钻井膨润土的基本参数指标众多,这些指标对于评估膨润土质量和保障钻井作业顺利进行至关重要。
1. 造浆率:这是衡量膨润土质量的重要指标之一,指单位质量的膨润土所能配制出符合规定黏度、切力等性能的泥浆体积,单位是m³/t。优质的钻井膨润土造浆率一般在16m³/t以上。造浆率高意味着在相同的使用量下,能制备出更多满足钻井要求的泥浆,从而降低成本。
2. 塑性黏度:表示泥浆在层流状态下,由于液体分子间内摩擦力而产生的黏度。对于钻井泥浆用膨润土来说,合适的塑性黏度很关键,一般要求控制在10 - 30mPa·s之间。塑性黏度过高,会导致泥浆流动阻力增大,影响钻井效率;过低则可能无法有效携带岩屑。
3. 动切力:反映泥浆悬浮岩屑的能力,单位为Pa。在钻井过程中,泥浆需要有足够的动切力,才能在停止循环时悬浮岩屑,防止岩屑下沉堵塞井眼。通常钻井膨润土配制的泥浆动切力要求在3 - 8Pa。
4. 滤失量:指在一定压力和时间下,泥浆透过一定面积的滤布所滤出的水量,单位是mL。滤失量过大,会使泥饼增厚,导致井径缩小,增加起下钻的阻力,甚至造成卡钻事故。一般要求API滤失量(在规定的压力、温度和时间条件下测量)不超过15mL。
5. 含砂量:是指泥浆中粒径大于74μm(200目筛孔径)的砂粒含量,以质量百分数表示。含砂量过高会加剧钻头和钻具的磨损,降低泥浆的润滑性能,所以含砂量一般应控制在0.5%以下。
6. 屈服值与塑性黏度比值(YP/PV):该比值可以反映泥浆的流变性,对钻井过程中泥浆的携带岩屑和悬浮性能有重要影响。合适的YP/PV比值一般在0.3 - 0.5之间,能保证泥浆在不同工况下都具有良好的工作性能。
7. 蒙脱石含量:一般要求蒙脱石含量在70%以上,高纯度的蒙脱石可使膨润土具有更好的造浆性能、悬浮性和触变性。
8. 粒度:通常要求通过200目或325目筛的筛余量不超过一定比例,粒度细有利于提高膨润土在泥浆中的分散性和稳定性。
9. 胶质价:反映膨润土颗粒在水中的分散程度和悬浮能力,一般胶质价越高,膨润土的造浆性能越好,通常要求胶质价不低于100mL/15g。
10. 膨胀容:指膨润土在稀盐酸溶液中膨胀后的容积,膨胀容大说明膨润土的吸水膨胀性能好,一般要求膨胀容在20 - 30mL/g以上。
11. 水分:水分含量一般控制在10%以下,水分过高会影响膨润土的性能和运输储存。
12. 湿筛分析:主要检测膨润土中大于特定粒径的颗粒含量,一般要求大于325目筛的筛余量不超过5%。
13. pH值:通常在8 - 10之间,合适的pH值有助于维持泥浆的稳定性和性能。
了解这些钻井膨润土的关键参数指标,对石油天然气开采行业意义深远。从源头把控膨润土质量,依据不同井况精准调配泥浆,能确保钻井作业高效、安全、环保地推进,助力能源开发领域不断突破,持续为经济发展注入强劲动力。
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