《鉆井液與完井液》ppt課件-預(yù)覽頁
【正文】 定的表現(xiàn)形式不同 ? 井壁失穩(wěn)的機理（原因）復(fù)雜 ? 穩(wěn)定井壁的鉆井液技術(shù)具有針對性 ? 定量實驗、模擬井下條件的實驗研究難度大 泥頁巖沉積過程 隨埋深增加，上覆巖石壓力增大 （ 1）巖石硬度、強度增大 （ 2）粘粒表面的水被擠出 （ 3）隨溫度壓力和沉積環(huán)境的變化，粘土礦物可能發(fā)生轉(zhuǎn)變 井塌的原因 ? 地質(zhì)方面 ： 異常地層壓力 構(gòu)造應(yīng)力大（地應(yīng)力大） 地層傾斜等 ? 泥頁巖水化 ： 水化膨脹壓改變井周應(yīng)力分布 降低巖石強度 削弱粒間連接，造成剝落掉塊 使孔隙壓力增大 ? 鉆井工藝方面 ： 泥漿液流沖蝕 抽吸作用 鉆柱碰撞井壁 由于起鉆未灌泥漿、井漏、井噴等引起 頁巖中砂巖透鏡體孔隙壓力異常引起坍塌示意圖 受預(yù)應(yīng)力作用（地層傾角大、斷層附近地層破碎等）頁巖坍塌示意圖 井壁力學(xué)不穩(wěn)定的三種可能機理 構(gòu)造應(yīng)力 非正常 孔隙壓力 裂縫 關(guān)于泥頁巖水化 ? 表面水化 ： 驅(qū)動力：表面水化能（為主）、范德華力、 靜電引力 特點：作用距離短，膨脹壓大，體積膨脹小 ? 滲透水化 ： 驅(qū)動力：雙電層斥力（為主）、滲透壓力 特點：作用距離長，體積膨脹大，膨脹壓小， 達平衡慢，電解質(zhì)影響顯著 泥頁巖分類（按坍塌原因分） ? 軟膠泥頁巖 ? 具有應(yīng)力和壓力的頁巖 ? 水敏性硬質(zhì)頁巖 ? 具有微裂縫的頁巖 我國井壁不穩(wěn)定地層分類 、礫、黃土層 鉆井液技術(shù)要點：一般采用高粘切、高膨潤土含量的膨潤土漿或正電膠膨潤土漿 。 我國井壁不穩(wěn)定地層分類 5。 ? 鉆井液技術(shù)要點 ： 合理密度 ，提高封堵能力，適當(dāng)提高抑制性，高溫高壓下合適的流變性和優(yōu)良失水造壁性。 井壁穩(wěn)定的力學(xué)化學(xué)藕合研究的 實驗研究方法 各種泥頁巖的強度都隨含水量增加而降低，彈性模量隨活度增加而降低，泊松比隨活度增加而增加 。 防塌鉆井液材料分類 ? 聚合物類（如聚丙烯酰胺） ? 可分散瀝青及油渣類 封堵微裂縫，阻止水進入，提高泥餅質(zhì)量 ? 無機電解質(zhì)類 kcl ,koH, K2CO3 ,K2SiO3, Na2SiO3, (NH4)2SO4 , NaCL ,CaO, CaCL2等 ? 頁巖抑制劑類（多為復(fù)配產(chǎn)品） ? 有機鹽，如： KCOOH, NaCOOH, KAc ? 聚合醇、甘油、 PPG等 ? 甲基葡萄糖甙 防塌鉆井液體系 ? 油基鉆井液 ? 水基鉆井液： 低失水高礦化度水基泥漿 鉀基泥漿 鉀石灰泥漿 有機硅鉆井液 硅酸鹽泥漿 飽和鹽水泥漿 兩性離子聚合物鉆井液 正電膠泥漿 陽離子聚合物鉆井液 聚合醇類泥漿 甲基葡萄糖甙鉆井液 甲酸鹽泥漿 多元醇樹脂鉆井液 聚磺泥漿 ? 合成基鉆井液 1類： 無抑制性分散型水基鉆井液 ， 鐵絡(luò)鹽鉆井液 ， 石膏鉆井液 ， 石灰鉆井液 。 抑制性： 1＜ 2＜ 3＜ 4＜ 5 鉆井液體系分類(SPE37263) K+、 NH4+抑制水化機理 ? 水化能低，（ K+、 NH4+水化能分別為 393和364KJ/mol），優(yōu)先被粘土吸附，被吸附后促使粘土晶層間脫水，使晶層受壓縮，形成緊密結(jié)構(gòu)，有效抑制粘土水化； ? K+、 NH4+直徑分別為 ,可進入粘土晶層空心六角環(huán)，限制了晶層的膨脹和分離。 硅酸鹽不貴，對環(huán)境污染小，可溶性的硅酸鹽侵入頁巖并迅速與頁巖孔喉流體中的多價離子（ Ca2+和 Mg2+）發(fā)生反應(yīng)，生成不溶沉淀物，另外，孔喉流體從中性到酸性 PH值有利于硅凝膠生成，由硅凝膠及沉淀物形成的障礙阻止濾液進一步侵入，可封堵頁巖小裂縫 。 聚乙二醇濁點是其穩(wěn)定頁巖的另一機理 ， 它們在水中的溶解性與溫度相關(guān) ， 低于某一溫度 （ 濁點 ） 可溶 ， 高于該溫度發(fā)生相分離生成乳狀液 。 甲 酸 鹽 和 乙 酸 鹽 （ MCOOH 、 MCH3COOH 、M=Na+.+） 濾液粘度高 ， 這些一價金屬離子對降低膨脹壓有好的效果 ， 尤其是 KCOOH同時降低膨脹壓、 頁巖水含量和孔隙壓力 糖類 甲基葡萄糖甙 糖類是眾所周知的低分子量增粘劑 ， 與環(huán)境匹配 ， 在一定濃度下可提高泥漿濾液粘度 ， 降低頁巖中水的流動 。 糖類推薦為鉆屑及井壁穩(wěn)定劑 ， 相對高的用量 （ 一般＞ 30%w/w） 限制了其使用 ， 這一加量達到理想的效果 ， 但其花費高 ， 最好是與鹽混合使用
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