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钻井液中的活性与惰性固相

2013-03-14

钻井液是钻井过程中使用的循环流体,是液体、固体和化学处理剂的混合物。俗称钻井液为“泥浆”,钻并液中的固体颗粒,分为有害固相和有用固相两类。

岩屑是钻井液中最主要的有害固相,在钻井全过程中将影响钻井液的物理性能,使钻井液的密度,粘度,动切力,失水,泥饼、研磨性,粘滞性和流动阻力增加。在钻井过程中,岩屑还会损害油气层,降低钻速,增大转盘扭矩,起下钻遇阻,造成粘附卡钻,引起井漏,井喷等井下复杂情况。同时,钻井液中的岩屑会对循环系统造成严重磨损。

为了从钻井液中经济而有效地消除有害固相,要深入了解钻井液固相的组成特性及共对钻井的影响。

钻井中的固相物质主要是指配浆粘土、加重物质、钻屑和某些其它的固体物质。钻井液中的固相物质就其来源划分,有配浆粘土、岩屑、加重物质和处理剂中的固相物质等。

根据其在水中的作用方式和其在水中离子的作用方式,低密度固相又可进一步分成活性固相和惰性固相两类。

活性固相:是指容易发生水化作用,或者能与液相中的其它发生反应的固相。这类固相具有高的表面活性和高的比表面积,电化学性质比较活泼,泥浆中粘土颗粒之间、粘土与离子间、粘土与聚合物间结合紧密。这类固相的作用是调节钻井液性能,所以也称为有用固相。

惰性固相:是指对周围环境的变化没有反应、表面没有电荷、不发生电化学反应的固相。包括砂子、燧石、石灰石、白云岩、某些页岩和许多矿物的混合物。它们聚集在一起,压缩活性固相、聚结使粘度升高,引起钻井液性能的改变。这类固相在钻井液中 是没有用的,所以也称为无用固相。无用固相的颗粒尺寸大于15μm时,对循环设备有磨蚀作用,因此又称它为有害固相。