1、聚合物鉆井液的制備、評價及維護實驗聚合物鉆井液的制備、評價及維護實驗 授授 課課 人：人： 李李 志志 勇勇聯(lián)系方式：聯(lián)系方式： 1381135798813811357988 89733893 89733893 （o o）辦公地點：辦公地點： 工程東樓工程東樓316316一、實驗?zāi)康囊弧嶒災(zāi)康?1、了解一般淡水聚合物鉆井液配制、性能評定的方法。、了解一般淡水聚合物鉆井液配制、性能評定的方法。 2、了解一般淡水聚合物鉆井液鈣侵后性能的變化規(guī)律。、了解一般淡水聚合物鉆井液鈣侵后性能的變化規(guī)律。 3、學會一般淡水聚合物鉆井液鈣侵后性能的調(diào)整和維護方法、學會一般淡水聚合物鉆井液鈣侵后性能的調(diào)整和維護

2、方法。二、實驗儀器設(shè)備及藥品二、實驗儀器設(shè)備及藥品 儀器設(shè)備儀器設(shè)備: ZNN: ZNN型旋轉(zhuǎn)粘度計型旋轉(zhuǎn)粘度計, , 濾失量測定儀濾失量測定儀, , 高速攪拌機，比重稱，鉆高速攪拌機，比重稱，鉆井液杯井液杯, ,電子天平等。電子天平等。 藥品：待測鉆井液，藥品：待測鉆井液， 鈣膨潤土鈣膨潤土 PHPA 環(huán)保降濾失劑環(huán)保降濾失劑 Na2CO3三、實驗原理三、實驗原理 鉆井液中的粘土礦物由于晶格取代其顆粒表面帶有負電荷，可鉆井液中的粘土礦物由于晶格取代其顆粒表面帶有負電荷，可吸附等電量的陽離子，形成擴散雙電層。鈉蒙脫石吸附的吸附等電量的陽離子，形成擴散雙電層。鈉蒙脫石吸附的Na+較較Ca2+ 有

3、更強的水化能力，其膨脹壓很大，可使粘土分散為細小顆粒。有更強的水化能力，其膨脹壓很大，可使粘土分散為細小顆粒。Ca2+侵入鉆井液后侵入鉆井液后，其很容易與鈉蒙脫石中的，其很容易與鈉蒙脫石中的Na+發(fā)生離子交換，發(fā)生離子交換，使其轉(zhuǎn)化為鈣蒙脫石，使其轉(zhuǎn)化為鈣蒙脫石， Ca2+ 的水化能力比的水化能力比Na+要弱得多，因此要弱得多，因此Ca2+ 的引入會使蒙脫石絮凝程度增加，致使鉆井液的粘度、切力和濾失的引入會使蒙脫石絮凝程度增加，致使鉆井液的粘度、切力和濾失量增加。量增加。當其濃度達到一定數(shù)值后當其濃度達到一定數(shù)值后，會進一步壓縮雙電層，使粘土，會進一步壓縮雙電層，使粘土顆粒發(fā)生面顆粒發(fā)生面-面

4、聚結(jié)，此時分散度明顯降低，鉆井液的粘度和切力在面聚結(jié)，此時分散度明顯降低，鉆井液的粘度和切力在分別達到其最大值后又轉(zhuǎn)而下降，濾失量繼續(xù)上升。分別達到其最大值后又轉(zhuǎn)而下降，濾失量繼續(xù)上升。 當鉆井液遇鈣侵后，有兩種有效的處理方法。一是在鉆達含石當鉆井液遇鈣侵后，有兩種有效的處理方法。一是在鉆達含石膏地層前轉(zhuǎn)化為鈣處理鉆井液；二是使用化學劑將膏地層前轉(zhuǎn)化為鈣處理鉆井液；二是使用化學劑將Ca2+清除。通清除。通常是根據(jù)濾液中常是根據(jù)濾液中Ca2+濃度，加入適量純堿除去鉆井液中的濃度，加入適量純堿除去鉆井液中的Ca2+，其反應(yīng)式為：其反應(yīng)式為： Ca2+ + NaCO3=CaCO3 + 2Na+ 這種

5、處理方法的這種處理方法的好處好處是，即沉淀掉是，即沉淀掉Ca2+，多出的鈉離子又將鈣蒙，多出的鈉離子又將鈣蒙脫石轉(zhuǎn)變?yōu)殁c蒙脫石。但脫石轉(zhuǎn)變?yōu)殁c蒙脫石。但注意注意純堿不要加量過多，以免引起純堿不要加量過多，以免引起CO2-污污染。染。四、實驗步驟四、實驗步驟1、配制聚合物鉆井液并測定性能、配制聚合物鉆井液并測定性能 取取600ml水，加入水，加入4%的膨潤土，再加入的膨潤土，再加入Na2CO3,其質(zhì)量是膨潤土其質(zhì)量是膨潤土質(zhì)量的質(zhì)量的5%，高速攪拌，高速攪拌20分鐘，老化分鐘，老化24小時小時。然后加入然后加入0.3%PHPA（部分水解聚丙烯酰胺（部分水解聚丙烯酰胺 ）和）和2%環(huán)保降濾失劑環(huán)保

6、降濾失劑(改性淀粉改性淀粉)到鉆井液中，到鉆井液中，高速攪拌高速攪拌20分鐘。分鐘。 測定鉆井液的密度、表觀粘度（測定鉆井液的密度、表觀粘度（AV）、塑性粘度（）、塑性粘度（PV）、動）、動切力（切力（YP）、濾失量等鉆井液性能參數(shù)。）、濾失量等鉆井液性能參數(shù)。AV=（1/2） PV= YP=AV-PV600300600濾失量的測定：濾失量的測定：V30=2（V7.5-Vsp）+Vsp序號CaCl2% g/cm3 AVmPas PVmPas YPPa FLmL101.03739.52811.510.620.51.04022.3166.310311.042231679.641.51.046251

7、2.512.59.9521.0532513121062.51.0624111310.2731.06123111211.383.51.07322.510.51211.5941.08621.51011.512.7104.51.09169712.52、聚合物鉆井液鈣侵并測定性能、聚合物鉆井液鈣侵并測定性能 各組按照下列加量加入各組按照下列加量加入CaCl2，在高速攪拌機上高速攪拌，在高速攪拌機上高速攪拌5分鐘，分鐘，然后進行性能測試然后進行性能測試。3、聚合物鉆井液鈣侵后性能維護與處理、聚合物鉆井液鈣侵后性能維護與處理 根據(jù)鈣侵后的鉆井液性能，適量的碳酸鈉和降失水劑進根據(jù)鈣侵后的鉆井液性能，適量的碳酸鈉和降失水劑進行處理，使其性能得到恢復。具體加量如下表所示。行處理，使其性能得到恢復。具體加量如下表所示。4、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗數(shù)據(jù)處理1）將所得數(shù)據(jù)及計算結(jié)果整理列表。）將所得數(shù)據(jù)及計算結(jié)果整理列表。2）繪出鉆井液粘度、動切力及失水隨）繪出鉆井液粘度、動切力及失水隨CaCl2加量的變化曲線并簡要解釋加量的變化曲線并簡要解釋。序號Na2CO3%降濾失劑% g/cm3 AVmPas PVmPas YPPa FLmL11/1.0914.586.51022/1.0912.575.510.33211.09201646.44221.0938.52810.55.41 1、按照實驗報告樣板編寫，