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常用钻井助剂的加重材料

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常用钻井助剂的加重材料

发布日期:2023-01-18 作者:三拓化工 点击:

加重材料又称加重剂,由不溶于水的惰性物质经研磨加工制备而成。为了对付高压地层和稳定井壁,需将其添加到钻井助剂中以提高钻井助剂的密度。加重材料应具备的条件是自身的密度大,磨损性小,易粉碎;并且应属于惰性物质,既不溶于钻井助剂,也不与钻井助剂中的其它组分发生相互作用。钻井助剂的常用加重材料有以下几种:

1、重晶石粉

重晶石粉是一种以BaSO4为主要成分的天然矿石,经过机械加工后而制成的灰白色粉末状产品。按照API标准,其密度应达到4.2g/cm3,粉末细度要求通过200目筛网时的筛余量<3.0%。重晶石粉一般用于加重密度不超过2.30 g/cm3的水基和油基钻井液,它是目前应用广泛的一种钻井液加重剂。

2、石灰石粉

石灰石粉的主要成分为CaCO3,密度为2.7~2.9 g/cm3。易与盐酸等无机酸类发生反应,生成CO2、H2O和可溶性盐,因而适于在非酸敏性而又需进行酸化作业的产层中使用,以减轻钻井液对产层的损害。但由于其密度较低,一般只能用于配制密度不超过1. 68 g/cm3 (14ppg)的钻井液和完井液。

3、铁矿粉和钛铁矿粉

前者的主要成分为Fe2O3,密度4.9~5.3 g/cm3;后者的主要成分为TiO2•Fe2O3,密度4.5~5.1 g/cm3。均为棕色或黑褐色粉末。因它们的密度均大于重晶石,故可用于配制密度更高的钻井液。如果将某种钻井液加重至某一给定的密度,当选用铁矿粉时,加重后钻井液中的固相含量(常用体积分数表示)显然要比选用重晶石时低一些。例如,用密度为4.2 g/cm3的重晶石将某种钻井液加重到2.28 g/cm3,其固相含量为39.5%;而使用密度为5.2 g/cm3的铁矿粉将该钻井液加至同样密度时,固相含量仅为30.0%。加重后固相含量低有利于流变性能的调控和提高钻速。此外,由于铁矿粉和钛铁矿粉均具有一定的酸溶性,因此可应用于需进行酸化的产层。

由于这两种加重材料的硬度约为重晶石的两倍,因此耐研磨,在使用中颗粒尺寸保持较好,损耗率较低。但另一方面,对钻具、钻头和泥浆泵的磨损也较为严重。在我国,铁矿粉是用量仅次于重晶石的钻井液加重材料。

4、方铅矿粉

方铅矿粉是一种主要成分为PbS的天然矿石粉末,一般呈黑褐色。由于其密度高达7.4~7.7 g/cm3,因而可用于配制超高密度钻井液,以控制地层出现异常高压。由于该加重剂的成本高、货源少,一般仅限于在地层孔隙压力极高的特殊情况下使用。如我国滇黔桂石油勘探局在官-3井使用方铅矿,配制出密度为3.0g/cm3的超高密度钻井液。


钻井助剂




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关键词:钻井助剂,水解聚丙烯腈钠盐,水解聚丙烯腈铵盐

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