常用的钻井液加重材料奥修的书
m110 sass 加重材料(WeightingMaterial)又称加重剂,由不溶于水的惰性
物质经研磨加工制备而成。为了对付高压地层
和稳定井壁,需将其添加到钻井液
中以提高钻井液
的密度。加重材料应具备的条件是自身的密度大,磨损性小,易粉碎;并且应属于惰性
物质,既不溶于钻井液,也不与钻井液中的其它组分发生相互作用。 钻井液的常用加重材料有以下几种: (1)重晶石粉
汤静(Barite) 重晶石粉
是一种以BaSO4为主要成分的天然矿石,经过机械加工
后而制成的灰白粉末状产品。按照API标准
,其密度应达到4.2g/cm3,粉末细度
要求通过200目筛网
时的筛余量<3.0%。重晶石粉
一般用于加重密度不超过2.30 g/cm3的水基
和油基钻井液,它是目前应用最广泛的一种钻井液加重剂。 (2)石灰石
粉(Limestone) 石灰石
粉的主要成分为CaCO3,密度为2.7-2.9 g/cm3。易与盐酸等无机酸
类发生反应,生成CO2、H20和可溶性盐,因而适于在非酸敏性而又需进行酸化作业的产层中使用,以减轻钻井液对产层的损害。但由于其密度较低,一般只能用于配制密度不超过1.68 g/c m3 (14PPg)的钻井液和完井液。
(3)铁矿粉(Hematite)和钛铁矿粉(1lmenite)
前者的主要成分为Fe2O3,密度4.9~5.3 g/cm3;后者的主要成分为TiO2·Fe2O3,密度4.5~5.1 g/cm3。均为棕或黑褐粉末。因它们的密度均大于重晶石,故可用于配制密度更高的钻井液。如果将某种钻井液加重至某一给定的密度,当选用铁矿粉时,加重后钻井液中的固相含量(常用体积分数表示)显然要比选用重晶石时低一些。例如,用密度为4.2 g/cm3的合肥工业大学学报重晶石将某种钻井液加重到2.28 g/cm3,其固相含量为39.5%;而使用密度为5.2 g/cm3的铁矿粉将该钻井液加至同样密度时,固相含量仅为30.0%。加重后固相含量低有利于流变性能的调控和提高钻速。此外,由于铁矿粉和钛铁矿粉均具有一定的酸溶性,因此可应用于需进行酸化的产层。供配电系统设计
由于这两种加重材料的硬度约为重晶石的两倍,因此耐研磨,在使用中颗粒尺寸保持较好,损耗率较低。但另一方面,对钻具、河南发生纵火案钻头和泵的磨损也较为严重。在我国,铁矿粉是用量仅次于重晶石的钻井液加重材料。
(4)方铅矿粉(Galena)
方铅矿粉是一种主要成分为PbS的天然矿石粉末,一般呈黑褐。由于其密度高达7.4
~7.7 g/cm3,因而可用于配制超高密度钻井液,以控制地层出现的异常高压。由于该加重剂的成本高、货源少,一般仅限于在地层孔隙压力极高的特殊情况下使用。如我国滇黔桂石油勘探局在官-3井使用方铅矿,配制出密度为3.0 g/cm3的超高密度钻井液。