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钻井液加重材料分几种

称为增重剂的增重材料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,必须在钻井液中加入高压地层,以提高钻井液密度。加重材料的状态是高密度、低磨损、易碎。属于惰性物质。它既不溶于钻井液,也不与钻井液的其它组分相互作用。

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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原料,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,筛余粉细度应小于3.0%。重晶石粉常用于比重小于2.30g/cm3的水基和油基钻井液中。是目前广泛使用的钻井液加重剂。

(2)石灰岩

石灰石粉体主要成分为碳酸钙,密度为2.7-2.9g/cm3。它易与盐酸等无机酸反应生成二氧化碳、H20和可溶性盐。因此,适合于需要酸化作业的非酸敏地层,减少钻井液对地层的伤害。但由于其密度低,只能用于配制密度不超过1.68g/cm3(14ppg)的钻井液和完井液。

(3)赤铁矿和钛铁矿

前者主要成分为fe2o3,密度为4.9-5.3g/cm 3;后者主要成分为二氧化钛,密度为4.5-5.1g/cm3。它们是棕色或黑褐色的粉末。由于它们的密度比重晶石高,可以用来制备密度更高的钻井液。当某一钻井液在一定密度下加重,并选用铁矿粉时,加重钻井液的固相含量(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%。当钻井液密度与5.2g/cm3铁矿粉相同时,固相含量仅为30.0%。加重后固相含量低,有利于调整流变性能,提高钻井速度。此外,铁矿粉和钛铁矿粉具有一定的酸溶性,可用于需要酸化的生产层。

由于这两种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、良好的粒径和较低的磨损率。另一方面,钻具、钻头和泵的磨损也很严重。在我国,铁矿粉作为钻井液的加重材料,仅次于重晶石。

(4)方铅矿

方铅矿粉是一种以铅为主要成分的天然矿粉,通常呈黑褐色。由于密度高达7.4-7.7g/cm3,可用于超高密度钻井液的配制和异常地层压力的控制。由于加重剂成本高、用量少,通常在地层孔隙压力极高的特殊情况下使用。如云贵黔石油勘探局利用关3井铅矿制备了密度为3.0g/cm 3的超高密度钻井液。


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