鉆井液復(fù)習(xí)題答案_第1頁(yè)
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1、第一章 概述1鉆井液的定義鉆探過(guò)程中,孔內(nèi)使用的循環(huán)沖洗介質(zhì)2鉆井液的主要應(yīng)用領(lǐng)域有哪些?地質(zhì)勘察鉆探、石油天然氣鉆井、地下水等資源鉆采、礦山鉆掘工程、工程地質(zhì)勘察、基礎(chǔ)工程施工、地質(zhì)災(zāi)害治理3鉆井液的基本功用是哪些?平衡地層壓力、水力碎巖、冷卻和潤(rùn)滑、攜帶、懸浮巖屑、形成泥餅、傳遞孔底信號(hào)、保護(hù)油氣層4鉆井液的主要類(lèi)型(按密度、分散介質(zhì)、固相含量)?5談?wù)勀銓?duì)鉆井液技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的看法。1、體系簡(jiǎn)單,成本低2、有效解決鉆探鉆井過(guò)程中的復(fù)雜技術(shù)問(wèn)題,如井漏、井噴和井塌3、滿足環(huán)保要求,如鉆屑、廢棄鉆井液的處理4、保護(hù)油氣層,提高采收率及油氣井產(chǎn)量6鉆井液的循環(huán)方式有哪些?簡(jiǎn)要描述。正循環(huán)、反

2、循環(huán)、局部反循環(huán)7以正循環(huán)為例,描述鉆井液循環(huán)系統(tǒng)的組成。泥漿池(箱) >泥漿泵>高壓膠管 >水龍頭 >主動(dòng)鉆桿>孔內(nèi)鉆桿 >孔底鉆具 >上返環(huán)空 >地面循環(huán)槽 >沉淀池、凈化系統(tǒng)8什么是鉆井液循環(huán)阻力(循環(huán)壓降)。鉆進(jìn)過(guò)程中在泥漿循環(huán)系統(tǒng)中所產(chǎn)生的阻力損失。9影響鉆井液循環(huán)阻力的因素有哪些?1、循環(huán)通道的長(zhǎng)度,主要取決于鉆孔的深度。鉆孔越深,壓力損失越大。2、循環(huán)液的流變性。循環(huán)液的粘性越大,壓力損失越大。3、泵量或流速的大小。泵量或流速越大,壓力損失越大。4、過(guò)流斷面的截面積。鉆井口徑越大(鉆桿直徑不變),壓力損失越小。第二章 粘土膠體

3、化學(xué)理論1為什么說(shuō)粘土與鉆探(井)有十分密切的關(guān)系?鉆井泥漿是由粘土、水(或油)和少量處理劑混合形成,具有可調(diào)控的粘性、比重和降失水等性能,在大多情況下能夠滿足懸排鉆碴、穩(wěn)定井壁、防止漏失、冷卻潤(rùn)滑鉆具的基本鉆進(jìn)需要,并且來(lái)源廣泛,成本較低,配制使用方便,所以成為應(yīng)用最廣泛的鉆井液。2粘土礦物有哪兩種基本的構(gòu)造單元?1、硅氧四面體與硅氧四面體晶片2、鋁氧八面體與鋁氧八面體晶片3什么叫“晶格取代”? 在粘土礦物晶體中,一部分陽(yáng)離子被另外陽(yáng)離子所置換,而晶體結(jié)構(gòu)不變,產(chǎn)生過(guò)剩電荷的現(xiàn)象。4什么是“陽(yáng)離子交換容量”?分散介質(zhì)pH=7時(shí),100g粘土所能交換下來(lái)的陽(yáng)離子的毫摩爾數(shù)(以一價(jià)陽(yáng)離子毫摩爾數(shù)

4、表示)。5試述“造漿率”的定義?一噸干粘土所能配制粘度(表觀粘度)為15mPa·s鉆井液的體積數(shù),m3/T。6高嶺石的晶體構(gòu)造特點(diǎn)?A、1:1型粘土礦物B、幾乎不存在晶格取代,負(fù)電量少C、晶層間引力以氫鍵為主,引力強(qiáng),晶層間距C=7.2ÅD、C.E.C低(3-15 mmol/100g)、造漿率低7蒙脫石的晶體構(gòu)造特點(diǎn)?A、2:1型粘土礦物B、存在晶格取代C、晶層間引力以分子間力為主D、C.E.C 大(70-130 mmol/100g土)E、造漿率高8伊利石的晶體構(gòu)造特點(diǎn)?A、2:1型粘土礦物B、存在晶格取代C、晶層間引力以靜電力為主D、C.E.C 大介于高嶺石與蒙脫石之間(

5、20-40mmol/100g土) 、造漿率低9列舉造漿粘土的評(píng)價(jià)手段?蒙脫石含量;膠質(zhì)價(jià)和膨脹倍數(shù);陽(yáng)離子交換容量、鹽基總量和鹽基分量;可溶性鹽含量;造漿率;流變特性和失水特性。10何謂粘土的水化膨脹?粘土吸水后體積增大的性質(zhì)。11按照存在狀態(tài)來(lái)分的話,粘土礦物中水分有哪些分類(lèi)?結(jié)晶水、吸附水和自由水12表面水化的定義及其分類(lèi)?由粘土晶體表面直接吸附水分子和通過(guò)所吸附的可交換性陽(yáng)離子間接吸附水分子而導(dǎo)致的水化。 13何謂滲透水化?由滲透壓力和雙電層斥力所引起的水化14膨脹量有哪些評(píng)價(jià)方法?吸水量法和膨脹量法15影響粘土水化的因素有哪些?粘土礦物本身的特性、交換性陽(yáng)離子的種類(lèi)、水溶液中電解質(zhì)的濃

6、度16粘土水化擴(kuò)散雙電層的基本結(jié)構(gòu)有哪些組成?吸附層、擴(kuò)散層、滑動(dòng)面、熱力電位E、電動(dòng)電位17什么是熱力電位?粘土顆粒表面與水溶液中離子濃度均勻處之間的電位差。18什么是電動(dòng)電位?滑動(dòng)面處與水溶液離子濃度均勻處的電位差。19影響電動(dòng)電位的因素有哪些?陽(yáng)離子的種類(lèi)、陽(yáng)離子濃度20試述雙電層理論對(duì)鉆井泥漿應(yīng)用的指導(dǎo)意義。原生膨潤(rùn)土礦多為鈣膨潤(rùn)土,造漿時(shí)加入一價(jià)鈉鹽,提供Na+,因離子交換吸附,擴(kuò)散雙電層中陽(yáng)離子由Ca2+轉(zhuǎn)為Na+,電位升高,擴(kuò)散層增厚,粘土分散,泥漿穩(wěn)定。泥漿受鈣侵時(shí),Ca2+的濃度增大,擴(kuò)散雙電層中Na+轉(zhuǎn)為Ca2+,電位下降,擴(kuò)散層變薄,粘土顆粒聚結(jié),泥漿失去穩(wěn)定性。為處理泥

7、漿而加入低價(jià)陽(yáng)離子電解質(zhì)時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制加量,過(guò)量會(huì)起壓縮擴(kuò)散層的副作用,同時(shí)必須考慮陰離子的影響。反過(guò)來(lái),可以通過(guò)加入低價(jià)或高價(jià)陽(yáng)離子無(wú)機(jī)處理劑來(lái)調(diào)節(jié)泥漿的分散或適度聚結(jié),用以配制不同種類(lèi)(分散的或適度聚結(jié)的)的泥漿。21什么是泥漿的沉降穩(wěn)定性?在重力作用下泥漿中的固體顆粒是否容易下沉的特性。22什么是泥漿的聚結(jié)穩(wěn)定性?泥漿中的固相顆粒是否容易自動(dòng)降低其分散度而聚結(jié)變大的特性。第三章 鉆井液的流變性、濾失性和潤(rùn)滑性23什么是鉆井液的流變性?可用哪些參數(shù)來(lái)表述?鉆井液流動(dòng)和變形的特性。由不同的流變模式及其參數(shù)來(lái)表征:賓漢模式的參數(shù)為塑性粘度和動(dòng)切力;冪律模式的參數(shù)為流性指數(shù)和稠度系數(shù)。此外,漏斗

8、粘度、表觀粘度和靜切力24試述剪切速率和剪切應(yīng)力的定義.剪切速率:垂直于流速方向上單位距離流速的增量剪切應(yīng)力:流體單位面積上的內(nèi)摩擦力25. 鉆井液有哪幾種基本的流型?牛頓流體: = 塑性流體: = 0+ p 假塑性流體: = K n n<1 膨脹性流體: = K n n>126. 試述賓漢流體(塑性流體)流變曲線的特點(diǎn)?分析其原因。(1)曲線不過(guò)原點(diǎn),在軸上有一截距s。顆粒間以端-端和(或)端-面連接,形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu),要使體系流動(dòng),就必破壞這種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。 (2)在低剪切速率范圍內(nèi),為曲線段。在低剪切速率下,可供拆散的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較多,結(jié)構(gòu)拆散速度結(jié)構(gòu)恢復(fù)速度拆散程度隨剪切速率增加而增大

9、 / (表觀粘度) 下降。(3)在中、高剪切速率范圍內(nèi),為直線段。當(dāng)達(dá)到某一值時(shí),結(jié)構(gòu)拆散速度 = 結(jié)構(gòu)恢復(fù)速度,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)數(shù)量不變,產(chǎn)生同樣所需不變27分別敘述鉆井液靜切力、塑性粘度和動(dòng)切力的含義。靜切力:表示鉆井液在靜止?fàn)顟B(tài)下網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)弱。塑性粘度:反映流體在層流下達(dá)到動(dòng)平衡時(shí),固相顆粒之間、固相顆粒與液相之間以及液相內(nèi)部?jī)?nèi)摩擦力的大小。動(dòng)切力:鉆井液在層流狀態(tài)下達(dá)到動(dòng)平衡時(shí)形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)弱。28影響鉆井液塑性粘度的因素有哪些?固相含量、固相分散度、固相類(lèi)型(活性、惰性)、液相粘度、溫度29在鉆進(jìn)過(guò)程中,如何調(diào)節(jié)(增加或降低)鉆井液的塑性粘度?30影響鉆井液動(dòng)切力的因素有哪些?固相含量、

10、活性固相含量、降粘劑、高分子聚合物、電解質(zhì)的影響31在鉆進(jìn)過(guò)程中,如何調(diào)節(jié)(增加或降低)鉆井液的動(dòng)切力?32對(duì)于非加重鉆井液,其塑性粘度和動(dòng)切力一般應(yīng)控制在什么范圍內(nèi)?塑性粘度p一般應(yīng)控制在512mPa·s,動(dòng)切力0應(yīng)控制在1.414.4Pa。33試述假塑性流體(冪律流體)流變曲線的特點(diǎn)?曲線過(guò)原點(diǎn)、曲線無(wú)直線段34分別敘述冪律流體稠度系數(shù)和流性指數(shù)的物理意義?稠度系數(shù):反映鉆井液粘度的大小,K越大,粘度越大。流性指數(shù):反映流體偏離牛頓流體的程度, n 越小,表明越偏離牛頓流體。35分別敘述卡森流體卡森動(dòng)切力和極限高剪粘度的物理意義?卡森動(dòng)切力:反映鉆井液網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)弱極限高剪切粘度

11、:反映鉆井液內(nèi)摩擦力的強(qiáng)弱36敘述鉆井液表觀粘度的物理含義?如何測(cè)量?表觀粘度:剪切應(yīng)力與對(duì)應(yīng)剪切速率之比測(cè)量:無(wú)特殊說(shuō)明, a是指=1022 s-1時(shí)的 amPa·s37什么是鉆井液的剪切稀釋特性?它對(duì)鉆井工作有何好處?表觀粘度隨剪切速率增大而降低的特性。環(huán)形空間: 低, a大,有利于攜帶鉆屑 鉆頭水眼: 大, a小,有利于水力破巖38如何評(píng)價(jià)鉆井液的觸變性?以終切和初切的差值來(lái)表示39如何測(cè)量鉆井液的初切和終切?40分別敘述層流、紊流和平板型層流的攜巖特點(diǎn)?層流:對(duì)井壁沖刷作用小,有利于井壁穩(wěn)定;存在“轉(zhuǎn)動(dòng)靠壁”現(xiàn)象,攜巖效率低紊流:優(yōu)點(diǎn):巖屑不存在轉(zhuǎn)動(dòng)和滑落現(xiàn)象,幾乎全部都能攜

12、帶到地面上來(lái),環(huán)形空間里的巖屑比較少。缺點(diǎn):巖屑滑落大,要求上返速度高,泵排量大;由于沿程壓降與流速的平方成正比,功率損失與流速的立方成正比所以用紊流攜巖還會(huì)使鉆頭的水馬力降低,不利于噴射鉆井。紊流時(shí)的高流速對(duì)井壁沖蝕嚴(yán)重,容易引起易塌地層井壁垮榻。平板型層流:對(duì)井壁沖刷作用??;攜巖效率高(低速,0.50.6m/s);解決了低粘度鉆井液攜帶巖屑的問(wèn)題(不分散低固相泥漿)41在鉆探過(guò)程中,如何使鉆井液達(dá)到平板型層流?1、選用XC生物聚合物、HEC、PHP和FA368等高分子聚合物作為主處理劑并保持其足夠的濃度。2、通過(guò)有效地使用固控設(shè)備。3、在保證鉆井液性能穩(wěn)定的情況下、通過(guò)適量地加入石灰、石膏

13、、氯化鈣和食鹽等電解質(zhì),以增強(qiáng)體系中固體顆粒形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的能力。42什么是壓力激動(dòng)?列舉產(chǎn)生壓力激動(dòng)的原因。由于鉆柱上下運(yùn)動(dòng)或泥漿泵開(kāi)動(dòng)等原因,使井內(nèi)液柱壓力發(fā)生突然變化(升高或降低)的現(xiàn)象。原因:起鉆:液柱壓力降低下鉆:液柱壓力升高開(kāi)泵:液柱壓力升高43分別敘述濾失和造壁性的含義。濾失:在壓力差的作用下,鉆井液中的自由水向井壁巖石的孔隙或縫隙中滲透的現(xiàn)象造壁性:隨著鉆井液在井壁的濾失,自由水進(jìn)入地層,鉆井液中的固相顆粒便附著在井壁上形成泥餅,也可以進(jìn)入地層一定深度。44鉆井液瞬時(shí)濾失、靜濾失和動(dòng)濾失?瞬時(shí)濾失:沒(méi)有泥餅,濾失速率很大,濾失時(shí)間很短,濾失量不大。動(dòng)濾失:壓差大,等于靜液柱壓力加

14、上環(huán)空壓力降和地層壓力之差,泥餅厚度厚度維持不變,且較薄,單位時(shí)間的濾失量開(kāi)始較大,隨后逐漸減小,最后穩(wěn)定在某一固定值。靜濾失:壓差不太大,泥餅較厚,單位時(shí)間濾失量一般比動(dòng)濾失量小。45如何測(cè)定鉆井液的靜濾失?敘述其測(cè)定條件。采用API標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試裝置主要有濾失儀和高溫高壓濾失儀兩種。API濾失量測(cè)定儀:實(shí)驗(yàn)壓差為0.69MPa,測(cè)試溫度一般為室溫,濾失時(shí)間30min,濾失材料為符合標(biāo)準(zhǔn)的直徑為90mm的濾紙,但是室內(nèi)試驗(yàn)往往測(cè)定0.69 MPa,7.5min的濾失量。 高溫高壓濾失儀:3.5MPa壓差,溫度15046列舉影響鉆井液靜濾失量的因素。濾失時(shí)間、濾失壓差、濾液的粘度和溫度、固

15、相含量和類(lèi)型、泥餅壓實(shí)性與滲透性、地層滲透率47試述鉆井液濾失性和鉆井作業(yè)的關(guān)系。對(duì)于裂縫性地層、硬脆性地層、活性泥頁(yè)巖地層等會(huì)引起地層粘土礦物水化膨脹分散、剝落掉塊等井壁不穩(wěn)定現(xiàn)象;如果是油氣層,濾液侵入會(huì)引起儲(chǔ)層粘土礦物膨脹,減小油氣流動(dòng)通道,降低油氣層滲透率;鉆井液固相的侵入會(huì)堵塞儲(chǔ)層孔隙,降低儲(chǔ)層滲透率,總之都會(huì)造成油氣層損害,降低油氣層產(chǎn)能,造成能源的巨大浪費(fèi)。我們希望鉆井液濾失量越小越好。由于要考慮鉆井液的流動(dòng)性、成本等因素,鉆井液的濾失量不可能很小。只能根據(jù)具體情況,井深、巖層滲透性、井身結(jié)構(gòu)等具體考慮。48在實(shí)際鉆井作業(yè)中,關(guān)于鉆井液濾失性總的指導(dǎo)原則是哪些?有哪些定量的指標(biāo)(

16、分別針對(duì)油氣層和一般地層)?總的原則是:淺層可以稍大,深層必須減??;非儲(chǔ)層可以稍大,儲(chǔ)層必須減小定量指標(biāo):在鉆開(kāi)油氣層時(shí), API濾失量應(yīng)小于5m1,模擬井底溫度的HTHP濾失量應(yīng)小于15ml。鉆遇易坍塌地層時(shí)API濾失量最好不大于5ml。對(duì)一般地層,API濾失量應(yīng)盡量控制在10ml以內(nèi),HTHP濾失量不應(yīng)超過(guò)20ml。49在鉆探實(shí)際中,如何控制鉆井液的濾失量。主要就是調(diào)整鉆井液的粘度和泥餅的滲透性,以獲得薄而致密滲透率低的泥餅。1、使用膨潤(rùn)土造漿;2、加入適量純堿、燒堿或有機(jī)分散劑(如煤堿液等),提高粘土顆粒的電動(dòng)電位、水化程度和分散度;3、加入CMC或其它聚合物以保護(hù)粘土顆粒,阻止其聚結(jié),

17、從而有利于提高分散度;4、加入一些極細(xì)顆粒(如超細(xì)碳酸鈣、瀝青等)堵塞泥餅孔隙。50鉆井液的潤(rùn)滑性通常包括哪兩個(gè)方面?泥餅的潤(rùn)滑性能、鉆井液這種流體自身的潤(rùn)滑性51潤(rùn)滑性較好的鉆井液對(duì)鉆井而言,有哪些優(yōu)點(diǎn)?1、減小鉆具的扭矩、磨損和疲勞,延長(zhǎng)鉆頭軸承的壽命;2、減小鉆柱的摩擦阻力,縮短起下鉆時(shí)間;3、能用較小的動(dòng)力來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具;4、能防粘附卡鉆,防止鉆頭泥包。52 列舉你所知道的鉆井液潤(rùn)滑劑。(1)惰性固體潤(rùn)滑劑:塑料小球、玻璃小球、石墨粉(2)液體類(lèi)潤(rùn)滑劑:原油、礦物油、植物油和表面活性劑53鉆井工作對(duì)鉆井液潤(rùn)滑劑有哪些要求?1、潤(rùn)滑劑必須能潤(rùn)滑金屬表面,并在其表面形成邊界膜和次生結(jié)構(gòu)。2、應(yīng)

18、與基漿有良好的配伍性,對(duì)鉆井液的流變性和濾失性不產(chǎn)生不良影響。3、不降低巖石破碎的效率。4、具有良好的熱穩(wěn)定性和耐寒穩(wěn)定性。5、不腐蝕金屬,不損壞密封材料。6、不污染環(huán)境,易于生物降解,價(jià)格合理,且來(lái)源充足。54 簡(jiǎn)述惰性固體潤(rùn)滑劑的作用機(jī)理。在兩接觸面之間產(chǎn)生物理分離,其作用是在摩擦表面上形成一種隔離潤(rùn)滑薄膜,從而達(dá)到減小摩擦、防止磨損的目的。55 試述液體潤(rùn)滑劑的作用機(jī)理。通過(guò)在金屬、巖石和粘土表面形成吸附膜,使鉆柱與井壁巖石接觸(或水膜接觸)產(chǎn)生的固固摩擦,改變?yōu)榛钚詣┓菢O性端之間或油膜之間的摩擦,或者通過(guò)表面活性劑的非極性端還可再吸附一層油膜。第四章 鉆井液配漿原材料與處理劑56膨潤(rùn)土

19、在淡水鉆井液中的作用有哪些?1、增加粘度和切力,提高井眼凈化能力;2、形成低滲透率的致密泥餅,降低濾失量;3、對(duì)于膠結(jié)不良的地層,可改善井眼的穩(wěn)定性;4、防止井漏。57掌握加重材料用量的計(jì)算方法。 mB=(V2-V1) B 58為什么要將鉆井液的pH控制在一個(gè)弱堿性(8<pH<10)的環(huán)境?1、增加鉆井液中粘土的分散程度2、適當(dāng)控制Ca2+、Mg2+等離子的存在狀態(tài)3、減輕鉆具腐蝕,鐵的活性比氫強(qiáng),容易與氫離子發(fā)生反應(yīng)造成腐蝕4、一些處理劑的要求,在弱堿性狀態(tài)才能充分發(fā)揮作用。59列舉純堿和燒堿在鉆井液中的主要作用。純堿:1、改善粘土的水化分散性能,因此加入適量純堿可使新漿的濾失量

20、下降,粘度、切力增大。2、過(guò)量的純堿會(huì)導(dǎo)致粘土顆粒發(fā)生聚結(jié),使鉆井液性能受到破壞。3、在鉆水泥塞或鉆井液受到鈣侵時(shí),加入適量純堿使Ca2+沉淀成CaCO3,從而使鉆井液性能變好。燒堿:a.主要用于調(diào)節(jié)鉆井液的pH值; b.與丹寧、褐煤等酸性處理劑一起配合使用,使之分別轉(zhuǎn)化為丹寧酸鈉、腐植酸鈉等有效成分 ; c.還可用于控制鈣處理鉆井液中Ca2+的濃度等。60列舉石灰在鉆井液中的主要作用。 a.在鈣處理鉆井液中,石灰用于提供Ca2+,以控制粘土的水化分散能力,使之保持在適度絮凝的狀態(tài); b.在油包水乳化鉆井液中,CaO用于使烷基苯磺酸鈉等乳化劑轉(zhuǎn)化為烷基苯磺酸鈣,并調(diào)節(jié)pH值。c石灰還可配成石灰

21、乳堵漏劑封堵漏層。61試述無(wú)機(jī)處理劑在鉆井液中的作用機(jī)理。無(wú)機(jī)處理劑都是水溶性的無(wú)機(jī)堿類(lèi)和鹽類(lèi):1、 離子交換吸附2、 調(diào)控鉆井液的PH值3、 沉淀作用4、 絡(luò)合作用5、 與有機(jī)處理劑生成可溶性鹽6、抑制溶解的作用62闡述常用鉆井液加重劑的化學(xué)組成、特性及適用范圍。(1)重晶石粉:BaSO4為主,密度應(yīng)達(dá)到4.2g/cm3,粉末細(xì)度要求通過(guò)200目篩網(wǎng)時(shí)的篩余量<3.0,重晶石粉一般用于加重密度不超過(guò)2.30 g/cm3的水基和油基鉆井液(2)石灰石粉:CaCO3為主,與鹽酸等無(wú)機(jī)酸類(lèi)發(fā)生反應(yīng),生成CO2、H2O和可溶性鹽,適于在非酸敏性而又需進(jìn)行酸化作業(yè)的產(chǎn)層中使用,以減輕鉆井液對(duì)產(chǎn)層

22、的損害,只能用于配制密度不超過(guò)1. 68 g/cm3 的鉆井液和完井液(3)鐵礦粉和鈦鐵礦粉:前者主要為Fe2O3,后者主要為T(mén)iO2Fe2O3,密度均大于重晶石,故可用于配制密度更高的鉆井液。此外,鐵礦粉和鈦鐵礦粉均具有一定的酸溶性,因此可應(yīng)用于需進(jìn)行酸化的產(chǎn)層(4)方鉛礦粉:PbS為主,密度高達(dá)7.47.7 g/cm3,因而可用于配制超高密度鉆井液,以控制地層出現(xiàn)異常高壓,一般僅限于在地層孔隙壓力極高的特殊情況下使用63列舉常見(jiàn)降粘劑名稱(chēng)、主要化學(xué)組成,舉例說(shuō)明其作用機(jī)理。1、單寧類(lèi):是一大類(lèi)多元酚的衍生物,屬于弱有機(jī)酸。通過(guò)拆散粘土顆粒網(wǎng)架結(jié)構(gòu)而起降粘作用的,即降低的主要是動(dòng)切力而對(duì)塑性

23、粘度的影響較小。2木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi):主要成分為木質(zhì)素磺酸鈉。一、在粘土顆粒的斷鍵邊緣上形成吸附水化層,從而削弱粘土顆粒之間的端面和端端連接,從而削弱或拆散空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu),致使鉆井液的粘度和切力顯著降低;二、鐵鉻鹽分子在泥頁(yè)巖上的吸附,有抑制其水化分散的作用,這不僅有利于井壁穩(wěn)定,還可以防止泥頁(yè)巖造漿所引起的鉆井液粘度和切力上升。3X-40系列降粘劑:XA40是相對(duì)分子質(zhì)量較低的聚丙烯酸鈉,XB40是丙烯酸鈉與丙烯磺酸鈉的相對(duì)分子質(zhì)量較低的共聚物。一、由于其分子量低,可通過(guò)氫鍵優(yōu)先吸附在粘土顆粒上,從而頂替掉原已吸附在粘土顆粒上的高分子聚合物,從而拆散了由高聚物與粘土顆粒之間形成的“橋接網(wǎng)架結(jié)構(gòu)”;

24、二、低分子量的降粘劑可與高分子主體聚合物發(fā)生分子間的交聯(lián)作用,阻礙了聚合物與粘土之間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的形成,從而達(dá)到降低粘度和切力的目的4XY27:兩性離子聚合物稀釋劑。由于在XY27的分子鏈中引入了陽(yáng)離子基團(tuán),能與粘土發(fā)生離子型吸附,又由于是線性相對(duì)分子質(zhì)量較低的聚合物,故它比高分子聚合物能更快、更牢固地吸附在粘土顆粒上。而且XY27的特有結(jié)構(gòu)使它與高聚物之間的交聯(lián)或絡(luò)合機(jī)會(huì)增加,從而使其比陰離子聚合物降粘劑有更好的降粘效果。兩性離子降粘劑還具有一定的抑制頁(yè)巖水化的作用,這是因?yàn)榉肿渔溨械挠袡C(jī)陽(yáng)離子基團(tuán)吸附于粘土表面之后,一方面中和了粘土表面的一部分負(fù)電荷,削弱了粘土的水化作用;另一方面這種特殊分子

25、結(jié)構(gòu)使聚合物鏈之間更容易發(fā)生締合。64列舉常見(jiàn)降濾失劑名稱(chēng)、主要化學(xué)組成,舉例說(shuō)明其作用機(jī)理。1腐植酸類(lèi):主要功能團(tuán):酚羥基、羧酸基、醇羥基、醌基、甲氧基和羰基。分子量較大,一般難溶于水,但易溶于堿溶液,生成腐植酸鈉,作為鉆井液降濾失劑的有效成分。水化作用較強(qiáng)的羧鈉基等水化基團(tuán),使腐植酸鈉不但具有很好的降濾失作用,還兼有一定降粘作用。2纖維素類(lèi):許多環(huán)式葡萄糖單元構(gòu)成的長(zhǎng)鏈狀高分子化合物。a.吸附作用,b.提粘和堵塞作用3丙烯酸類(lèi)聚合物:原料有丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯磺酸。水解聚丙烯腈及其鹽類(lèi)、PAC(聚丙烯酸鹽)系列產(chǎn)品和丙烯酸鹽SK系列產(chǎn)品4樹(shù)脂類(lèi):以酚醛樹(shù)脂為主體,經(jīng)磺化或引入其它

26、官能團(tuán)而制得?;羌谆尤?shù)脂、磺化木質(zhì)素磺甲基酚醛樹(shù)脂縮合物、磺化褐煤樹(shù)脂5淀粉類(lèi):結(jié)構(gòu)與纖維素相似,屬于碳水化合物。一方面是它吸收水分,減少了鉆井液中的自由水;另一方面是形成的囊狀物可進(jìn)入泥餅的細(xì)縫中,從而堵塞水的通路,進(jìn)一步降低了泥餅的滲透性。65列舉常見(jiàn)頁(yè)巖抑制劑名稱(chēng)、主要化學(xué)組成,舉例說(shuō)明其作用機(jī)理。1、瀝青類(lèi):氧化瀝青(能夠在一定的溫度和壓力下軟化變形,從而封堵裂隙,并在井壁上形成一層致密的保護(hù)膜)、磺化瀝青。2、鉀鹽腐植酸類(lèi):腐植酸鉀、硝基腐植酸鉀、K2166何謂絮凝劑,列舉你所知道的絮凝劑名稱(chēng)并說(shuō)明其作用機(jī)理。定義:使鉆井液固相顆粒聚結(jié)變大的化學(xué)劑聚丙酰胺(PAM)、部分水解聚丙

27、烯酰胺(PHP)、80A51丙烯酰胺和丙烯酸鈉共聚物、CPAM陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺機(jī)理:a.無(wú)機(jī)絮凝劑:主要是一些無(wú)機(jī)鹽,如氯化鈉、氯化鈣等。作用機(jī)理:通過(guò)離子交換吸附壓縮雙電層,降低粘土顆粒表面電動(dòng)電位,水化膜變薄,使粘土顆粒產(chǎn)生絮凝。b.有機(jī)絮凝劑:主要高分子聚合物(分子量>300萬(wàn))。非離子型和陰離子型絮凝劑主要是通過(guò)吸附、橋接、蜷曲、下沉機(jī)理;陽(yáng)離子絮凝劑除了搭橋機(jī)理以外,還具有電性中和,具有更快更高的絮凝效率。第五章 鉆井液體系67試述分散型鉆井液的組成及其特點(diǎn)。組成:淡水 + 粘土 + 處理劑特點(diǎn): ·粘土顆粒高度分散。 · 粘土分散度改變 ,導(dǎo)致性能改變。

28、 · 性能容易受電解質(zhì)污染,穩(wěn)定性差。 · 維護(hù)、處理需要很多水量。 · 成本低。關(guān)鍵: 保持粘土顆粒的高度分散。68敘述分散型鉆井液受到鈣污染的來(lái)源、作用規(guī)律和處理方法。來(lái)源:石膏層、水泥塞影響規(guī)律:失水有效粘度:高固相: Ca+ max 低固相:先升后降 =C處理方法:除鈣:加純堿護(hù)膠:加降失水劑· 拆結(jié)構(gòu):加入稀釋劑69敘述分散型鉆井液受到鹽污染的作用規(guī)律和處理方法。作用規(guī)律:NaCLPH NaCL Vf 、 C(常數(shù))1%為分界線 · 3%前,Vf增加小, · 3%后,Vf , C(低固相)處理方法:抗鹽、護(hù)膠:加入抗鹽能力強(qiáng)

29、的有機(jī)護(hù)膠劑。F 拆 結(jié) 構(gòu):加入抗鹽稀釋劑。F 換 土:換抗鹽土。70試述抑制性鉆井液的特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)方法。特點(diǎn):利用粘土粒子的適度分散,保持鉆井液性能穩(wěn)定實(shí)現(xiàn):利用無(wú)機(jī)鹽壓縮雙電層作用使粘土粒子絮凝,再利用稀釋劑的解絮凝作用去抵消一部分絮凝,直到分散度合適 性能符合要求71列舉聚合物鉆井液的基本特點(diǎn)。1、無(wú)用固相少,密度低,壓差?。?、鉆屑較粗,固相體積含量較??;3、膨潤(rùn)土固相含量低,亞微米顆粒少;4、剪切稀釋性好,水眼粘度低;5、攜砂能力強(qiáng);6、抑制、包被能力強(qiáng);7、對(duì)油氣層損害較小;8、抗溫能力較強(qiáng)。72你認(rèn)為深井高溫鉆井液應(yīng)具備哪些要求?1、有抗高溫能力;2、在高溫條件下對(duì)粘土的水化分散

30、具有較強(qiáng)的抑制能力;3、有良好的高溫流變性;4、有良好的潤(rùn)滑性73列舉油包水乳化鉆井液的組成及各組分的作用。1、基油,為連續(xù)相2、水相,為分散相3、乳化劑,在油/水界面形成具有一定強(qiáng)度的吸附膜4、潤(rùn)濕劑,一般是使親水性固體表面變成親油性的表面活性劑5、有機(jī)土,提高粘度、降失水、促進(jìn)乳化6、石灰,(1)維持PH=8.5-10,防止鉆具腐蝕;(2)提供Ca2+,形成二元金屬皂,改善乳化劑效能;(3)有效阻止CO2和H2S等酸性氣體對(duì)鉆井液的污染。7、加重材料,用于加重第六章 油氣層保護(hù)技術(shù)74什么是油氣層損害?任何阻止流體從井眼周?chē)魅刖椎默F(xiàn)象75分析在外因作用下引起油氣層損害的原因?1、外界流

31、體進(jìn)入油氣層引起的損害:(1)流體中固相顆粒堵塞油氣層(2)外來(lái)流體與巖石不配伍(3)外來(lái)流體與地層流體不配伍(4)外來(lái)流體進(jìn)入油氣層影響油水分布造成損害2、工程因素和油氣層環(huán)境條件發(fā)生變化造成的損害:(1)作業(yè)或生產(chǎn)壓差引起的油氣層損害(2)溫度變化引起的油氣層損害(3)生產(chǎn)和作業(yè)時(shí)間76列舉常規(guī)的巖心分析方法。一、X-射線衍射技術(shù)二、掃描電鏡技術(shù)三、薄片技術(shù)四、壓汞法測(cè)巖石毛管壓力曲線五、其它巖心分析技術(shù)77儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)有哪些內(nèi)容?速敏、水敏、鹽敏、堿敏、酸敏、應(yīng)力敏感性78分別闡述速敏、水敏、鹽敏、堿敏、酸敏的定義。速敏:油氣層的速敏性是指在鉆井、測(cè)試、試油、采油、增產(chǎn)作業(yè)、注水等作業(yè)或生產(chǎn)過(guò)程中,當(dāng)流體在油氣層中流動(dòng)時(shí),引起油氣層中微粒運(yùn)移并堵塞喉道造成油氣層滲透率下降的現(xiàn)象水敏:油氣層遇淡水后滲透率降低的現(xiàn)象鹽敏:地層滲透率隨鉆井液礦化度降低而改變的現(xiàn)象堿敏:高pH值的外來(lái)流體侵入油氣層后、與油氣層中的堿敏性礦物發(fā)生相互作用造成油氣層滲透率下降的現(xiàn)象酸敏:酸液進(jìn)入儲(chǔ)層后與儲(chǔ)層中的酸敏性礦物發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生沉淀或釋放出微粒,是儲(chǔ)層滲透率下降的現(xiàn)象79試述屏蔽暫堵鉆井液的

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