(二)选水:水要进行水质化验,一般不得超过15度的软水,超过时必须进行软化理。
(三)水解聚丙烯酰胺:选用水解聚丙烯酰胺要选干粉状、阴离子型、分子量不小于500万、水解度30%。
(四)水解聚丙烯腈:选用水解聚丙烯腈要选干粉状、阴离子型、分子量10~20万、水解度55~65%。
(五)纯碱(Na2CO3):对膨润土进行脱钙处理,改善其性能(六)腐植酸钾:选黑色粉末20-100目最佳
二、配制及使用
(一)每立方泥浆中基础配料:1、膨润土:5%~8%,50~80kg。2、纯碱(NaCO3):土量的3%~5%,1.5~4kg的纯碱。3、水解聚丙烯酰胺:0.015%~0.03%,0.15~0.3kg。4、水解聚丙烯腈干粉:0.2%~0.5%,2~5kg的水解聚丙烯腈干粉。
另外,根据地层情况,每立米泥浆中加入0.5~3kg的防塌剂、堵漏剂、降失水剂。如第四系地层易塌和膨胀,加入1%左右的防塌剂和1%左右腐植酸钾。
(二)配制过程:正常情况下,钻进1000m的钻孔大约需要50m3的泥浆。现以配制20m3泥浆为例,说明“双聚泥浆”的配制过程如下:
1、将30~80kg的纯碱(NaCO3)放入4米3水中拌匀后再加入1000~1600kg膨润土拌匀后闷泡两天以上待用。2、使用前将闷泡好的泥浆加入清水进行稀释配成20米3的基浆。3、将3~6kg水解聚丙烯酰胺干粉用水溶解后加入基浆中,将40~100kg水解聚丙烯腈干粉用水稀释溶解后加入基浆中。4、全部加完后搅匀即成
(三)性能测试使用前要对泥浆的各种性能进行测试检查,各参数应达到以下标准:固相含量:小于4%比重(r):小于1.06漏斗粘度(T):17~21秒失水量(B):小于15毫升/30分钟泥饼(K):<1mm含砂量:<1%PH值:7.5~8.5
每千米钻孔泥浆的配料
一、粘土:
选用优质膨润土,其技术要求如下:1、粒度:200目以上2、水份:不大于10%3、造浆率:不小于10米3/吨4、失水量:不大于20ml/min5、用量:3000~4000kg
二、纯碱(NaCO3):150kg
三、选水:水要进行水质化验,一般不得超过15度的软水,如超过时必须进行软化处理。
四、水解聚丙烯酰胺:1、选用水解聚丙烯酰胺要选干粉状、阴离子型、分子量不小于500万、水解度30%。2、用量:25kg。
五、水解聚丙烯腈:1、选用水解聚丙烯腈要选干粉状、阴离子型、分子量10~20万、水解度55~65%。2、用量:300kg。
六、其它备用材料:1、ST-1防塌剂:25kg。2、801堵漏剂:50kg。3、腐植酸钾(KHm):50kg。4、NaOH(火碱):10kg。5、堵漏用惰性材料(锯沫、棉籽皮等):250kg。
复合型低固相防塌泥浆
一、特点
1、流动性好,携带岩粉能力强。2、泥浆处理简单,维护方便,性能稳定,使用周期长。3、适用性广,既能在松散、破碎、坍塌掉块地层中使用,也能在泥状破碎岩层和水敏性岩层中使用。能够适合不同岩层的护壁要求。
4、配制方便,无需加热,无需预先浸泡,只需把两种低固相泥浆简单地混合,搅拌充分即可。5、该种复合型防塌泥浆除具有防塌作用外,还具有治塌的作用。
二、复合型低固相防塌泥浆的配制A液:聚丙烯酰胺(PAM)─氯化钾(KCl)低固相防塌泥浆1、膨润土20%。2、纯碱(Na2CO3)0.5%。3、羧钾基纤维素钠(Na-CMC)0.4%。4、聚丙烯酰胺(PAM分子量为1200万单位)0.1%。5、氯化钾(KCl)1%。B液:腐植酸钾(KHm)低固相防塌泥浆
1、膨润土3%。2、纯碱(Na2CO3)0.5%。3、腐植酸钾(KHm)2.0%~3.0%。4、聚丙烯酰胺(PAM分子量为1200万单位)0.1%。使用时将配制好的A液、B液按体积比1:1进行混合并充分搅拌后即可。
三、复合型低固相防塌泥浆护壁机理分析
A液是聚丙烯酰胺(PAM)─氯化钾(KCl)低固相防塌泥浆,是一种防塌性能很好的优质泥浆。PAM和KCl联合作用,能够有效抑制水敏地层的水化膨胀,对于钻进水敏地层具有非常好的保护作用。它在水敏地层裸露的第一时间里,有效地抑制了该类岩层的水化膨胀,从而防止了孔壁的坍塌。
B液是腐植酸钾(KHm)低固相防塌泥浆,是一种防塌性能很好的优质泥浆。KHm是一种优质的泥浆处理剂,它具有降失水、稀释分散、防止孔壁坍塌及减轻与防止钻具内结泥皮的作用。
首先,腐植酸钾(KHm)低固相防塌泥浆在孔内循环过程中,经孔内钻杆的高速回转,泥浆中腐植酸钾和粘土在离心力作用下能渗析到松散破碎岩层中,对松散破碎岩层起胶结加固作用,并在第一时间内阻止水分对孔壁的渗透和浸泡。其次,孔壁存在缝隙和凹陷的地方,泥浆中的粘土和KHm在离心力的作用下会充实到缝隙和凹陷中去,进而加固并修复孔壁。最后,腐植酸钾(KHm)低固相防塌泥浆在孔内循环到一定时间,能逐渐在孔壁上形成一层薄而坚韧、致密、光滑的泥皮,这层泥皮的形成进一步防止了水分对孔壁的渗泡和冲刷,同时起到加固孔壁的作用。光滑的泥皮对钻具有减阻的作用,防止因阻力过大造成钻具振动对孔壁的机械破坏。
当把A液和B液按体积比1:1混合在同一泥浆体系中使用时,A液能够在第一时间内抑制“构造破碎泥状”岩层的水化膨胀,B液能够在第一时间内对“松散、破碎”岩层起到渗析、胶结作用。随着混合液在孔内的长时间循环,B液会在全孔段逐渐形成泥皮,从而逐渐起到主要的护壁防塌作用。
腐植酸钾+CMC泥浆
一、泥浆配方1、膨润土 5%~7.5%。2、纯碱 (Na2CO3)土量的3%~5%。3、腐植酸钾 0.15%~0.25% 。4、CMC 0.3%~0.6%。
二、泥浆性能1、漏斗粘度22~24。2、失水量8~12。3、比重1.15~1.2。4、PH值9~10。
广谱护壁剂泥浆
一、泥浆配方1、膨润土5%~10%。2、纯碱(Na2CO3)土量的4%~6%。3、广谱护壁剂0.3%~0.6%。
二、泥浆性能1、漏斗粘度22~26。2、失水量10~15。3、比重1.15~1.25。4、PH值9~10。
堵漏剂泥浆
一、泥浆配方1、膨润土 5%~7.5%。2、纯碱 (Na2CO3)土量的3%~5%。3、堵漏剂 0.3%~0.7%。
二、泥浆性能1、漏斗粘度20~22。2、失水量10~15。3、比重1.15~1.20。4、PH值9~10。