CP7 Oil based Drilling Flaids,书山有路勤为径 学海无崖苦作舟 2007年5月,71 概况,一、优点 1失的是油，基本不失水，可防止页岩膨胀。 2抗污染能力强，不影响产层渗透率。 3热稳定性好，润滑钻具，腐蚀性小。 二、用途 1钻定向井，高温深井（7千米）效果好。 2作钻开产层的洗井液。 3钻大段石膏、岩盐层、严重坍塌层。,三、发展概况 原油作洗井液普通油基泥浆油包水乳化泥浆 四、分类,72 普通油基泥浆,一、组成 柴油 主要组成 氧化沥青 表面活性剂 1.油相 选粘度低，闪点高、苯胺点为70以上的优质柴油（02号） 闪点：加热柴油到某一值，即蒸发气与空气混合引以火苗，即闪火燃烧，此时温度即闪点, 柴油组成： 芳香烃（具有完全溶解沥青的能力） 石 蜡（不能溶解沥青） 芳香烃量 高25% 分子（形不成滤饼） 低25% 太粗（滤饼质量差） 适量2025% 胶体（滤饼薄、致密） 芳香烃含量常用苯胺点表示 苯胺点：等体积的油类和苯胺相至完全溶解的最低温度值。 芳香烃含量高，对橡胶件损害越严重。,2.氧化沥青 沥青质 不溶于油中 组成 胶质 溶于油中 油质 胶质在空气中进行氧化可以转变为沥青质，沥青质多少用软化点表示。 苯胺点、软化点决定油基泥浆分散相分散程度及泥浆性能。故,3.稳定剂 （1）表面活性剂 硬酯酸类、环烷酸类、妥儿油类。 作用：.吸附在粘土、石灰石粉和水等表面使其成为亲油胶体 .起油水乳化作用 （2）生石灰（CaO） 作用：.在油浆中形成钙 .调节PH值（8.510.5） .吸收多余水分,二、工艺措施 1配方,2配制工艺 打入柴油后，预热至3050，加沥青粉和有机土。在泵压较高条件下，进行循环冲刺一小时，待亲油胶体全部分散在油中，再加油酸、石灰和水。测试密度和流变性。当油浆动切力在4Pa以上，进行加重。 3顶替作业 为了防止油浆与井筒中水发生串槽污染损失泥浆。顶替前打4方柴油作隔离液。随后迅速泵入油浆，水和混有水的柴油以防喷管浅排出。 4性能调整维护 提粘切-加亲油固体 降粘切-加柴油 降失水量-石灰石粉 比重调节-石灰石粉或重晶石,73 油包水乳化泥浆,W/O乳化泥浆是以水珠为分散相，以油作分散介质，并添加乳化剂，采油固体以及其它处理剂，加重剂所形成的稳定乳状液。 与油浆的差别： 1分散相-乳化水珠 2水相高矿化度-防塌 3性能取决于W/O乳状液稳定性，关键在乳化剂的选择。,一、组成 1油相 选粘度低、闪点高、苯胺点在70以上的矿物油。 2水相 淡水、盐水或海水均可作水相。 3.乳化剂 乳化剂选择（根据HLB值选择） （2）乳化剂复配 主乳化剂：亲油性强的乳化剂 例：石油磺酸铁，Span80 。硬酯酸钙 辅乳化剂：与主乳化剂作用的水溶物 例：ABS，聚氧乙烯蓖麻油。 混合后HLB=36,4亲油胶体 亲油胶体有：有机土，氧化沥青，亲油褐煤等可作增稠剂及滤矢量降低剂。 增稠剂 不溶皂类，沥青，有机土。 三种增稠剂的作用是不相同的，沥青是利用增加固相浓度，钠它是靠形成胶束，而有机土是形成网状结构而增稠。 6滤矢量降低剂 有机胶体 7其它处理剂 (1)碱度调节剂：用石灰 (2)润湿反转剂 防止水润湿固体侵污油基泥浆,(三)影响油包水乳化泥浆性能的因素 1.油水比 (1)影响乳状液稳定性 油水比最大值2674。再大乳化剂反相。有资料介绍油水比约为4060时，乳状液最稳定。 (2)影响流变性和滤矢量 .高密度的体系需要高的油水比，固相高需要大量油包围，另外这样流动性好。 .密度非常低的体系也需要高的油水比 从防失考虑水相量增大有利。,2乳化剂的品种和加量 3有机搬土加量 4润湿反转剂的品种和数量 5PH值的影响 6温度压力的影响 （1）温度与压力对粘度的影响 T 粘度 P 粘度 如果温度和压力同时增加，并保持适当比率，则柴油的粘度可维持在某一固定值上。,(1)井筒内粘度变化规律 由此可见压力比温度影响更大 一般情况下，在地面重晶石不沉淀，在井下也不会发生沉淀。,Chapter Eight Sdlid Control,91固相的作用 一、加重 任何一种比水密度大的物质，都可以使泥浆密度增加。 目的：控制地层压力、防井喷。井塌。 二、固相对流变性的影响 1.固相尺寸的影响 颗粒小，吸附水多，自由水减少，粘度明显上升。 搬土全是由极细颗粒组成，搬含在5%粘度明显上升;而重晶石粒径相对较大，重晶石含量在50%粘度明显上升.,5%,50%,固相含量,表观粘度,搬土,重晶石,2.固相的活性 粘土和页岩颗粒都与水反应，称为“活性固相”长石，石英等为惰性固相。 与水反应程度主要取决于矿物本身，搬土水化程度高，对粘度影响大，而重晶石对粒度影响小。三、固相对泥饼厚度的影响 厚度与固含有关 从上式可看出Cm愈多，h愈厚为了保证给定滤矢量，不使泥饼变厚。应使高些，Cm愈低，供裸眼形成滤饼的固相就越低。所以泥浆中需有适当的搬含。即泥浆中的搬土是有用固相，钻屑是无用固相应除去。,四、固相对钻速的影响 除了固相含量对钻速影响外，还与粒子尺寸有关。 五、对环空钻屑结果的影响 在环形空间，泥浆返速较慢，产生钻屑结果，地面测得泥浆密度比在环空的流动泥浆密度稍小。要使环空泥浆密度不要过大，那么只有增大泥浆返速和降低钻速。,92 固相控制工艺,一、固相控制方法 （一）地面絮沉法 -泥浆中的钻屑带到地面，加入絮凝剂使钻屑在地面泥浆池中絮沉的方法。 （二）稀释法 稀释法分为纯冲稀法和部分替换法两种。 1.纯冲稀法 指往泥浆中加水或稀流体用增加泥浆量方法降低固含。 缺点：（1）泥浆体积不断增加 （2）不断补充处理剂来维护泥浆性能，成 本增加。,10%固相,5%固相,5%固相,+,水,水,纯冲稀法示意图,2.部分替换法 -指弃掉部分循环泥浆，然后冲稀的方法 缺点：（1）浪费一次泥浆 （2）处理泥浆费用较高 优点：（1）减少容器 （2）少了冲稀液,10%固相,5%固相,+,水,弃掉,（三）机械清除 1.以钻屑最浓集的形式除去。 2.用少量冲稀液便可维持泥浆性能 3.减少处理剂用量 4.废浆的运输量较低,二、清除泥浆固相的设备,（一）振动筛 1.结构,2.类型 单层筛 多层筛 现场常用细筛网下垫一层粗筛网提高其强度。 3.筛网 （1）筛目：1280目，可清除粒子直径为74um以上粒子。 （2）筛布的选择 尽可能细一些，以提高效率。注意泥浆和筛网强度问题。 当筛网严重-换稍粗的（以泥浆覆盖其总长度7580%为合适） 当筛网堵塞严重-换较细的。 使用中发生堵塞的原因是钢丝上粘附了颗粒，解决方法，除了换较粗的筛网外还可用清水喷射筛网。,（二）旋流分离器 1.结构,2.工作原理 离心力 3.影响分离效率的因素 （1）颗粒的性质 两种密度不同的固相，二者的尺寸符合一定的数字关系，会有相同的沉降速度,（2）流体的性质 （3）流动参数 工作压力适当 通过旋流器后的压力降。（通过底流口调节） 底流呈伞形雾状排出为宜 （4）旋流器的尺寸 50年代开始使用旋流器，可消除74um以上粒子（API砂）称为除砂器，62年开始使用旋流器，可消除74um以下粒子称为除泥器。,目前旋流器的名称与尺寸范围及除固范围 4.分离器尺寸和数目的确定 尺寸-由清除固相定 数目-决定处理量，按处理125%的循环泥浆定（保证全部被处理）。,(三)清洁器,1.作用回收重晶石，贵重液相 2.筛网尺寸 如何使用200目筛，从理论上说，从排泄孔中排除小于74um重晶石粉返回泥浆体系重晶石粉尺寸1074um97%，多数重晶石粉可通过200目筛，现场常使125目左右。 使用清洁器要损失一部分重晶石粉，其原因是重晶石粉附在粘土和钻屑颗粒表面。被清除掉约30%,（四）离心机 1.结构,2.离心机的类型 （1）重晶石回收离心机 作用：从排泄物中回收重晶石 （2）回收液相离心机（高速离心机） 用在油基泥浆及液相贵重的泥浆，回收“重晶石回收”离心机排出的液相 作用：回收液相 排出液相打入第一台离心机作冲稀液,（五）固相控制设备的配套使用 1.来加重泥浆设备配置 （1）基本配套方式 振动筛+除砂器+除泥器+离心机,（2）液相成本较高的未加重泥浆 振动筛+除砂器+清洗器+离心机除 加重泥浆设备配置 振动筛 +清洁器+离心机,目前旋流器的名称与尺寸范围及除固范围 4.分离器尺寸和数目的确定 尺寸-由清除固相定 数目-决定处理量，按处理125%的循环泥浆定（保证全部被处理）。,(三)清洁器 为了避免重晶石粉损失，旋流分离器与振动筛配合使用组成清洁器。,1.作用回收重晶石，贵重液相 2.筛网尺寸 如何使用200目筛，从理论上说，从排泄孔中排除小于74um重晶石粉返回泥浆体系重晶石粉尺寸1074um97%，多数重晶石粉可通过200目筛，现场常使125目左右。 使用清洁器要损失一部分重晶石粉，其原因是重晶石粉附在粘土和钻屑颗粒表面。被清除掉约30%,