钻井液盐侵及处理.doc

中国石油大学钻井液工艺原理实验报告
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实验三 钻井液盐侵及处理
一.实验目的
1.了解淡水钻井液盐侵后性能的变化规律。
2.学会盐侵钻井液性能的调整。
二.实验原理
1.钻井液盐侵后，压缩粘土的扩散双电层，其ε 电位降低，水化膜变薄，粘土颗粒间形成网架结构，导致钻井液粘度、切力上升，失水增大。当盐侵到一定程度后，粘土颗粒面-面联结，粘土分散度明显降低，使粘度、切力转而下降，失水继续增大，见下图。

2.盐侵钻井液加入适量处理剂（稀释剂）后，一是拆散较强的粘土网架结构，使钻井液处于适度絮凝状态，二是保护粘土颗粒使它保持适度尺寸，不至于结合变的过大，从而使钻井液滤失性能得到改善。
三.仪器、药品
1、高速搅拌机一台；
2、六速旋转粘度计一台；
3、大气筒失水仪一台；
4、电子天平一台；
5、秒表一只；
6、吸管一支；
7、牛角勺两把；
8、25ml、500ml量筒各两支；
9、PH试纸、泥浆500ml、Nacl、降滤失剂CMC、降粘剂等。
四.实验步骤：
1．取泥浆450ml 高搅10 分钟，测其六速粘度、滤失量、泥饼厚度、和PH值。
2．各组按下表向步骤1完成后的泥浆中加入一定量的加氯化钠，高速搅拌10 分钟后测六速粘度、滤失量、泥饼厚度、和PH值。

表1 氯化钠加量
组
1
2
3
4
5
氯化钠,%
0.1
0.5
0.75
2
3

3.根据加氯化钠后的钻井液性能，加适量稀释剂和降失水剂使其性能得到恢复。处理剂加量参考表2。
表2 盐侵后处理剂参考加量
组
1
2
3
4
5
降粘剂，%
0.3-0.4
0.5-0.6
0.3-0.4
0.2-0.3
0-0.2
降失水剂，%
0-0.1
0.1-0.2
0.2-0.3
0.4-0.5
0.5-0.6

五.实验数据及处理
1．将所得数据及计算结果整理列表。
2．绘出钻井液表观粘度、动切力以及失水量随盐加量的变化曲线，并简要解释。
钻井液盐侵及处理原始记录表
粘度计转速
n（rpm）
Φ600
Φ300
Φ200
Φ100
Φ6
Φ3
滤失量/ml
泥饼mm
PH
基浆（格）
23
19
17
13
10
9
26
4
9
基浆+Nacl（格）
21
17
15
12
3
1
45
7
8

组别
Φ600
Φ300
滤失量/ml
1/2
27
23
33.6
3/4
32
27
36
5/6
29
19
39
7/8
27
15
51
9/10
17
12
54
表观粘度计算公式为
ηa=Ø600/2
因为动切力的计算公式为：
τ0=0.511(2 Ø 300- Ø 600)

钻井液的表观粘度、动切力滤失量随Nacl含量的变化
Nacl，%
0.1
0.5
0.75
2
3
表观粘度/mPa.s
13.5
16
14.5
13.6
8.5
动切力/Pa
9.709
11.242
4.599
1.533
3.577
滤失量/ml
33.6
36
39
51
54

钻井液性能随Nacl含量的变化曲线

解释：（1）钻井液盐侵后，压缩粘土的扩散双电层，其ε 电位降低，水化膜变薄，粘土颗粒间形成网架结构，导致钻井液粘度、切力上升，失水增大。当盐侵到一定程度后，粘土颗粒面-面联结，粘土分散度明显降低，使粘度、切力转而下降，失水继续增大；（2）动切力在最后一个点出略有上升这可能是实验误差。