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膨润土是配置钻井泥浆的优质原料,主要体现在以下方面:
1. 良好的造浆性能:膨润土的主要成分蒙脱石遇水会发生膨胀、分散现象,能快速形成均匀的泥浆体系。一般情况下,钠基膨润土的造浆率能达到10 - 15立方米/吨,钙基膨润土则为8 - 12立方米/吨,在泥浆配置中用量少、效率高,可有效节约成本。
2. 稳定的悬浮与携屑能力:它能赋予泥浆合适的粘度和切力。在实际操作中,通过控制膨润土的添加量,以及添加如聚丙烯酰胺这类化学处理剂,能够灵活调整泥浆性能。在钻井过程中,泥浆可以及时悬浮岩屑,并借助循环系统将其带至地面,避免岩屑沉淀导致卡钻事故的发生。
3. 可靠的护壁功能:膨润土泥浆在井壁能够形成薄且致密的泥饼,其渗透率低,能有效阻止水分渗入地层。在松散砂层、易坍塌页岩层等复杂地质条件下钻井时,可防止井壁因水浸而出现坍塌、缩径等问题,维持井壁的稳定。
4. 一定程度的抗污染能力:膨润土具备离子交换能力,当泥浆受到钙、镁等污染离子侵入时,能够与之发生反应,从而减轻对泥浆性能的影响。例如在遇到钙污染时,钠基膨润土中的钠离子会与钙离子进行交换,保持泥浆性能的稳定,确保钻井工作顺利进行。
5. 良好的流变性:膨润土泥浆流变性较好,在层流状态下泵压低,能够减少能量消耗。在环空上返过程中,合适的流变性可以让岩屑快速上返。停止循环时,泥浆能迅速形成结构防止岩屑下沉,再次开泵时又能快速恢复流动性,保证了钻井作业的连续性。
6. 广泛的来源与成本优势:膨润土在全球分布广泛,我国膨润土储量也十分可观,且开采与加工技术成熟,成本较低。与其他特殊钻井液添加剂或合成材料相比,用膨润土配置钻井泥浆成本优势明显,适合大规模钻井工程使用。
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