阳离子聚合物钻井液体系是以高相对分子质量阳离子聚合物(简称大阳离子)作包被絮凝剂,以小相对分子质量有机阳离子(简称小阳离子)作泥岩抑制剂,并配合降滤失剂、增粘剂、降粘剂、CaO等处理剂配制而成的,它是一种新型的聚合物钻井液体系。
⑴、大阳离子:颗粒状固体,较易溶解,其胶液PH值7-8之间。具有包被钻屑,抑制钻屑造浆的作用,还有一定的增粘作用。在钻井液中的最佳含量是0.2-0.4%。
⑵、小阳离子:液体或粉末状固体,其胶液PH值5-7之间。具有抑制粘土水化分散的作用,还有一定的增粘增失水的负作用。在钻井液中的最佳含量是0.3-0.5%。
⑶、降滤失剂:SAS、钠盐、CMC、SPNH(磺化褐煤树脂)
⑷、增粘剂:HV-CMC
⑸、降粘剂:SMC(磺化褐煤)、PSC(磺化酚腐植酸铬)、FCls
⑹、加重剂:铁矿石粉、石灰石粉 ⑺、Ca0:提供Ca2+,减弱地层粘土水化分散,稳定钻井液性能。
聚合物钻井液转化为阳离子钻井液
⑴、钻表层水泥塞时,根据水泥塞的长度加入适量的纯碱,沉除Ca2+,确保钻井液具有良好的流动性。
⑵、钻完表层水泥塞,测量全套钻井液性能,排放适量的聚合物钻井液,补充清水,循环均匀后,测量钻井液性能,若粘度≤45s,搬土含量≤45g/l,固相含量≤10%,改型前的准备工作完毕。
⑶、将小阳离子、FCLS、NaOH配制成胶液,按照循环周均匀混入聚合物钻井液中,小阳离子的含量控制在0.3-0.5%之间,循环2-3周后,测量钻井液性能,若粘切较高,可再次加入FCLS、NaOH胶液降低粘切,粘度<50s。
⑷、将大阳离子配制成胶液,按照两个循环周均匀加入,大阳离子含量控制在0.2-0.4%之间。大阳离子加入后,钻井液粘切会会大幅度上升,随着钻井液的循环,钻井液粘切会逐步下降,粘切稳定后会比加入前略有上升,因此大阳离子加入一周后,循环2-3周,再次加入大阳离子。
⑸、加入小阳离子后,钻井液失水会有所上升,可加入CMC、钠盐降低钻井液失水,CMC的降失水效果明显好于钠盐。
⑹、改型完毕后,测量Ca2+浓度,若Ca2+浓度偏低,可加入Ca0乳液,Ca2+浓度控制在400-600mg/l之间。