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硫酸钡可以做加重剂来使用吗

添加时间:2017年06月16日   【字体大小: 】 关注:465

  硫酸钡的生产工艺和物理、化学性质本站已经介绍颇多,本文不再赘述。主要介绍下加重剂是什么产品和硫酸钡的相似和区别在什么地方。

  什么是加重剂

  加重材料(WeightingMaterial)又称加重剂,由不溶于水的惰性物质经研磨加工制备而成。为了对付高压地层和稳定井壁,需将其添加到钻井液中 以提高钻井液的密度。加重材料应具备的条件是自身的密度大,磨损性小,易粉碎;并且应属于惰性物质,既不溶于钻井液,也不与钻井液中的其它组分 发生相互作用。

  钻井液的常用加重材料有以下几种:

  (1)重晶石粉(Barite)

  重晶石粉是一种以BaSO4为主要成分的天然矿石,经过机械加工后而制成的灰白色粉末状产品。按照API标准,其密度应达到4.2g/cm3,粉末细度要求通过200目筛网时的筛余量<3.0%。重晶石粉一般用于加重密度不超过2.30 g/cm3的水基和油基钻井液,它是目前应用很广泛的一种钻井液加重剂。

  (2)石灰石粉(Limestone)

  石灰石粉的主要成分为CaCO3,密度为2.7-2.9 g/cm3。易与盐酸等无机酸类发生反应,生成CO2、H20和可溶性盐,因而适于在非酸敏性而又需进行酸化作业的产层中使用,以减轻钻井液对产层的损害。但由于其密度较低,一般只能用于配制密度不超过1.68 g/cm3 (14PPg)的钻井液和完井液。

  (3)铁矿粉(Hematite)和钛铁矿粉(1lmenite)

  前者的主要成分为Fe2O3,密度4.9~5.3 g/cm3;后者的主要成分为TiO2·Fe2O3,密度4.5~5.1 g/cm3。均为棕色或黑褐色粉末。因它们的密度均大于重晶石,故可用于配制密度更高的钻井液。如果将某种钻井液加重至某一给定的密度,当选用铁矿粉时,加重后钻井液中的固相含量(常用体积分数表示)显然要比选用重晶石时低一些。例如,用密度为4.2 g/cm3的重晶石将某种钻井液加重到2.28 g/cm3,其固相含量为39.5%;而使用密度为5.2 g/cm3的铁矿粉将该钻井液加至同样密度时,固相含量仅为30.0%。加重后固相含量低有利于流变性能的调控和提高钻速。此外,由于铁矿粉和钛铁矿粉均具有一定的酸溶性,因此可应用于需进行酸化的产层。

  由于这两种加重材料的硬度约为重晶石的两倍,因此耐研磨,在使用中颗粒尺寸保持较好,损耗率较低。但另一方面,对钻具、钻头和泵的磨损也较为严重。在我国,铁矿粉是用量仅次于重晶石的钻井液加重材料。

  着重介绍下重晶石粉作为加重剂和硫酸钡的区别。

  在一些油井、气井钻探时,一般使用的钻井泥浆、粘土比重为25左右,水的比重为1,因此泥浆比重较低,有时泥浆重量不能与地下油、气压力平衡,则造成井喷事故。在地下压力较高的情况下,就需要增加泥浆比重,往泥浆中加入重晶石粉是增加泥浆比重的有效措施。做钻井泥浆用的重晶石一般细度要达到325目以上,如重晶石细度不够则易发生沉淀。钻井泥浆用重晶石要求比重大于4.2,BaSO4含量不低于95%,可溶性盐类小于1%。

  

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