1、正電鉆井液技術(shù)簡介(1)，2002年11月，CIC :目錄，1。前言2。粘土礦物和地層巖心的電性研究1。幾個概念？電位滴定法測定電荷零點(zpc)3。陽離子交換容量的測定。電動電勢的測定。0h-3的吸附。粘土礦物或巖心的吸水性和電特性之間的關(guān)系。吸水性2。水合膨脹。井壁穩(wěn)定措施的探討。繪制區(qū)域地層的電性剖面圖。降低負電位。正凝膠和多元醇的應(yīng)用。淺談水庫保護的作用。前言21世紀(jì)鉆井液科學(xué)研究新概念鉆井效率與保護油氣層同等重要。經(jīng)濟和技術(shù)效益與環(huán)境效益同等重要。采用最先進的儀器設(shè)備，采用科學(xué)的研究方法，從理論到實踐得出科學(xué)結(jié)論：目前鉆井液研究的熱點：頁巖抑制、井壁穩(wěn)定、鉆井效率、保護油氣層、環(huán)境友

2、好、提高抑制率是近幾年(1993年)鉆井液發(fā)展的主要目標(biāo)，抑制粘土礦物與水的相互作用、氫鍵、靜電極化、離子水合(滲透壓)是電性能的本質(zhì)。第二，粘土礦物和地層巖心電性的基本概念，永久電荷：指礦物晶體結(jié)構(gòu)缺陷引起的殘余電荷。可變電荷：受環(huán)境酸堿度或電解質(zhì)類型和濃度影響而產(chǎn)生的電荷。零點電荷(ZPC):當(dāng)酸堿度變化時，粒子吸附氫或羥基，使粒子電荷為零。粒子電荷密度(p):單位表面積的電荷可以用毫摩爾/平方厘米表示，在測量平均粒子尺寸后，它可以轉(zhuǎn)化為毫摩爾/100克，從而對應(yīng)于離子交換容量。公式如下：p=F(OH-H )zpc/s，其中F為法拉第常數(shù)，OH-和H分別為OH和H的吸附容量，s為表面積。當(dāng)

3、粒子帶負電時，氫氧原子小于零，當(dāng)粒子帶正電時，氫氧原子為正。陽離子交換容量：它應(yīng)該對應(yīng)于負電荷密度。不同的測定方法有不同的值。本文采用亞甲基藍吸附法和硫酸鋇-硫酸鎂滴定法。動電勢：也稱為Zeta電勢，它是指粒子在一定環(huán)境中的實際電勢，即從永久電荷中減去緊密吸附層中的反離子電荷所產(chǎn)生的電場的電勢。電位滴定法測定電荷零點(ZPC)圖1氫高嶺土電位滴定曲線，圖2鈉蒙脫石電位滴定曲線，表1高嶺土和蒙脫土的零靜電荷點和永久電荷密度，陽離子交換容量的測定，表2幾種巖石樣品的陽離子交換容量和電動電位的測定，圖3酸堿度對巖石樣品電位的影響；館陶；東營；Sha 1成員；Sha 2成員；沙三段(郝克靜)；*沙四段

4、(郝克靜)；沙四段(豐8井)；鈉基蒙脫石，羥基吸附，表3巖石樣品羥基吸附量(毫摩爾/克，pH7)，圖4東營組巖石樣品羥基吸附量與pH10.001摩爾/升KCl的關(guān)系；2 0.01摩爾/升KCl；3 0.1摩爾/升KCl；3.粘土礦物或巖心吸水膨脹與電性能的關(guān)系；4.人造巖石樣品的組成和陽離子交換能力；6.人造巖石樣品吸水動力學(xué)曲線(介質(zhì)：1%氯化鈣水溶液)；5.人造巖石樣品的吸水率(介質(zhì)：3% KCl水溶液)，表5不同介質(zhì)中人造巖石樣品的飽和吸水率(ml/g)，表6不同介質(zhì)中人造巖石樣品的瞬時吸水率(1分鐘)(ml/g)，圖7不同介質(zhì)中人造巖石樣品的瞬時吸水率與陽離子交換量的關(guān)系，圖8不同介質(zhì)

5、中人造巖石樣品的飽和吸水率與陽離子交換量的關(guān)系，水膨脹， 圖9不同介質(zhì)中人工巖樣的水膨脹高度與陽離子交換量的關(guān)系，圖10潘麟油田巖樣的水膨脹高度與陽離子交換量的關(guān)系，圖11勝利油田巖樣在不同介質(zhì)中的水膨脹高度與陽離子交換量的關(guān)系，CEC/(mmol/100g)，表7巖樣在不同水介質(zhì)中的水膨脹高度(mm)，IV。 井壁穩(wěn)定措施探討繪制區(qū)域地層剖面降低負電位效應(yīng)加入電解質(zhì)DLVO理論缺點：破壞鉆井液穩(wěn)定性加入陽離子表面活性劑和陽離子聚合物缺點：嚴重破壞鉆井液穩(wěn)定性、環(huán)境破壞、酸堿度對巖樣電位的影響斜平原；館陶；東營；Sha 1成員；Sha 2成員；沙三段(郝克靜)；沙四段(郝克靜)；沙四段(豐8井

6、)；鈉基蒙脫石，正凝膠的作用降低了電位。圖13:電泳遷移率隨MMH/土壤重量比的變化，pH9.5 1: MMH高嶺土23360蒙脫石，圖14 BPS正凝膠對沙二段巖心吸水膨脹的影響，表8.5:蒙脫石泥漿中的MMH正凝膠對電位和頁巖采收率的影響。表9:MMH正凝膠對巖心采收率的影響，產(chǎn)生空間穩(wěn)定的鉆井液；圖12:帶正負電的小粒子與水分子之間的作用力(上圖為極化過程，下圖為氫鍵連接)；關(guān)于儲層保護的討論完井液KCl、氯化鈣、CaBr、ZnBr2、抑制重鹽的密度2都有缺點：腐蝕性和粘度控制困難。高成本甲酸鹽完井液正電溶膠鉆完井液生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)的事實，1994:潘麟油田統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，1994: Frase

7、r報道，MMH鉆水平井，1996年產(chǎn)量翻了一番：黃河以北某區(qū)塊第一批13口試驗井發(fā)現(xiàn)正凝膠鉆井液；3口生產(chǎn)井發(fā)現(xiàn)4種聚合物鉆井液；13口井發(fā)現(xiàn)1種聚合物鉆井液；1種聚合物鉆井液不產(chǎn)油。 9砂井聚合物鉆井液：8、正凝膠鉆井液保護油層研究，(1)弗雷澤測試聚合物現(xiàn)場鉆井液滲透率恢復(fù)值：68% MMH現(xiàn)場鉆井液滲透率恢復(fù)值：加石灰石加降濾失劑后70%滲透率恢復(fù)值：加MMH含量后94%滲透率恢復(fù)值：100% (2)勝利油田地質(zhì)研究所測試(泥漿公司送樣)聚合物FcLs滲透率恢復(fù)值：52.4%聚合物水解聚丙烯腈銨鹽滲透率恢復(fù)值：54.3% MMH正電溶膠滲透率(3)北京石油勘探研究院試驗處理劑：MMH正電

8、溶膠滲透率恢復(fù)值：81%大陽離子SP-II滲透率恢復(fù)值：71.6(5)1999年，AliS在對泥餅清除方法進行評價時，發(fā)現(xiàn)酸化殘液和聚合物對地層的傷害很大，分別研究了聚合物顆粒鹽體系、聚合物碳酸鹽體系和MMH膨潤土-碳酸鹽體系。通過比較鹽酸、淀粉酶、次氯酸鈉、過硫酸銨、硫酸亞鐵和檸檬酸對泥餅滲透性的影響，發(fā)現(xiàn)次氯酸可以改善聚合物泥餅的滲透性，而鹽酸對MMH泥餅的影響最好。黑色有機樹脂正凝膠BPS MMH正凝膠的改進產(chǎn)品：使用時分散在水中，成為具有較高正濃度的油溶性正凝膠，50mV，(酸堿度=710)，有效物質(zhì)含量50%，潤滑性更好，儲層保護效果更好。表10。酸堿度對沙河街組二段正凝膠和巖心電位的影響，表11。BPS鉆井液初產(chǎn)油量表電法研究