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硫酸钡做加重剂在油井钻探行业上的应用

什么是钡和添加剂?介绍了钡的生产工艺及钡的理化性质。重晶石矿经加工生产沉淀钡、高轻钡、超细钡和纳米钡,不仅满足了各行业的需要,而且在塑料、橡胶等行业具有很大的优势。重晶石作为一种优质廉价的填料,在石油钻井工业中得到了广泛的应用,特别是作为填料的重晶石。

什么是加重剂?

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。

2。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,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。

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(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。

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沉淀钡

重晶石粉作为加重剂在油气井中的应用

在一些油气井中,钻井泥浆与粘土的比例约为25,而水的比例为1。因此,泥浆比重较低。有时,泥浆比重与井下油气压力不平衡,造成井喷事故。在地下压力高的情况下,有必要增加泥浆的比重。在泥浆中加入重晶石粉是提高泥浆比重的有效措施。钻井泥浆用重晶石的细度一般在325目以上。如果重晶石细度不够,就容易发生沉淀。钻井泥浆对重晶石的要求率大于4.2,BaSO4含量不低于95%,可溶性盐小于1%。


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