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化学泥浆粉与钻井液组分和理化性能存在的差异

来源:www.zzybnj.com发表时间:2019-02-18

    钻井液和化学泥浆粉化学兼容性差不但影响顶替效率,而且危及固井作业安全,这是导致深井超深井固井质量低下的重要原因和引发固井工程事故的隐患。为了探索钻井液对水泥浆产生化学污染的本质,以油气田某区块一口典型井的φ177.8mm尾管固井作业为例,采用单因素分析法,将该井采用的钻井液处理剂与现场水泥浆进行污染稠化实验。钻井液污染水泥浆的主要原因是钻井液中某些处理剂与化学泥浆粉外加剂之间相互作用,引发凝胶效应,导致浆体稠度迅速增大和稠化时间大幅度缩短,并非水泥浆真正凝结硬化。
  钻井液和化学泥浆粉的组分和理化性能存在显著差异,一般2者的化学兼容性较差,只要接触均存在不同程度的污染,形成一些难以破坏的胶凝结构,不但影响顶替效率,而且可能危及固井施工安全,引发固井工程事故。
   深井超深井固井作业前必须对钻井液性能进行调整,在降低其黏度和切力的同时,改善其与化学泥浆粉的化学兼容性,并在泵注水泥浆之前泵入前置液,有效隔离钻井液和化学泥浆粉。
  钻井液与化学泥浆粉接触污染原因分析钻井液发生钙侵。按照离子交换吸附原理,由水泥提供的Ca2+要置换吸附在黏土表面上的Na+,使钠质土转变为钙质土。
  化学泥浆粉中Ca2+和黏土表面的吸附力大于Na+,难于被呈极性的水分子吸附,即不容易解离,因此Zeta电势减小,使得阻止黏土颗粒聚结合并的斥力减小,聚结-分散平衡即向着有利于聚结的方向变化,钻井液中的网架结构增多并加强,致使钻井液的黏度、切力和滤失量增加。
  另一方面,化学泥浆粉钠质土转换成钙质土后,黏土颗粒的水化程度降低,黏土表面的水化膜变薄。黏土水化程度的改变也是使钻井液受钙侵后滤失量增大、滤饼增厚、易聚结合并、颗粒变粗、形成结构、使黏度上升的一个原因。

  

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