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關于鉆井液

發布日期:2019-10-23 作者:333 點擊:

1.鉆井液的組成是什么?

答:鉆井波是由液相,固相和化學處理劑組成。液相可以是水(淡水、咸水)、油(原油、柴油)或乳狀液(油包水和水包油)固相包括有用固相(造漿土和加重材料)和無用固相(鉆屑)。化學處理劑包括無機、有機及高分子化合物。

2.鉆井液的作用有哪些?
答:1)清除井底巖屑,并攜帶至地面。
2)冷卻,潤滑鉆頭和鉆具,給地層以沖擊力,加快破碎巖石速度。
3)懸浮巖屑。
4)平衡地層壓力,防上井噴、井漏、井塌和卡鉆等事故。
5)形成低滲透性泥餅鞏固井壁。
6)渦輪鉆具的井底動力液。
7)控制腐蝕。
8)承受部分鉆柱和套管的重量.
9)幫助錄井。
10)減少油氣層傷害。

3.何謂黏土的擴散雙電層?它是怎樣形成的?
答:由于黏土表面帶負電行,在鉆井液中形成一個負由場,粘枯上周圍就吸引與粘土所帶負電荷數相同的帶正電的離子。其中一部分正電離子吸附在粘土顆粒表面上,形成緊密層(吸附層),其余的正離子則擴散分布在溶液中,稱為擴散層。這種分布模型稱為擴散雙電層。在淡水中的擴散雙電層是由粘土晶層中的可交換陽離子電離、擴散而形成的。

4.何謂粘土的ξ電位?
答:粘土的ξ電位是指由粘土顆粒所具有的負電荷與緊密層(吸附層)中的陽離子相抵消后的剩余電位,通常為負值。它是粘土顆粒在體系中運動時所具有的實際電位,又稱電動電位。

5.粘土礦物有幾種基本種?黏土礦物的兩種基本構造單位是什么?
答:常見的粘土礦物有:高嶺石、蒙脫石、伊利石、綠泥石、伊蒙混層、綠蒙混層、凹凸棒石和海泡石等。粘土礦物的兩種基本構造單位為硅一氧四面體和鋁一氧八面體。

6.什么是黏土的水化作用?什么是膠體體系?
答。粘土的水化是指水分子被粘土表面及其所帶陽離子極化后定向排列而形成水化膜的作用。它包括表面水化(主要由粘土表面吸附產生)和滲透水化(主要由吸附陽離子在表面和本體濃度差產生)兩種。膠體體系一般是指分散相的粒徑在1nm~1μm范圍的體系。

7.黏土的陽離子交換容量(CEC)的含義是什么?
答:CEC是指分散介質在PH=7時,每100g黏土能交換下來的陽離子的毫克當量數(按1價陽離子定義)。

8.什么是分散體系?以膨潤土井液為例說明哪種成分是分散相,哪種成分是分散介質?
答:一種或幾種物質分散在另一種與它互不相容的物質中的這種體系稱為分散體系。被分散的物質稱為分散相,分散顆粒所在的連續相稱為分散介質。如膨潤土鉆井液,水是分散介質,粘土為分散相。

9.粘土顆粒聚結的主要原因有哪些?
答:1)電解質的陽離子壓縮了粘土顆粒的雙電層,降低了ξ電位。陽離子價數越高,聚結作用越強。
2)陽離子表面活性劑吸附后降低粘土負電性,并造成表面脫水。
3)線型水溶性高級物的橋聯作用均能造成黏土顆粒的聚結作用。

11.為什么高嶺石的陽離子容量比蒙脫石低,其水化能力較蒙脫石差?
答:因為高嶺石結構中基本沒有同晶置換(晶格取代)現象,帶負電荷很少,故可交換陽離子很少。因此,表面水化和滲透水化作用都很弱。而蒙脫石則相反,它有較多的晶格取代現象,負電荷豐富,有大量的可交換陽離子,有很強的表面水化。滲透水化作用。

11.試分析PH值增高粘土的陽離子交換容量是增加的原因?
答:鋁-氧八面體中A1—0一H鍵是兩性的,在堿性環境中H+易電離,使粘土表面負電而增加。此外,溶液中OH-濃度增多,它以氫鍵吸附于粘土表面,使黏土表面的負電荷增多,從而增加粘土的陽離子交換容量。

12.吸附的定義是什么?何謂物理吸附和化學吸附?
答.物質在兩相界面上自動濃集的現象稱為吸附。僅由范德華引起的吸附是物視吸附。吸附質與吸附劑表面間的力是化學健力的叫化學吸附。

13.高分子聚合物產生絮凝的機理是什么?
答:水溶性高聚物長鏈上的吸附某團同多個粘土顆粒產生吸附就形成了橋聯結構,從而使顆粒聚集在一起形成絮凝物。

14.以烷基磺酸鈉為例說明陰離子表面活性劑作用的原理?
答;烷基酸酸鈉R-SO3NA。水中電離后形成大負離子結構:
R-SO3—NA+,SO3-為親水基,R-為疏水基,G-受到水的排斥作用穿國表面伸入空間形成界面吸附。R-與水分子的排斥作用降低了溶液的表面張力,從而產生了活性。

15.何謂臨界ξ電位?
答:隨著電解質濃度到某一足夠值使溶膠開始明顯聚結時的ξ電位稱為臨界ξ電位。

16.高嶺石的陽離子交換容量與分散度有什么關系?
答:陽離子交換容量隨分散度的增加而變大。

17.已知聚丙烯酰胺的分子量700萬左右,試計算出聚合度是多少?
答:聚合度n=高聚物分子量/鏈節分子量=7000000/71=10000

18.什么是不分散低固相鉆井液?
答:經過具有絮凝及包被作用的有機高分子化合物處理的,具有較強的抑制分散的能力、低固相含量和較粗顆粒范圍的鉆井液稱為不分散低固相鉆井液。

19.不分散低固相鉆井液的標準是什么?
答:1)鉆井液中協低密度總固相含量低于4%(體積百分比)。
2)鉆屑和膨潤土含量之比值不超過為2:1。
3)動切力與塑性粘度之比值應控制為0.5:1。
4)允許的濾失量應從井眼穩定條件和鉆速兩方面考慮,以井下安全鉆進為先決條件。
5)在整個鉆井過程中不使用分散型的降粘劑。
6)pH值要求為7~8.5。

20.不分散低固相鉆井液的優越性有哪些?
答:1)機械鉆速高。
2)潤滑性好,粘卡申故少。
3)防塌效果好。
4)鉆井成本低。

21.不分散低固相鉆井液主要用什么處理劑?
答:1)高聚物(如丙烯酸鹽類聚合物)。
2)聚陰離子纖維素優質膨潤土。
3)降濾失劑(如中分子量的丙烯酸鹽類聚合物)。
4)降粘劑(如低分子量共聚物)。

22.固控的方法有幾種?
答:1)稀釋法。
2)機械法。
3)替換法。
4)化學沉除法。

23.四級固控指什么?
答:指振動篩、除砂器、清潔器(或除濕器)和離心機。

24.篩析法測定鉆井液中含砂量是指多大直徑的砂子?
答:大于74μm的砂子。

25.流體的基本流型有幾種?鉆井液屬哪個類型?
答:四種:牛頓流型、塑性流型、假塑性流型和膨脹流型。鉆井液屬于塑性流型或假塑性型。

26.鉆井液流變性質與鉆井工作關系主要表現在哪些方面?
答:1)破碎巖石能力。
2)攜帶巖屑的能力。
3)井壁的穩定性。
4)巖屑與加重物的懸浮。
5)井內液柱壓力激動。

6)濾失量與造壁性。
7)固井質量。
8)泵壓及泵的排量。

27.用鈣膨潤土配鉆井液時為什么加純堿?
答:純堿的加入,會使鈣膨潤土變成鈉膨潤土,有效地改善膨潤土的水化分散性能,
從而提高鉆井液粘度、切力和降低濾失量,增加造漿率。但純堿量不能過大。過量的純堿要壓縮雙電層,造成粘土顆粒聚結,反而使濾失量增大。

28.鉆井液的流動狀態有幾種?
答:有三種。即紊流、展流和過渡流。

29.層流攜帶巖屑和紊流攜帶巖屑有什么本質的不同?
答:層流液體速度分布剖面為尖峰形,中心部位流速高,作用力大,兩側壁作用力小使巖屑轉動推向井壁,所以攜巖不好。
   紊流流速分布剖面是平板型無規則亂流,不存在巖屑轉動現象,攜巖較好,但對井壁沖刷厲害,巖屬下沉速度比層流快。

30.平板層流的定義是什么?
答:平板層流屬于層流流態,它是相對于牛頓流體的尖峰層流而言的。凡層流的中心部分存在速度不變的流核時,稱為平板層流流態。


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