泥浆材料检测与应用：有机处理剂——降粘剂.docx

授课章节 任务/工程授课方式理论课J 实践课口 理实课口其他口授课次数第22次授课内容有机处理剂一一降粘剂计划课时2教学目标与 要求知识目标：掌握降粘剂及其的作用机理能力目标：能够运用作用机理解释反常现象能根据钻井液性能要求选择合适的降粘剂素质目标：培养学生分析问题、运用知识的能力 培养学生理论联系实际的能力教学重点与 难点重点：钻井液降粘剂及其作用机理难点：各处理剂的作用机理、聚合物降粘剂处理方法：讲授、比照、教学资源教材、教学过程主题/任务/活动教学方法/教具时间分配单宁类讲授、举例、分析、25木质素类讲授、比照、举例、分析、15聚合物类讲授、举例、分析、35作业/ 技能训练课后习题117页4题教学评估通过课堂表现、提问、小组展示等方式评估学生学习情况教研室主任签名：年月日教学设计【导课1降粘剂在钻井液体系中如何发挥其作用？通过提问 等方式检 查上节课 思考题。【课堂内容】详细讲授 每一过程 的作用二、降粘剂又称稀释剂。钻井过程中，由于温度升高、盐侵或钙侵、固相采用讲 授、举例 的方法详 细介绍作 用机理。含量增加或处理剂失效等，钻井液黏度、切力增加，造成开泵困难、 钻屑难以去除、钻井过程中波动压力过大等现象，严重时导致各种 井下复杂情况。在钻井液中加入降黏剂，可以降低体系的黏度和切 力，使其具有适宜的流变性。1、单宁类广泛存在于植物的根、茎、叶皮、果壳和果实中，是一大类多 元酚的衍生物，属于有机弱酸。1）性质：含有酯键，在NaOH中容易水解,高温下水解加剧， 降粘能力减弱。单宁碱液抗温在100120,仅用于浅井或中深井。用举法滤见其机 采、方降常及 要授等绍剂型月O 主讲例介失类作理单宁酸在水中水解生成双五倍子酸和葡萄糖，进一步水解可生 成五倍子酸。这些酸性水解产物在NaOH溶液中生成单宁酸钠或单宁 碱液，是钻井液中有效成分，NaT,抗盐、抗钙能力差，容易盐析。2）单宁类降粘机理：单宁酸钠苯环上相邻的双酚羟基通过配位键吸附在黏土颗粒边缘A产处，剩余on明 COONa均为水化基团,使黏土颗粒双电层斥力和水化膜增厚，拆散、削弱颗粒间端-面和端 一端连接而成的网架结构，使黏度切力下降。也可降滤失。2、木质素类铁铭木质素磺酸盐，铁铝盐，曾经使用最多降粘剂。缺点是使用时要求钻井液pH较高，不利于井壁稳定。易引起圆泡，泥饼摩擦系数较高,深井使用需混油或加润滑剂。重金属污染, 目前常用无重金属木质素类处理剂。3、聚合物类（1） X-40系列产品X-40系列产品包括X-A40和X-B40两种。X-A40是分子量较低的聚丙烯酸钠，在钻井液中加量0.3%时，可抗0. 2%CaS（h和l%NaCl,抗温可达1500c oX-B40是丙烯酸钠与丙烯磺酸钠分子量较低的共聚物，抗温和抗盐、钙能力均优于X-A40 （引入一S（hNa）,但其本钱比X-A40高。降粘机理：由于其相对分子量低，通过氢键优先吸附黏土颗 粒上，挤掉之前吸附的高聚物，拆散高聚物与黏土颗粒的“桥联网土网架结构形成，降低黏度、切力。架结构”；低相对分子量的降粘剂与高聚物可交联，阻碍高聚物和黏用举法滤见其机 采、方降常及 要授等绍剂型月O 主讲例介失类作理（2）两性离子聚合物降粘剂XY-27相对分子量2000的两性离子聚合物。主要特点是降粘的同时 又可抑制页岩,与分散型降粘剂相比，只需很少的加量（通常为0. 1%-0.3%）就能取得很好的降粘效果，同时还有一定抑制粘土水化膨胀的能力。两性离子聚合物降粘剂还兼有一定的降滤失作用,能同其他类 型处理剂互相兼容,可以配合使用磺化沥青或磺化酚醛树脂类等处 理剂，以改善泥饼质量，提高封堵效果和抗温能力。降粘机理：XY-27的分子链引入阳离子基团，吸附黏土,线 性相对分子量较低的聚合物比高聚物更快、更牢固吸附在黏土上。 且由于其特殊结构，促进其与高聚物交联或络合,比阴离子更降粘。抑制页岩水化机理：XY-27分子链中有机阳离子基团吸附黏 土外表后，一方面中和了黏土外表的局部负电荷，削弱了黏土的水 化作用；另一方面这种特殊分子结构使聚合物链之间更容易发生缔 合。尽管相对分子量低，仍对黏土进行包被，不减弱体系抑制性。分子链中大量水化基团形成的水化膜，可阻止自由水与黏土表 面的接触，提高黏土颗粒抗剪切程度3、磺化苯乙烯-马来酸酎共聚物（SSMA）SSMA抗温可达200以上。是一种性能优良的抗高温稀释剂，可 在高温深井中使用，但本钱较高。【小结】：钻井液降粘剂及其作用机理：单宁类木质素类聚合物类【思考】钻井液粘度越低越好吗？怎样使钻井液粘度增大？课后小结主要采用讲授、举例等方法介绍降滤失剂常见类型及其作用机理，学生反映良好。