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钻井液加重材料分几种

加重材料,也称为加重剂,是通过研磨不溶于水的惰性物质来制备的。为了处理高压地层,稳定井壁,有必要在钻井液中加入高压地层,提高钻井液密度。加重材料的条件是密度高、磨损小、易破碎,属于惰性材料,既不溶于钻井液,也不与钻井液的其他组分相互作用。


钻井液常用加重材料如下:


(1)重晶石

重晶石粉是以天然矿石为主要成分,经机械加工而成的灰白色粉末产品。根据API标准,其密度应达到4.2g/cm3,通过200目筛时,粉末细度的筛余应小于3.0%。重晶石粉常用于水基和油基钻井液中,比重不超过2.30 g/cm3。它是目前应用最广泛的钻井液加重剂。


(2)石灰岩

石灰石粉的主要成分是碳酸钙,密度为2.7-2.9g/cm3。它很容易与盐酸等无机酸反应,生成CO2、H20和可溶性盐。因此,适用于需要酸化作业的非酸敏地层,以减少钻井液对地层的伤害。但由于密度低,只能用于配制密度不超过1.68g/cm3(14ppg)的钻井和完井液。


(3)赤铁矿、钛铁矿

前者的主要成分是密度为4.9-5.3g/cm 3的Fe2O3,后者是密度为4.5-5.1g/cm 3的二氧化钛-Fe2O3。它们是棕色或黑棕色粉末。由于它们的密度高于重晶石,因此可以用来制备密度较高的钻井液。当某一种钻井液按一定密度加重时,选用铁矿粉时,加重钻井液的固含量(通常用体积分数表示)明显低于重晶石。例如,使用密度为4.2 g/cm3的重晶石将钻井液增加到2.28 g/cm3,固体含量为39.5%。用密度为5.2g/cm3的铁矿粉将钻井液加入同一密度时,固体含量仅为30.0%。加重后固体含量低,有利于调节流变性能,提高钻井速度。此外,铁矿粉和钛铁矿粉具有一定的酸溶性,可应用于需要酸化的生产层。


由于这两种加重材料的硬度约为重晶石的两倍,因此在使用中具有良好的耐磨性、良好的粒度和较低的磨损率。另一方面,钻具、钻头和泵的磨损也很严重。在我国,以铁矿粉作为钻井液加重材料,仅次于重晶石。


(4)方铅矿

方铅矿粉是以铅为主要成分的一种天然矿粉,通常为黑褐色。由于密度高达7.4-7.7g/cm3,可用于配制超高密度钻井液,控制地层异常高压。由于加重剂成本高、供应量少,一般仅限于地层孔隙压力极高的特殊情况。例如,滇黔黔石油勘探局利用关3井的铅矿,制备了密度为3.0g/cm 3的超高密度钻井液。


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