固相控制

第七章 固相控制

钻井液中的固相,按其作用可分成两类:一类是“有用固相”,如膨润土、化学处理剂、加重剂等;另一类是“有害固相”,主要是钻井过程中进入钻井液中的钻屑。有害固相的过度积累和增加将会对钻井液性能乃至钻井工程的安全、快速带来极大危害。固相控制是钻井工程中的一个很重要的环节。本节主要讨论和叙述机械方法的固相控制。

7.1 固相分析

钻屑的混入情况,随所钻地层特性的变化而变化。从密度上来分可分为“高密度的固相”和“低密度的固相”。其中高密度固相多半是惰性物质,如石灰岩、花岗岩或重晶石等。这类固相与钻井液中的液相基本不起反应,仅增加钻井液的密度。难于清除的是低密度(1.6~2.6g/cm3)的固相,如膨润土类(大多数是钙膨润土)、页岩或粘泥类。这类土质会在钻井液的液相中水化分散,再加上机械破碎,愈变愈细,表面积无限增大。

根据API(美国石油学会)的规定,将钻屑按粒度的大小分成了三类:

1) 粘土(或胶体)类 粒度小于2微米

2) 泥渣类 粒度为2~74微米

3) 砂类(API砂) 粒度大于74微米

注:API砂:即“含砂量”一词的分界尺寸。在钻井液性能中所谓“含砂量”一词

的含义就是指其含大于74微米颗粒的数量值。

通过多次的分析、检测,不论是在硬地层或软地层钻进时,通常的水基钻井液中固相粒度大多如下表7-1的分布状态。

从表7-1中可看出,钻井液中固相颗粒的粒度分布,过大的(大于2000微米)和特小的(小于2微米)颗粒都不多。由于含砂量的概念是以74微米为界,则大于74微米的颗粒仅占3.7~25.9%。也就是说即使是用200目的振动筛也只能筛除整个固相含量的1/4。其余都是小于74微米的颗粒。因此,仅以含砂量百分数的多少来检验钻井液中的固相含量的多少,显然已是很不够的了。也正是这些小与74微米颗粒的固相存留在钻井液中给钻井液性能和钻井工程带来了严重的危害。从图7-1可以形象地看出,这些占3/4数量的细颗粒用泥浆筛来筛除时,几乎是不可能的。

表7-1 水基钻井液中的固相颗粒

固相控制

固相控制相关文档

最新文档

返回顶部