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1、授课章节 任务/丄程工程七任务二授课方式理实课实践器授课次数授课内容降粘剂、增粘剂方案课时教学目标 与要求知识目标：掌握降粘剂及其作用机理能力目标：能分析各种降粘剂的作用机理素质目标：培养学生爱岗敬业、认真负责的职业素质教学重点 与难点重点：增粘剂及其作用机理、降粘剂及其作用机理难点：降粘剂及其作用机理处理方法：讲授、举例、讨论教学资源教材、多媒体教室、课件、图片等教学过程主题/任务/活动教学方法/教具时间分配、/.、.前言讲授、举例增粘剂及其作用机理讲授、举例降粘剂及其作用机理讲授、举例小结讲授作业/ 技能训练小：1、查找资料总结钻井液降滤失剂应用及其作用机理。教学评估通过课堂表现、作业等评
2、估教 学 设 计【前言】在钻井过程中，由于温度升高、盐侵或者钙侵、固相含量增加 或处理剂失效等原因，导致钻井液粘度切力增加，造成开泵困难、 钻屑难以去除或钻井过程中压力波动过大等现象，严重时会导致井 下复杂情况，因此，为了保证平安、快速钻进，常需要调整钻井液 的粘度和切力，需要参加降粘剂，调整钻井液性能，使其粘度、切 力降低。【授课内容】一、降粘剂，又称稀释剂。常用的稀释剂有以下几类：1、单宁类单宁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。含有酯键，在NaOH中容易水 解，高温下水解加剧，降粘能力减弱,单宁碱液抗温能力在10012021 仅用于浅井或中
3、深井。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。轧“Hm - eH70+5H,0 一*+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，代号为NaT，其抗盐、抗钙能力差，容易盐析。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Al3处，其他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-端连接而成的网架结构，使黏度切力下降。2、聚合物类常用的聚合物类降粘剂有以下几种： X-40系列降粘剂，包括X-A40和X-B40两种。X-A40是分子量较低的聚丙烯酸钠，平均相对分子质量在5000 左右。在钻井液中加量
4、%时，可抗%CaSO和l%NaCl,抗温可达150C。4 X-B40是丙烯酸钠与丙烯磺酸钠分子量较低的共聚物，其抗 温和抗盐、抗钙能力均优于X-A40引入一SO Na，但其本钱比X-A403高。该系列产品由于其相对分子量低，可通过氢键优先吸附在黏土 颗粒上，顶替掉之前吸附的高聚物，拆散高聚物与黏土颗粒的“桥 联网架结构；低相对分子量的降粘剂与高聚物分钟发生交联作用, 阻碍高聚物和黏土之间的网架结构的形成，从而降低钻井液黏度和 切力。3、两性离子聚合物降粘剂，代号XY-27XY-27是平均相对分子量为2021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
5、量通常为%，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。XY-27的分子链中引入了阳离子基团，能与黏土发生离子型吸 附，可更快、更牢固的吸附在黏土颗粒上。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。XY-27还具有一定的页岩抑制作用，由于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。因此尽管相
6、对分子量低，仍对黏土进行包被，不减 弱体系抑制性。同时，分子链中大量水化基团形成的水化膜，可阻 止自由水与黏土外表的接触，提高黏土颗粒抗剪切强度。4、磺化苯乙烯-马来酸酹共聚物SSMASSMA是由苯乙烯、马来酸酹、磺化试剂、溶剂、引发剂和链转 移剂通过共聚、磺化和水解后制得的。钻井液用SSMA平均相对分子 质量为1000-5000,抗温可达2021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。5、木质素类典型产品为铁鎔木质素磺酸盐，俗称铁鎔盐，代号为FCLS，是 曾经使用最多降粘剂。但是使用时要求钻井液pH较高，不利于井壁 稳定；引起钻井液发泡，需参加消泡剂；泥饼摩擦系数
7、较高，深井使用需混油或加润滑剂。含重金属铬，易造成污染，目前很少使用。二、增粘剂为保证井眼清洁、快速钻进，钻井液的粘度和切力需保持在适 宜范围。常采用添加增粘剂的方法提高钻井液的粘度和切力。常用的增粘剂均为高聚物，分子链长，在分子链之间易形成网 架结构，能显著提搞钻井液粘度。常用的增粘剂主要有两类：1、XC生物聚合物XC生物聚合物又称黄原胶，参加很少的量%即可产生较高 的粘度，并兼有降滤失作用。XC生物聚合物具有优良的剪切稀释性能，能够有效地改良流型。 抗温性好，高达12021，在140C温度下也不会完全失效；抗冻性好， 可在0C以下使用。其抗盐、抗钙能力也十分突出，是一种适用于 淡水、盐水和饱和盐水钻井液的高效增粘剂。有时需要与三氯酚钠等杀菌剂配合使用，防止各种细菌使其发 生酶变降解。2、羟乙基纤维素HEC羟乙基纤维素是一种水溶性的纤维素衍生物，它无臭、无味、 无毒，溶于水后形成粘稠的胶状液，主要在聚合物钻井液中起增粘 作用。分子中很有羟基和羟乙基，羟乙基是弱水化基团，在水中不电 离，为非离子型水溶性聚合物。大量的羟基，可吸附多个黏土颗粒, 形成胶团和网架结构，使钻井液中自由水减少，内摩擦阻力增加，黏度增大。羟乙基纤维素在增粘同时不增切力，常用于钻井液切力过高造 成的开泵困难。可做降滤失剂。【小结】1、增粘剂及其作用机理2、降粘剂及其作用机理课后小结
