油氣田開(kāi)發(fā)是由勘探、鉆井、井下作業(yè)、采油、集輸等環(huán)節構成的復雜綜合工程。在每一個(gè)環(huán)節的作業(yè)中,均需大量的化學(xué)品.
鉆井石油助劑作為地質(zhì)勘探的重要輔助材料,國內外已研究和使用了很多年,并開(kāi)發(fā)了幾百種相關(guān)產(chǎn)品。
鉆井液又稱(chēng)鉆井泥漿。其作用是破碎巖芯、攜帶巖屑、潤滑冷卻鉆頭、平衡地層壓力和保護井壁等。 維護良好的泥漿性能,是提高鉆井速度, 保證井下安全的重要手段,而處理劑是保證泥漿優(yōu)化的關(guān)鍵。
在油田化學(xué)品中,鉆井液和完井液處理劑約占整個(gè)油田化學(xué)品的一半。
鉆井液按其作用分類(lèi)
1) 加重劑
當鉆井液的液柱壓力不能平衡地層壓力或出現井噴需要壓井時(shí),需向體系中加入加重劑來(lái)提高鉆井液的比重,以達到平衡地層壓力和制止井噴事故的目的,常用的加重劑是重晶石(BaSO4).
2) 降失水劑
為了減少鉆井液向地層中的濾失,保證井身安全,而采用的保護泥漿膠體穩定性的化學(xué)劑稱(chēng)為降失水劑。
目前常用的降濾失劑有:
羧甲基纖維素, 羥乙基纖維素, 改性淀粉等。這些產(chǎn)品能分散于水中,但不溶解.以堵塞地層中的孔隙,防止濾失,又因其是油溶性的.所以不會(huì )堵塞油氣通道,同時(shí)它們也可用于完井液, 修井液和射孔液中。
3) 分散劑(又稱(chēng)稀釋劑)
當鉆井液中的粘土和鉆屑達到一定濃度時(shí),會(huì )形成空間網(wǎng)狀結構.鉆遇鹽膏層時(shí),地層水中的溶解鹽,尤其是高價(jià)陽(yáng)離子會(huì )加劇網(wǎng)狀結構的形成.使鉆井液的流動(dòng)性變差。能夠拆散這種網(wǎng)狀結構,釋出自由水,使鉆井液粘度和切力降低的添加劑稱(chēng)為分散劑。常用的分散劑有:木質(zhì)素磺酸鹽及其與鐵 鉻, 鈦, 錳,錫離子形成的絡(luò )合物等。
固井水泥添加劑分類(lèi)
l、降失水劑
能夠降低水泥漿濾失量的材料統稱(chēng)為水泥漿降失水劑,目前較常用的降失水劑有, 聚丙烯酰胺類(lèi)、羧甲基纖維素和有機酸的復合物等。
2、減阻劑(稀釋劑、分散劑、減水劑、紊流誘發(fā)調節劑)
用紊流泵送水泥漿常??扇〉脻M(mǎn)意的結果,減阻劑能控制水泥漿的流動(dòng)性,在低的泵排量下, 引起紊流流動(dòng)?;羌谆鶈螌?、單寧堿液、磺甲基褐煤等在一定摻量范圍都有較好的減阻效果。
3 稠化時(shí)間調節劑
由于固井井深不同,要求水泥漿具有適當的稠化時(shí)間,以滿(mǎn)足安全作業(yè)的需要。稠化時(shí)間調節劑包括促凝劑和緩凝刺。促凝劑是能使水泥快速凝固的添加劑,常用的有氯化鈣,氯化鈉.氯化銨等;緩凝劑是能使水泥漿凝固或稠化時(shí)間延長(cháng)的添加劑,常用的緩凝劑有木質(zhì)素磺酸鹽及其衍生物,羥基羧酸的鹽類(lèi)(如檸檬酸 酒石酸)及其衍生物等。
4 比重調節劑
根據不同的地層壓力條件, 需用不同密度的水泥漿, 能改變水泥漿密度的添加劑稱(chēng)比重調節劑, 包括減輕劑和加重劑。
減輕劑有膨潤土(也稱(chēng)搬土)、硬瀝青等; 加重劑有重晶石、赤鐵礦 、砂,食鹽等。
完井液添加劑
鉆井進(jìn)入目的層時(shí), 為了保護油氣層,常采用一種特殊的鉆井液進(jìn)行鉆井,這一種特殊的鉆井液即完井液。常用的完井液添加劑有羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、聚丙烯酸衍生物、聚陰離子纖維素等。
目前較為普遍使用的鉆井助劑有:
1.腐植酸鹽類(lèi)
腐植酸(HA)是一種芳香類(lèi)高分子化合物 ,具有降失水、耐高溫和抗鹽的功能。腐植酸與KOH溶液反應后,經(jīng)過(guò)抽提,可得到含有HA的腐植酸鉀(KHm)。
2.聚合物類(lèi)
聚合物類(lèi)鉆井助劑主要利用乙烯、丙烯等烯類(lèi)單體發(fā)生縮聚或共聚反應制得,在不分散泥漿中應用廣泛。。常見(jiàn)的產(chǎn)品有PAC、丙烯酸多元共聚物和速溶PAN等。PAC由氫氧化鋁與鹽酸發(fā)生中和反應生成,由于氯化鋁中鋁原子的共價(jià)性強,在不同的條件下,可生成不同聚合度的PAC。PAC絮凝體成型快,活性好,適應pH值寬,利于油水分離。而丙烯酸多元共聚物由于可以在碳鏈上添加酰胺基、羥基和磺酸基等多種親水或疏水基團,使得其產(chǎn)品性能廣泛,抗鹽能力突出。
聚合物類(lèi)產(chǎn)品的應用性能與分子聚合度密切相關(guān)。由于分子中含有較長(cháng)的分子鏈,其宏觀(guān)表現為具有良好的剪切稀釋性能和熱穩定性,因此,該類(lèi)助劑都具有較好的耐溫性。
3.三磺類(lèi)
三磺類(lèi)助劑是指磺化酚醛樹(shù)脂、磺化瀝青粉、磺化褐煤三類(lèi)產(chǎn)品,其中以磺化酚醛樹(shù)脂的應用較為廣泛。主要用作降濾失劑,抗鹽、抗鈣效果顯著(zhù)?;腔尤?shù)脂是由苯酚、甲醛與亞硫酸氫鈉縮合與磺化后,再與水進(jìn)行樹(shù)脂化和絡(luò )合反應制得,能顯著(zhù)改善鉆井液的流變性?;腔置菏窃诒江h(huán)上添加一磺酸基,能夠抗高溫?;腔癁r青是使瀝青與發(fā)煙硫酸發(fā)生磺化反應后,再水解得到的產(chǎn)物 該助劑水化作用強,可防鉆井井壁坍塌。此外,還具有潤滑、堵漏和降阻的作用。
三類(lèi)助劑共同使用,是理想的高溫深井泥漿體系。
有機硅用作鉆井助劑
累托石的新型非金屬礦可用做深井泥漿助劑,其各項技術(shù)指標要優(yōu)于高嶺土和膨潤土;甲基氯硅烷單體經(jīng)醇解后可用作堵水劑;高固化的有機硅樹(shù)脂可用作覆膜砂的粘結劑;聚二甲基硅氧烷乳液可做泥漿消泡劑、稀釋劑;二甲基硅油可用于原油消泡;有機硅原油可做破乳劑等等。有機硅作鉆井助劑的應用前景廣泛。
石油助劑的開(kāi)發(fā)和研究,本公司都有著(zhù)自己的技術(shù)團隊,可根據客戶(hù)的需求進(jìn)行研發(fā)。
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