抗钙侵膨润土钻井泥浆及其制法的制作方法

文档序号:33742174发布日期:2023-04-06 10:20阅读:91来源:国知局

本发明涉及一种膨润土钻井泥浆,尤其涉及一种用于在受到钙侵蚀的地层中进行管道穿越、水平定向钻、石油钻探、盾构、非开挖和市政建设等施工作业的抗钙侵膨润土钻井泥浆及其制法。


背景技术:

1、随着城市扩建和土地的开采,城市中心的用地越来越少,向海域扩张以及内陆盐碱地的利用增加已经越发紧迫。因此,如何确保该类区域内的非开挖施工中的坍塌预防以及成孔技术显得尤为重要。

2、钠基膨润土的主要成分是蒙脱石,其分子结构为铝氧四面体结构,层间分布高浓度na离子。在淡水中,蒙脱石层间阳离子与水进行离子交换,膨润土小板之间采取面-端搭接和端-端搭接方式,从而将层间距离拉大,表现出膨胀性能。研究表明无局限力的情况下钠基膨润土吸水后体积可自由膨胀至自身体积的15倍以上。当给钠基膨润土施加一个连续的局限压力的时候膨胀受到限制,在局限力作用下形成一层稳定连续的胶体防水膜,能阻碍水分穿过。然而海水和盐碱地地下水中含有大量的氯离子和ca2+、mg2+等电解质,影响了蒙脱石层间阳离子进行离子交换的比率系数,使得膨润土小板之间的搭接方式以面-面搭接为主,难以形成连续一致的致密胶体膜,从而造成项目相关作业防水、防漏的失败,存在重大安全隐患。因此,开发一种抗钙侵膨润土泥浆成为技术人员的当务之急。


技术实现思路

1、本发明的目的旨在提出一种抗钙侵膨润土钻井泥浆及其制法,以满足钙侵地层中成孔对泥浆产品悬浮、造浆、护壁、动塑比等的性能要求。

2、本发明实现上述一个目的的技术解决方案是,抗钙侵膨润土钻井泥浆,其特征在于:由膨润土粉末、抗微生物聚合物、抗腐蚀聚合物、增粘型聚合物和降漏失聚合物添加剂混合制成,按质量配比计,每100份膨润土粉末对应所有聚合物的总量为1~5份,而各种聚合物的占比中:以所述抗腐蚀聚合物1份为参照,所述抗微生物聚合物介于1~4份,增稠剂介于0.1~0.5份,降滤失剂介于1~2份。

3、进一步地,所述膨润土粉末为钠基膨润土粉末,且粉末的颗粒度满足对应100目标准筛能100%通过,对应200目标准筛能85%~95%以上通过。

4、进一步地,所述抗微生物聚合物为工业级多糖类聚合物,至少包括黄原胶、瓜尔胶中的一种或多种组合,且所述抗微生物聚合物的颗粒度满足100%通过100目标准筛。

5、进一步地,所述抗腐蚀聚合物为食品级防腐剂,至少包括山梨酸钾或苯甲酸钠,且所述抗腐蚀聚合物的颗粒度满足100%通过40目标准筛。

6、进一步地,所述增稠剂为聚丙烯酰胺类聚合物,至少包括聚丙烯酸钠或瓜尔胶,且所述增稠剂的分子量介于1400万~2600万,离子度介于20%~40%,水溶性表观粘度在10cp以上,而颗粒度满足100%通过40目标准筛。

7、进一步地,所述降滤失剂为纤维素类聚合物,至少包括羧甲基纤维素钠,且所述降滤失剂为白色粉末状,粘度在1900以上,取代度在0.9以上。

8、本发明实现上述另一个目的的技术解决方案是,抗钙侵膨润土钻井泥浆的制法,其特征在于包括:s1、预制膨润土粉末,将钠基膨润土原矿进行钠化处理,并通过干化处理控制含水量在14%以内,再对干化后的钠基膨润土进行研磨,按颗粒度要求筛料;s2、风选提纯,利用吹风器将沙料在膨润土粉末中均匀混合,且控制含沙的质量配比在4%以内;s3、混合制备,按质量配比称取抗微生物聚合物、抗腐蚀聚合物、增稠剂和降滤失剂并均匀混合,再通过匀速喂料机将混合的物料送入雷蒙磨粉机中,与粉末状的钠基膨润土进行风选复合,s4、抽样检测及包装。

9、应用本发明的钻井泥浆及其制法,在受到钙侵蚀的地层中成孔,较之于常规泥浆产品,其具备的优点:通过钠基膨润土制粉并与多种聚合物均匀复合进行改性,在施工作业中能够有效悬浮和携带钻井液中的钻屑和砂石,并控制动塑比程度以确保泥浆的流动性,且能降低渗透性以有效防止塌孔。



技术特征:

1.抗钙侵膨润土钻井泥浆,其特征在于:由膨润土粉末、抗微生物聚合物、抗腐蚀聚合物、增粘型聚合物和降漏失聚合物添加剂混合制成,按质量配比计,每100份膨润土粉末对应所有聚合物的总量为1~5份,而各种聚合物的占比中:以所述抗腐蚀聚合物1份为参照,所述抗微生物聚合物介于1~4份,增稠剂介于0.1~0.5份,降滤失剂介于1~2份。

2.根据权利要求1所述抗钙侵膨润土钻井泥浆,其特征在于:所述膨润土粉末为钠基膨润土粉末,且粉末的颗粒度满足对应100目标准筛能100%通过,对应200目标准筛能85%~95%以上通过。

3.根据权利要求1所述抗钙侵膨润土钻井泥浆,其特征在于:所述抗微生物聚合物为工业级多糖类聚合物,至少包括黄原胶、瓜尔胶中的一种或多种组合,且所述抗微生物聚合物的颗粒度满足100%通过100目标准筛。

4.根据权利要求1所述抗钙侵膨润土钻井泥浆,其特征在于:所述抗腐蚀聚合物为食品级防腐剂,至少包括山梨酸钾或苯甲酸钠,且所述抗腐蚀聚合物的颗粒度满足100%通过40目标准筛。

5.根据权利要求1所述抗钙侵膨润土钻井泥浆,其特征在于:所述增稠剂为聚丙烯酰胺类聚合物,至少包括聚丙烯酸钠或瓜尔胶,且所述增稠剂的分子量介于1400万~2600万,离子度介于20%~40%,水溶性表观粘度在10cp以上,而颗粒度满足100%通过40目标准筛。

6.根据权利要求1所述抗钙侵膨润土钻井泥浆,其特征在于:所述降滤失剂为纤维素类聚合物,至少包括羧甲基纤维素钠,且所述降滤失剂为白色粉末状,粘度在1900以上,取代度在0.9以上。

7.抗钙侵膨润土钻井泥浆的制法,其特征在于包括:


技术总结
本发明揭示了一种抗钙侵膨润土钻井泥浆及其制法,该泥浆产品由膨润土粉末、抗微生物聚合物、抗腐蚀聚合物、增粘型聚合物和降漏失聚合物添加剂混合制成,按质量配比计,每100份膨润土粉末对应所有聚合物的总量为1~5份,对各聚合物的取材和参数性能进行优化,融合到制法中,采用钠基膨润土作为主要的配浆材料,控制其含水量和含沙配比,并通过合理选择特定种类、性能表现、颗粒度的聚合物与膨润土粉末进行复合,得到满足所需性能的泥浆产品。应用本发明该泥浆于施工作业,能够有效悬浮和携带钻井液中的钻屑和砂石,并控制动塑比程度以确保泥浆的流动性,且能降低渗透性以有效防止塌孔。

技术研发人员:王云,徐明,张豫
受保护的技术使用者:捷高科技(苏州)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/12
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