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加重材料又稱加重劑,由不溶於水的惰性物質經研磨加工製備而成。為了對付高壓地層和穩定井壁,需將其添加到水蜜桃视频网站">水蜜桃视频网站中以提高鑽井液的密度。加重材料應具備的條件是自身的密度大,磨損性小,易粉碎;並且應屬於惰性物質,既不溶於鑽井液,也不與水蜜桃视频网站中的其它組分發生相互作用。水蜜桃视频网站的常用加重材料有以下幾種:
1、重晶石粉
重晶石粉是一種以BaSO4為主要成分的天然礦石,經過機械加工後而製成的灰白色粉末狀產品。按照API標準,其密度應達到4.2g/cm3,粉末細度要求通過200目篩網時的篩餘量<3.0%。重晶石粉一般用於加重密度不超過2.30 g/cm3的水基和油基鑽井液,它是目前應用較廣泛的一種鑽井液加重劑。
2、石灰石粉
主要成分為CaCO3,密度為2.7~2.9 g/cm3。易與鹽酸等無機酸類發生反應,生成CO2、H2O和可溶性鹽,因而適於在非酸敏性而又需進行酸化作業的產層中使用,以減輕鑽井液對產層的損害。但由於其密度較低,一般隻能用於配製密度不超過1. 68 g/cm3 (14ppg)的鑽井液和完井液。
3、方鉛礦粉
方鉛礦粉是一種主要成分為PbS的天然礦石粉末,一般呈黑褐色。由於其密度高達7.4~7.7 g/cm3,因而可用於配製超高密度鑽井液,以控製地層出現異常高壓。由於該加重劑的成本高、貨源少,一般僅限於在地層孔隙壓力極高的特殊情況下使用。如我國滇黔桂石油勘探局在官-3井使用方鉛礦,配製出密度為3.0g/cm3的超高密度鑽井液。
4、鐵礦粉和鈦鐵礦粉
前者的主要成分為Fe2O3,密度4.9~5.3 g/cm3;後者的主要成分為TiO2•Fe2O3,密度4.5~5.1 g/cm3。均為棕色或黑褐色粉末。因它們的密度均大於重晶石,故可用於配製密度更高的鑽井液。如果將某種鑽井液加重至某一給定的密度,當選用鐵礦粉時,加重後鑽井液中的固相含量顯然要比選用重晶石時低一些。
例如用密度為4.2 g/cm3的重晶石將某種鑽井液加重到2.28 g/cm3,其固相含量為39.5%;而使用密度為5.2 g/cm3的鐵礦粉將該鑽井液加至同樣密度時,固相含量僅為30.0%。加重後固相含量低有利於流變性能的調控和提高鑽速。此外由於鐵礦粉和鈦鐵礦粉均具有一定的酸溶性,因此可應用於需進行酸化的產層。
由於這兩種加重材料的硬度約為重晶石的兩倍,因此耐研磨,在使用中顆粒尺寸保持較好,損耗率較低。但另一方麵,對鑽具、鑽頭和泥漿泵的磨損也較為嚴重。在我國,鐵礦粉是用量僅次於重晶石的鑽井液加重材料。