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反井鉆進(jìn)洗井液
來(lái)源:loomind.cn 作者:admin 日期:2015-06-29 04:18:21 熱度:649 ℃
反井鉆進(jìn)洗井液
反井鉆進(jìn)洗井液主要用于導(dǎo)孔的鉆進(jìn),在施工中,應(yīng)根據(jù)不同的地層,選用不同的鉆孔洗井液,如清水、泥漿等。反井鉆進(jìn)一般采用正循環(huán)洗井方式,對(duì)于軟巖和硬巖互層或破碎巖石,水敏性地層,以及部分涌漏水地層,采用泥漿作為鉆孔洗井液,故本節(jié)著重介紹泥漿 洗井液。
一、 泥漿洗井液的作用及其類型
1. 泥漿洗井液的作用 反井鉆進(jìn)洗井液主要用于導(dǎo)孔的鉆進(jìn),在施工中,應(yīng)根據(jù)不同的地層,選用不同的鉆孔洗井液,如清水、泥漿等。反井鉆進(jìn)一般采用正循環(huán)洗井方式,對(duì)于軟巖和硬巖互層或破碎巖石,水敏性地層,以及部分涌漏水地層,采用泥漿作為鉆孔洗井液,故本節(jié)著重介紹泥漿 洗井液。
一、 泥漿洗井液的作用及其類型
(1) 通過(guò)鉆孔洗井液的往復(fù)循環(huán),將孔底巖屑攜帶到孔外, 保持孔底清潔。
(2) 冷卻鉆頭、潤(rùn)滑鉆具,或水力沖擊松軟地層,提高鉆頭 進(jìn)尺。
(3) 形成泥皮,保護(hù)孔壁,確保安全鉆進(jìn)。
(4) 借助孔內(nèi)泥漿柱的壓力,可防止孔內(nèi)坍塌、掉塊、涌漏 水等。
2. 泥漿洗井液的類型
反井鉆進(jìn)泥漿洗井液采用水基泥漿,其主要組成部分是粘土、水和化學(xué)處理劑。其中,粘土為分散相,水為分散介質(zhì)。按分散狀態(tài)及應(yīng)用范圍,反井鉆進(jìn)泥漿洗井液屬細(xì)分散鈉基泥漿,也稱淡水泥漿。其中,含鹽量(NaCl)<1%,含鈣量(Ca2+)<120mg/L,一般是用純堿作處理劑。有時(shí)對(duì)某些地層還需加入一些有機(jī)處理劑,如降失水劑、 增粘劑和稀釋劑。 該種泥漿的特點(diǎn)是固相(粘土)含量高,易分散于水中。它是通過(guò)粘土的分散程度來(lái)調(diào)整泥漿的各種性能,以滿足鉆進(jìn)地層的需要。
二、 泥漿洗井液的基本原料
反井鉆進(jìn)常用的水基泥漿洗井液,其主要基本原料為粘土和水,其中,粘土是重要組成部分,它的性質(zhì)對(duì)泥漿性能的變化及化學(xué)處理 的效果有著直接的影響。
1. 造漿粘土
反井鉆進(jìn)泥漿常用膨潤(rùn)土配制,對(duì)膨潤(rùn)土的要求:
(1) 要使用鈉質(zhì)膨潤(rùn)土(可交換性離子,即鈉離子)或鈣土 經(jīng)改性處理為人工鈉土。
(2) 蒙脫石的含量高,陽(yáng)離子交換容量大。
(3) 可溶性鹽和非粘土礦物含量少。
(4) 膨脹倍數(shù)大,分散性好,造漿率高。
(5) 配制出的泥漿流變特性好,失水量小。
2. 造漿用水
水是泥漿的重要組成部分,水具有很強(qiáng)的溶解能力,能溶解很多有機(jī)物和無(wú)機(jī)物。一般水中都含有不同的雜質(zhì),最多的是鈣、鎂等鹽類。水中這些雜質(zhì)的存在對(duì)泥漿的質(zhì)量有著很大的影響。如果造漿用水含雜質(zhì)較多時(shí),或礦化度高時(shí),應(yīng)事先加純堿(Na2CO3)進(jìn)行軟化 處理,或造漿后再對(duì)泥漿進(jìn)行處理。 一般均就地取水配制泥漿,如河水、塘水、湖水、地下水等。這些水均含有不同程度的碳酸鹽、重碳酸鹽、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、氧化物和氫氧化物等鹽堿物質(zhì)。它們能溶于水,呈離子狀態(tài)。高價(jià)離子對(duì)泥漿性能影響很大,其中以鈣鎂離子影響最大。所以水的礦化度 要低,中硬度以下的水為好。
三、 泥漿洗井液的性能參數(shù)
反井鉆進(jìn)泥漿洗井液性能主要包括密度、粘度、失水量、含砂量、膠體率和PH值等。這些性能的優(yōu)劣直接影響護(hù)壁堵漏、排除巖粉、潤(rùn)滑鉆具、冷卻鉆頭、鉆進(jìn)效率、成本及安全鉆進(jìn)。在反井鉆進(jìn)過(guò)程中,為了適應(yīng)不同地層對(duì)泥漿洗井液性能的要求,就必須向泥漿內(nèi)加入一定量的化學(xué)處理劑,來(lái)改善泥漿洗井液的性能。這種方法也稱為 泥漿的化學(xué)處理,其常用的化學(xué)處理劑主要有:
(1) 碳酸鈉(Na2CO3)。碳酸鈉又稱純堿、蘇打,易溶于水,強(qiáng)堿性。在配制新泥漿時(shí),若加入適量純堿,就能夠增加鈉離子和碳酸根離子,它可以使粘土改性,從而改變粘土的水化性能,提高泥漿 洗井液的質(zhì)量。
(2) 鈉羧甲基纖維素(Na-CMC)。根據(jù)其溶液粘度的大小,分為高粘度、中粘度和低粘度三種類型。一般多用中粘度型作為泥漿洗井液處理劑,增大泥漿洗井液的粘度,降低泥漿洗井液的失水量, 提高泥漿洗井液的膠體率。
(3) 三聚磷酸鈉(Na5P3O10)。它是一種鏈狀的縮合磷酸鹽,極易溶于水,可作為泥漿稀釋劑,能有效降低泥漿粘度、切力,改善泥漿流變性,維持較低的相對(duì)密度;稍降失水量,有利凈化,減少含砂量,減薄泥皮等。在配有三聚磷酸鈉的泥漿中,PH值可保持在最適宜的范圍內(nèi),即呈中性或弱堿性。反井鉆進(jìn)泥漿性能參數(shù)選擇參考 值見(jiàn)表4-4。
表4-4 反井鉆進(jìn)泥漿性能技術(shù)指標(biāo)
(1) 要使用鈉質(zhì)膨潤(rùn)土(可交換性離子,即鈉離子)或鈣土 經(jīng)改性處理為人工鈉土。
(2) 蒙脫石的含量高,陽(yáng)離子交換容量大。
(3) 可溶性鹽和非粘土礦物含量少。
(4) 膨脹倍數(shù)大,分散性好,造漿率高。
(5) 配制出的泥漿流變特性好,失水量小。
2. 造漿用水
水是泥漿的重要組成部分,水具有很強(qiáng)的溶解能力,能溶解很多有機(jī)物和無(wú)機(jī)物。一般水中都含有不同的雜質(zhì),最多的是鈣、鎂等鹽類。水中這些雜質(zhì)的存在對(duì)泥漿的質(zhì)量有著很大的影響。如果造漿用水含雜質(zhì)較多時(shí),或礦化度高時(shí),應(yīng)事先加純堿(Na2CO3)進(jìn)行軟化 處理,或造漿后再對(duì)泥漿進(jìn)行處理。 一般均就地取水配制泥漿,如河水、塘水、湖水、地下水等。這些水均含有不同程度的碳酸鹽、重碳酸鹽、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、氧化物和氫氧化物等鹽堿物質(zhì)。它們能溶于水,呈離子狀態(tài)。高價(jià)離子對(duì)泥漿性能影響很大,其中以鈣鎂離子影響最大。所以水的礦化度 要低,中硬度以下的水為好。
三、 泥漿洗井液的性能參數(shù)
反井鉆進(jìn)泥漿洗井液性能主要包括密度、粘度、失水量、含砂量、膠體率和PH值等。這些性能的優(yōu)劣直接影響護(hù)壁堵漏、排除巖粉、潤(rùn)滑鉆具、冷卻鉆頭、鉆進(jìn)效率、成本及安全鉆進(jìn)。在反井鉆進(jìn)過(guò)程中,為了適應(yīng)不同地層對(duì)泥漿洗井液性能的要求,就必須向泥漿內(nèi)加入一定量的化學(xué)處理劑,來(lái)改善泥漿洗井液的性能。這種方法也稱為 泥漿的化學(xué)處理,其常用的化學(xué)處理劑主要有:
(1) 碳酸鈉(Na2CO3)。碳酸鈉又稱純堿、蘇打,易溶于水,強(qiáng)堿性。在配制新泥漿時(shí),若加入適量純堿,就能夠增加鈉離子和碳酸根離子,它可以使粘土改性,從而改變粘土的水化性能,提高泥漿 洗井液的質(zhì)量。
(2) 鈉羧甲基纖維素(Na-CMC)。根據(jù)其溶液粘度的大小,分為高粘度、中粘度和低粘度三種類型。一般多用中粘度型作為泥漿洗井液處理劑,增大泥漿洗井液的粘度,降低泥漿洗井液的失水量, 提高泥漿洗井液的膠體率。
(3) 三聚磷酸鈉(Na5P3O10)。它是一種鏈狀的縮合磷酸鹽,極易溶于水,可作為泥漿稀釋劑,能有效降低泥漿粘度、切力,改善泥漿流變性,維持較低的相對(duì)密度;稍降失水量,有利凈化,減少含砂量,減薄泥皮等。在配有三聚磷酸鈉的泥漿中,PH值可保持在最適宜的范圍內(nèi),即呈中性或弱堿性。反井鉆進(jìn)泥漿性能參數(shù)選擇參考 值見(jiàn)表4-4。
表4-4 反井鉆進(jìn)泥漿性能技術(shù)指標(biāo)
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