1. 确定添加量
- 根据钻井条件**:添加量主要取决于钻井液类型、地层特性以及钻井作业的具体要求。例如,在容易塌陷的地层中钻井时,为了更好地稳定井壁、控制滤失量,添加的聚阴离子纤维素(PAC)量可能相对较高。一般来说,钻井液中添加PAC的量通常在0.2%~1.5%(质量分数)之间。
- 实验确定 : 实际应用前,最好通过室内实验确定最佳添加量。可以模拟井下温度、压力、地层条件,制备不同PAC含量的钻井液样品,然后测试这些样品的流变性能(如粘度、剪切力等)、滤失性能等指标。根据试验结果,选择满足钻井液性能要求的最小PAC添加量,既能保证钻井液的性能,又能降低成本。
2. 选择添加方式
- 干粉添加 :
- 预水化处理 :如果采用干粉添加方式,最好先对PAC进行预水化处理。因为PAC干粉直接加入钻井液中,容易形成“鱼眼”(分散不充分的干粉颗粒),影响其性能。预水化时,将PAC干粉缓慢加入一定量的水中,同时搅拌,水温一般控制在40-50℃左右,搅拌时间约1-2小时,直至PAC完全溶解,形成均匀的胶液。
- 缓慢加入钻井液 :将预水化好的PAC胶液缓慢加入搅拌中的钻井液体系中。搅拌速度要适中,一般控制在300-500转/分左右,保证PAC胶在钻井液中充分分散均匀,避免局部浓度过高影响钻井液性能。
- 加胶 :
- 配胶浓度 :若以胶体形式加入,先配制适当浓度的PAC胶,PAC通常配制成5%-10%(质量分数)的胶。配制时,在搅拌条件下将PAC缓慢加入水中,继续搅拌直至完全溶解。溶解过程中可适当加热,以加速溶解,但温度不宜过高,避免影响PAC的性能。
- 连续均匀添加 : 将配制好的PAC胶通过专门的加药装置连续均匀地加入钻井液循环系统中,添加速度应根据钻井液的循环速度和所需PAC的最终浓度确定。一般情况下,要保证PAC在一个周期内能均匀分布在整个钻井液体系中。
3. 考虑相容性
- 与其他添加剂的相互作用 :添加PAC时,要考虑其与钻井液中其他添加剂(如膨润土、重晶石、降滤失剂、增粘剂等)的相容性。有些添加剂可能与PAC发生化学反应,影响其性能。例如PAC与某些阳离子添加剂发生絮凝反应,导致钻井液性能变差。因此,在添加PAC前,要了解钻井液体系中的其他添加剂,并通过实验验证其相容性。
- 调整钻井液配方 :如发现PAC与其他添加剂存在相容性问题,可适当调整钻井液配方。例如,改变其他添加剂的种类或添加顺序,或调整PAC的添加量和添加方式,以保证整个钻井液体系性能稳定良好。
4. 监测与调整
- 性能监测 : 添加PAC后,应实时监测钻井液性能,主要监测指标有黏度、剪切力、滤失量、pH值等,可采用专门的钻井液性能检测仪器,如六速旋转黏度计、高温高压滤失计等,根据监测结果,可及时发现钻井液性能的变化。
- 动态调整 : 若发现钻井液性能不符合要求,如黏度下降、滤失量增大等,应及时调整PAC添加量或采取其他补救措施,如滤失量增大,可适当增加PAC添加量。
