最新版泥浆添加剂.docx

蚅1?3泥浆处理剂及其作用原理 肄为了保证钻井泥浆的稳定性和调整泥浆的各种工艺性能，以适应各种情况下的钻井要求， 泥浆中使用着各种各样的化学处理剂 （泥浆添加剂）。随着钻井工艺向高速优质、超深井、海洋和 复杂地层发展，泥浆体系不断发展，泥浆处理剂的种类也在不断的增加和更新。目前，美国的 泥浆处理剂已经超过 3000种。按处理剂在泥浆中所起作用不同，可将泥浆处理剂分为以下十六 类：（1）碱度和pH控制剂；（2）杀菌剂；（3）除钙剂；（4）腐蚀抑制剂；（5）消泡剂；（6）乳化剂；（7） 降失水剂；（8）絮凝剂；（9）起泡剂；（10）堵漏材料；（11）润滑剂；（12）页岩稳定剂；（13）表面活性 剂；（14）降粘剂和分散剂；（15）增粘剂；（16）加重剂。按处理剂的化学组成，可将其分为无机处 理剂、有机高分子处理剂和表面活性剂三大类。 羁1.3.1无机处理剂 螆1.3.1.1纯碱 莄纯碱就是碳酸钠（Na2CO3），又叫苏打。无水碳酸钠为白色粉末， 密度2.5,水溶液呈碱性（pH 值约为11.5），在空气中易结成硬块（晶体），存放时要注意防潮。 膃纯碱能通过离子交换和沉淀作用使钙质粘土变为钠质粘土: 膈 Ca-粘土+ Na2CO3= Na-粘土+ CaCOsJ 薈从而有效地改善粘土的水化分散性能，因此加入适量纯碱可使新浆的失水下降，粘度、切 力增大。但过量的纯碱要产生压缩双电层的聚结作用，反而使失水增大。其合适加量要通过造 浆实验来确定。 膃此外，由于 CaCO3的溶解度很小，在钻水泥塞或泥浆受到钙侵时，加入适量纯碱使 Ca++ 沉淀成CaCO3,从而使泥浆性能变好。含羧基钠官能团 （—COONa）的有机处理剂因钙侵（或Ca++ 浓度过高）而降低其处理效果时，一般可以用加入适量纯碱的办法恢复其作用。 芃1.3.1.2烧碱 蕿烧碱即氢氧化钠（NaOH），是乳白色晶体，比重为 2~2.2，易溶于水，溶解时放热，溶解度 随温度升高而增大，水溶液呈强碱性 （pH值为14），能腐蚀皮肤和衣服。 羆烧碱是强碱，用于控制泥浆的 pH值，与丹宁、褐煤等酸性处理剂配制成碱液，使其有效 成分溶解，还可控制Ca 成分溶解，还可控制 Ca++ 浓度，因为 ： I I。 膆1.3.1.3石灰 莃生石灰是CaO，吸水后变成熟石灰 Ca（OH）2,在水中的溶解度不大（常温下约为0.16%）且 随温度升高而降低。石灰可提供 Ca++，控制粘土的水化分散能力使之保持适度的粗分散，配合 降粘剂和降失水剂进行钙化处理，可得性能比较稳定、对可溶盐侵污不敏感、对泥页岩防塌性 能较好的钙处理泥浆。但石灰泥浆在高温情况下可能产生固化，因此超深井慎用。石灰还可配 制石灰乳堵漏剂圭寸堵漏层。 羀1.3.1.4石膏 蚈石膏（CaSO4）有生石膏和熟石膏两种。熟石膏是白色粉未，比重2.5,常温下溶解度较小（约 为0.2%）, 40C以前，溶解度随温度增高而增大， 40C以后，溶解度随温度增高而降低，其溶解 度大于石灰。吸湿后结成硬块，存放时应注意防潮。在处理泥浆上，石膏与石灰的作用大致相 同，都是钙处理的原材料，其差别在于阴离子的影响不同，石膏提供的钙离子浓度比石灰高一 些，石膏处理会引起泥浆 pH值降低。 羅1.3.1.5氯化钙 莃氯化钙（CaCl2）能大量溶于水中（常温下约为75%）且其溶解度随温度增高而增大，它比石灰、 石膏的溶解度大得多，故可用来配制防塌性能较好的高钙泥浆。 莁由于 …一 一 -，用CaCl2处理时常常引起泥浆 pH值降低，同时CaCl2 泥浆的pH值不宜过高，才能保证较高的 Ca++浓度。 膅1.3.1.6食盐 螄食盐（NaCl）为白色晶体，常温密度约为 2.17g/cm3。纯品不潮解，含 MgCI 2、CaCJ等杂 质的食盐容易吸潮。在水中的溶解度较大 （20C时为36.0克/100克水），且其溶解度随温度增高 略有增大（80C时为38.4克/100克水）。食盐主要用来配制盐水泥浆和饱和盐水泥浆，以防岩盐 井段溶解成“大肚子”。还可用来提高泥浆的矿化度，抑制井壁泥岩水化膨胀或坍塌。有时用 于提高泥浆的切力和粘度。 蒃1.3.1.7水玻璃 螂水玻璃一般为粘稠的半透明液体，随所含杂质不同可以呈无色，棕黄色或青绿色等，井场 采用的水玻璃比重约为 1.5~1.6 , pH为11.5~12，能溶于水和碱性溶液，能与盐水混溶，可用饱 和盐水调节水玻璃的粘度。 袇水玻璃的化学式常用 Na2SiO3表示，但实际结构常以 Si-O-Si键连成低聚合度的聚合物, 故用Na2OXSiO2表示水玻璃的组成较好。 螆水玻璃加入泥浆，可以部分水解生成胶态沉淀： 薃 Na 薃 Na2OXSiO2+(Y+1)H 2O 壬 XSiO 2 YH 2O J +2NaOH 袈可使部分粘