《钻井液胶体化学》PPT课件

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1、钻井液中的基本胶体化学问题孙德军2012.10水基钻井液胶体主要组成粘土、油滴、水溶性聚合物、表面活性剂、电解质等主要功能悬浮、携带钻屑稳定井壁、控制地层压力冷却和润滑钻头、钻具传递水动力获取地下信息“海洋石油981”：第六代深水半潜式钻井平台，总造价近60亿元该平台长114米，宽79米，面积比一个标准足球场还大；从船底到钻井架顶高度为136米，相当于45层高楼。据测算，世界石油产量中约30%来自于海洋石油，深水油气资源开发正在成为世界石油工业的主要增长点和科技创新的前沿。我国南海具有丰富的油气资源和天然气水合物资源，石油地质储量约为230亿-300亿吨，占我国油气总资源量的

2、1/3，属于世界四大海洋油气聚集中心之一，有“第二个波斯湾”之称，其中70%蕴藏于深海区域。4山东大学的胶体与界面化学钻井液技术的发展水基钻井液的共性1957年国内第二个胶体化学研究室1983年与原石油部共建“油田胶体化学应用研究室”1999年胶体与界面化学教育部重点实验室山东大学的胶体与界面化学－－－建立与发展“大庆油田发现不久，他就提出钻井泥浆的表面化学问题，他总是不遗余力的以自己敏锐的洞察力为祖国建设服务。”（张存浩院士，化学通报，2002）傅鹰院士51.SY/T5233-91“钻井液用絮凝剂评价程序”2.聚丙烯酰胺不分散低固相泥浆,地质出版杜，19803.聚丙烯酰胺泥

3、浆成分与性能的研究,地质出版社,19814.微乳液理论及其应用，石油工业出版社，19955.表面活性剂及其在油气田中的应用，石油工业出版社，19956.应用胶体化学，科学出版社，19987.正电胶钻井液,石油工业出版社,19998.表面活性剂在水泥和沥青混凝土中应用，轻工出版社，20019.表面活性剂在能源和选矿工业中的应用，轻工业出版社，200210.胶体与表面化学（第三版），化学工业出版社，200411.胶体化学，化学工业出版社，2005年12.石油开采中的胶体化学，化学工业出版社，2008年制订的行业标准及相关专著6钻井液技术的发展水基钻井液抑制剂大幅攀升大、小阳离子及

4、两性离子聚合物、正电胶、铝化合物胺类甲基葡萄糖苷、聚醚甲酸盐在持续关注正电性处理剂的同时，电中性（非离子型）处理剂进一步发展。7clay-freeACCOLADE®SystemENCORE®SystemINNOVERT®SystemINTEGRADE®System2.lessorganophilicclay油基钻井液中不再使用有机土或用量大幅减少89102006年国外钻井液体系和处理剂分类-张克勤“水基钻井液：不分散钻井液、分散钻井液、钙处理钻井液、聚合物钻井液、低固相钻井液、优质水基钻井液、盐水钻井液、高温高压特种产品、完井液、裸眼清洁液、钻进液；”国内外钻井液技术进展及对

5、钻井液的有关认识-王中华“国内在生产中结合实际情况，借鉴国外新技术，逐步形成了两性离子聚合物钻井液、正电胶钻井液、硅酸盐钻井液、甲基葡萄糖苷钻井液、聚合醇钻井液等一系列新技术……”水基钻井液11钻井液水（盐）或油粘土颗粒、油/水滴水/油溶性聚合物、表面活性剂钻井液的基本问题？调控粒子间相互作用维持适度的分散／聚结抑制与分散的平衡12分散介质水（盐水）油13粘土“成也粘土败也粘土”（既要利用又要控制）14粘土-阳离子交换粘土阳离子交换容量指在分散介质的pH值为7的条件下，粘土所能交换下来的阳离子总量。影响因素包括粘土矿物的本性、粘土的分散度、分散介质的酸碱度。钻井液中膨润土含量

6、的测定（亚甲蓝法）钠土、钙土等盐水浆中pH降低钙土的人工钠化处理剂的吸附…15样品分子式钠钙摩尔比钠蒙脱土（提纯）(Si3.79Al1.57)(Na0.934Ca0.050)(Mg0.414K0.038Ti0.018Fe0.40)O10(OH)218.68:1土耳其土（未提纯）(Si3.89Al1.15)(Na0.32Ca0.198)(Mg0.17K0.07Ti0.01Fe0.20)O10(OH)21.61:1怀俄明土（提纯）(Si4.10Al1.69)(Na0.37Ca0.13)(Mg0.29K0.033Ti0.008Fe0.27)O10(OH)22.85:1蒙脱土的钠钙比

7、16水基钻井液中的油相主动混入或钻遇？原油（沥青）乳化、磺化沥青白油聚醚类171835nm1m粗乳液纳米乳液微乳液粒径1-10μm50-500nm10-100nm乳化剂浓度低中高外观不透明透明、半透明或乳白色透明、半透明稳定性不稳定长期动力学稳定热力学稳定纳米乳液、粗乳液和微乳液的对比纳米乳液简介本质：热力学不稳定，体系性质依赖于组分混合方式和顺序1819乳液的初始粒径随着HLB值的变化最佳HLB值1920乳液滴的zeta电位随着pH值的变化,S=5wt%,O=20wt%,T=16℃Zeta电位202