堵漏的作用。
4、冷却润滑钻头:泥浆可将钻井过程中钻具(钻头与钻柱)与地层摩擦产生的热量带至地面,起冷却作用。同时,泥浆能有效地降低钻具与地层的摩擦,起润滑作用。
5、稳定井壁:可在泥浆中加入适量的处理剂,使泥浆具有抑制页岩膨胀或分散的能力,同时产生薄而韧的滤饼,起到稳定井壁的作用。
6、悬浮岩屑和密度调整材料:当停止循环时,泥浆处于停止状态,其中的膨润土颗粒可互相联结,形成结构,将岩屑悬浮起来。若泥浆中加有密度调整材料(如重晶石),则在停止循环时,泥浆也可将它悬浮起来。泥浆悬浮岩粉和密度调整材料的能力可使泥浆停止循环后易于启动。
7、获取地层信息:通过泥浆带出的岩屑,可以获取地层许多信息。如地层物性、油、气显示等。
8、传递功率:泥浆可将泥浆泵的功率经钻柱从钻头水眼高速喷射传到井底,提高钻头的破岩能力,加快钻进速度。
二、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。A、漏斗粘度计:在标准漏斗中加入700ml流体,让其漏出500ml所用的时间即为漏斗粘度,单位秒,水为15秒。
2、滤失量和泥饼厚度:?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,也叫做失水量的大小,形容泥浆的好坏。现场常用的气压式失水仪,压力7kg/cm,温度为常温,30分钟失水13-18ml为正常。泥浆失水量大,失水滤液对孔壁、岩层有渗透、溶蚀等作用,易引起孔壁的缩径膨胀、滑落、坍塌等事故。因此一般失水量要求控制在10-25ml/30分钟,超过此值,应更换泥浆。
?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;泥饼厚而疏松会引起泥包钻头等井下事故。一般要求泥饼厚度小于1mm
3、比重:泥浆重量与同体积水重量之比。测量一般使用杠杆比重秤,正常低固相泥浆比重在103-105之间,不同地层配制的泥浆比重也不一样。
4、含砂量:200目筛孔的砂子重量与泥浆体积的百分数。泥2
浆含砂量多时,对设备、钻头、钻具、泥浆泵的磨损很大,并易造成沉积岩粉和卡钻等问题。对于高固相泥浆含砂量小于4%,对于低固相泥浆含沙量小于1%.超过规定值时应用除砂设备(除砂机或振动筛)对泥浆进行净化。
5、PH值:指泥浆的酸碱度,易测易调,常被忽视。其PH值对泥浆的影响很大,如粘土的分散于稳定、处理剂的溶解及粘度、钻具腐蚀、钙处理泥浆的抑制,莫不与
PH值有关。泥浆PH值一般都大于7,即在碱性环境中工作。
三、泥浆的配制
1、原料:?粘土:又叫膨润土。主要成分为铝硅酸盐。要求其造浆率每吨大于15m3 ?水:一般就地取水。如江、河、湖、溪或水井等处的清水均可用于配制泥浆。但遇到硬度或浑浊度太高的水,应进行预处理后方可使用。?纯碱:工业纯碱或食用级纯碱即可。如对所配制的泥浆比重无特殊要求,可按1m3加土50kg,碱按土的5%计标(钙基粘土要加纯碱,钠土则不需加碱)先加碱后加土搅拌30分钟后等用。
2、泥浆处理剂的分类和使用
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