固相控制

固相含量高了对固控设备,钻井泵的损害比较大,所以钻井施工过程中控制好固相含量是至关重要的。

钻井液中的固相含量控制技术作者:李富(中国石油天然气股份有限公司渤海钻探第一钻井公

司40615队钻井工程师)

摘要:队与钻井行业来说,钻井液中的固相含量意味着一棵树上的细菌一样,所

以说控制好钻井液中的固相含量是历来比较关注的一道难题。怎么才能更有效的控制好钻井液中的固相含量呢,这是打一口井成败的关键需所在,对此做了一些小小的研究,认清钻井液中的固相物质,了解固相物质对钻井液的影响,懂得固相控制设备的原理,再布置好固控设备。

关键词:固相固控设备布置

一、钻井液中的固相物质

钻井液中的固相物质主要是指配浆粘土、加重物质、钻屑和某些其它的固体物质。钻井液中的固相物质就其来源划分,有配浆粘土、岩屑、加重物质和处理剂中的固相物质等。

1、按固相物质的密度分,有高密度的,密度在4.2 g/cm3以上,有低密度的,密度为2.5-3.0 g/cm3。前者主要是指重晶石和其它加重材料。后者主要是指膨润土和岩屑,一般认为其平均密度为2.6 g/cm3。

2、根据其在水中的作用方式和其在水中离子的作用方式,低密度固相又可进一步分成活性固相和惰性固相两类。

活性固相—是指容易发生水化作用,或者能与液相中的其它发生反应的固相。这类固相具有高的表面活性和高的比表面积,电化学性质比较活泼,泥浆中粘土颗粒之间、粘土与离子间、粘土与聚合物间结合紧密。这类固相的作用是调节钻井液性能,所以也称为有用固相。

惰性固相—是指对周围环境的变化没有反应、表面没有电荷、不发生电化学反应的固相。包括砂子、燧石、石灰石、白云岩、某些页岩和许多矿物的混合物。它们聚集在一起,压缩活性固相、聚结使粘度升高,引起钻井液性能的改变。这类固相在钻井液中是没有用的,所以也称为无用固相。无用固相的颗粒尺寸大于15μm时,对循环设备有磨蚀作用,因此又称它为有害固相。

3、就颗粒尺寸而言,按API标准可分为:

粘土或胶体颗粒:尺寸小于 2μm

泥、粉砂:尺寸在 2-74μm

砂子:尺寸大于 74μm

如果用筛网检验颗粒的话,凡是不能通过200目筛网(API标准检验筛)的固相颗粒为砂子。

二、固相物质对钻井液性能的影响

固相的类型、颗粒的大小和形状及含量对钻井液性能都有影响。

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