钻井液用正电胶干粉
MMH
一、MMH正电胶1. 化学组成、形貌和晶体结构 由二价和三价金属离子组成的具有类水滑石层状结构的氢氧化物。我国大量使用铝镁氢氧化物(Al-Mg-MMH)。
2. 正电胶的电性
(1)MMH的电荷来源:主要来源于同晶置换和离子吸附作用。
A. 同晶置换:高价离子(Al3+等)取代低价离子(Mg2+)而使层片带正电荷—永久正电荷。 B. 离子吸附作用:高PH值时,吸附OH-;低PH值时,吸附H+,为可变电荷。 C. 净电荷:是永久正电荷和可变电荷的和。
(2) MMH胶粒的零电荷点和永久电荷密度
A. 零电荷点:当电荷密度为零时的PH值或电解质浓度,简称ZPC,一般指PH值,用PHZPC表示。
a. 零净电荷点:净电荷为零时的PH值,用PHZPNC表示。 b.零可变电荷点:可变电荷密度为零时的PH值,用PHZPVC表示。(3)等电点:MMH胶粒的电动电位为零时所对应的PH值,简称PHiep 。
3. MMH正电胶系列产品及技术指标 P212 表6-42
二、MMH正电胶钻井液的性能
1. 电性的调节:调节加量,可调节钻井液的电性,提高其抑制钻屑分散和稳定井壁的能力。
2. 稳定性:MMH正电胶不仅不会破坏体系的稳定性,还有利于提高体系的结构强度,是体系稳定剂。
3. 流变性:固-液双重性:静止时呈现假固体状,具有一定弹性;搅拌时迅速稀化,变为流动性很好的流体。 4.抑制性:有很强的抑制粘土或岩屑分散的能力。
5.抑制钻屑分散和稳定井壁的机理:
(1)“滞留层”机理:由于其有固-液双重性,近井壁处于相对静止状态,易形成保护井壁的滞留层;另外,在岩屑表面形成滞留层,防止粘土分散。
(2)“胶粒吸附膜稳定地层活度”机理:MMH在与粘土形成复合体时,能将粘土表面的阳离子排挤出去,使粘土矿物表面离子活度降低,从而削弱渗透水化作用。
(3)“束缚自由水”机理:在MMH正电胶钻井液中,水分子是复合体的组成部分,大量自由水被束缚,减弱了水向钻屑和地层渗透的趋势。 6.与常规处理剂的作用规律
从稳定性上讲,可与各种离子型的处理剂相配伍;从电性方面考虑,最好使用阳离子型和非离子型处理剂。 (1)配合使用的降滤失剂:非离子型的预胶化淀粉最好。 (2)配合作用的降粘剂:强负电性的处理剂效果最好,但要适量,否则难以恢复。 7. 对渗透率恢复值的评价
与其它钻井液体系相比,MMH正电胶钻井液具有较高的渗透率恢复值,因此,具有良好的保护油气层的效果。三、MMH正电胶钻井液的现场应用
1、配方:
3%~5%预水化膨润土浆+0.1%~0.5%正电胶+0.3%~1.5%降滤失剂(CMC等)+0~0.3%降粘剂(NPAN或XY-27).。
2. 处理和维护:使用优质钠膨润土。
目前有两种处理方法:一是正电胶作为主处理剂,再用其它处理剂调整钻井液的性能;二是将正电胶钻井液作为一般处理剂,用来调整钻井液的性能,提高动塑比。
3. 现场应用实例
一开时:用0.05%~0.15%正电胶胶液钻进。
二开时:用0.1%~0.3%正电胶胶液钻进。
三开时:MMH正电胶钻井液。
完钻时:停止加入正电胶,用降滤失剂和降粘剂调节钻井液性能。
4. 正电胶钻井液现场应用的特点(1)独特的流变性:动塑比高;剪切稀释性强;固液双重性;
(2)较强的抑制性:CST值低;粘土容量大;各种膨润土在正电胶胶液中不易膨胀。
(3)较低的负电性:因正电胶带有较高的正电荷,所以正电胶钻井液带有较低的负电性。
5. 正电胶钻井液现场应用应注意的问题:
(1)对造浆强的地层,加入其它处理剂共同抑制造浆。
(2)太厚的“滞留层”易造成粘附卡钻,注意控制。
(3)“滞留层”会影响水泥浆的顶替效果,从而影响固井质量。因此,固井前应清除滞留层。
(4)钻井液的PH值应控制在8~10之间,因PH值过高会引起 粘切增大。
(5)使用好固控设备,因净化是该体系性能稳定的关键。(6)使用阴离子降粘剂时,注意控制加量,以防动塑比过低。
二、性能
项 目 | 指 标 |
外观 | 自由流动的白色或微黄色的粉末 |
水分,% | ≤15 |
固体含量,% | ≥95 |
筛余物(孔径0.25mm),% | ≤5 |
酸溶率,% | ≥95 |
动切力提高率,% | ≥600 |
电位,mv | ≥35 |
三、应用
本产品作为增粘剂使用时,主要提高体系的结构粘度,改善泥浆的剪切稀释性和悬浮携沙清洗井眼的效率,其用量范围为0.5-0.8%。当作为抑制剂使用时,其用量为1%左右。
四、包装、储存
本产品采用三合一袋包装,内衬聚乙烯薄膜袋,每袋净重25千克;储存于阴凉、干燥、通风处。
五、安全
避免与眼睛、皮肤和衣服接触,否则用大量的清水清洗;有关处理方法及危险数据请参阅安全数据单(MSDS)。