钻井液完井液处理剂-大全-第一卷课件

配配浆材料与材料与处理理剂钻井液配井液配浆原材料原材料是指在配是指在配浆中用量中用量较大的基本大的基本组分，例如膨分，例如膨润土、水、油和重晶石等。土、水、油和重晶石等。处理理剂是用于改善和是用于改善和稳定定钻井液性能而加入的化井液性能而加入的化学添加学添加剂。处理理剂是是钻井液的核心井液的核心组分，很少的加量就会分，很少的加量就会对钻井液性能井液性能产生很大影响。生很大影响。配配浆原材料与原材料与处理理剂之之间无无严格的界限。格的界限。1整理ppt钻井液井液处理理剂的分的分类第一第一类分分类方法（按方法（按组成）：成）：通常分通常分为钻井液原材料、无机井液原材料、无机处理理剂、有机、有机处理理剂和表面和表面活性活性剂四大四大类。无机无机处理理剂可分可分为氯化物、硫酸化物、硫酸盐、碱、碱类、碳酸、碳酸盐、磷酸、磷酸盐、硅酸、硅酸盐和重和重铬酸酸盐和混和混层金属金属氢氧化物（正氧化物（正电胶胶类）等。等。有机有机处理理剂分分为天然天然产品、天然改性品、天然改性产品和有机合成化合品和有机合成化合物。按其化学物。按其化学组分又可分分又可分为下列几下列几类：腐植酸：腐植酸类、纤维素素类、木、木质素素类、丹宁酸、丹宁酸类、沥青青类、淀粉、淀粉类和聚合物和聚合物类等。等。2整理ppt钻井液井液处理理剂的分的分类第二第二类分分类方法（按功用）：方法（按功用）：我国我国钻井液井液标准化委准化委员会将配会将配浆材料和材料和处理理剂共分共分为以下以下1616类：（1）降滤失剂（Filtration Reducer）；（2）增粘剂（Viscosifier）；（3）乳化剂（Emulsifier）使油水乳化产生乳状液；（4）页岩抑制剂（Shale Inhibitor）；（5）堵漏剂（Lost circulation materials）；（6）降粘剂（Thinner）；（7）缓蚀剂（Corrosion Inhibitor）；（8）粘土类（Clay）；（9）润滑剂；（10）加重剂（Weighting Agent）；（11）杀菌剂（Bactericide）；（12）消泡剂（Defoamer）；（13）泡沫剂（Foaming Agent）；（14）絮凝剂（Flocculant）；（15）解卡剂（Pipe-Freeing Agent）；（16）其它类（Others）等。3整理ppt钻井液井液处理理剂的分的分类在配制和使用在配制和使用钻井液井液时，并不要求同，并不要求同时使用使用这16类处理理剂。某些某些处理理剂在在钻井液中同井液中同时具有几种作用。例具有几种作用。例如，有的降失水如，有的降失水剂同同时兼有增粘或降粘作用，兼有增粘或降粘作用，絮凝絮凝剂同同时兼有增粘兼有增粘剂作用等。作用等。4整理ppt国外国外处理理剂的分的分类情况情况 国外国外处理理剂的分的分类情况与我国基本相同。据情况与我国基本相同。据世界石油世界石油（Oil WorldOil World）钻井、完井和修井液井、完井和修井液指南，国外指南，国外钻井液井液处理理剂分分类统计结果（果（见下表）下表）可以看出，化学可以看出，化学处理理剂的商品名称数近的商品名称数近30003000种，种，而而实际种种类只有只有100100多种。多种。5整理ppt国外国外处理理剂的分的分类情况情况6整理ppt第一第一节 钻井液配井液配浆原材料原材料膨润土（坂土）是水基钻井液的重要配浆材料。有的文献将膨润土定义为具有蒙脱石的物理化学性质，含蒙脱石不少于85%的粘土矿物。一般要求1吨膨润土至少能够配制出粘度为15 mPas的钻井液 16 m3。钠膨润土的造浆率一般较高，而钙膨润土则需要通过加入纯碱使之转化为钠膨润土后方可使用。目前我国将配制钻井液所用的膨润土分为三个等级：一级为符合API标准的钠膨润土；二级为改性土，经过改性符合 OCMA标准要求；三级为较次的配浆土，仅用于性能要求不高的钻井液。无机盐对膨润土的水化分散具有一定的抑制作用，因此膨润土在淡水和盐水中的造浆率不同，盐水造浆率一般要低一些。将膨润土先在淡水中预水化，然后再加入盐水中，可以提高其在盐水中的造浆率。7整理ppt膨膨润土在土在钻井液中的作用井液中的作用（1）增加粘度和切力，提高井眼）增加粘度和切力，提高井眼净化能力；化能力；（2）形成低渗透率的致密泥）形成低渗透率的致密泥饼，降低，降低滤失量；失量；（3）对于胶于胶结不良的地不良的地层，可改善井眼的，可改善井眼的稳定性；定性；（4）防止井漏。）防止井漏。8整理ppt蒙脱石的两种基本构造蒙脱石的两种基本构造单元元1.1.硅氧四面体硅氧四面体 硅氧四面体中有一个硅原硅氧四面体中有一个硅原子与四个氧原子，硅原子在四子与四个氧原子，硅原子在四面体的中心，氧原子（或面体的中心，氧原子（或氢氧氧原子原子团）在四面体的）在四面体的顶点，硅点，硅原子与各氧原子之原子与各氧原子之间的距离相的距离相等。等。2.2.铝氧八面体氧八面体 铝氧八面体的六个氧八面体的六个顶点点为氢氧原子氧原子团，铝、铁或或镁原子原子居于八面体中央。居于八面体中央。9整理ppt蒙脱石晶体构造示意蒙脱石晶体构造示意图10整理ppt粘土粘土矿物的晶体构造分物的晶体构造分类11整理ppt几种主要粘土几种主要粘土矿物的化学物的化学组成成 12整理pptKaolinite(高岭石高岭石)A TWO-LAYER CLAY(一种两层粘土矿物)Generally non-expandable (一般不膨胀)Contributes to migration of fines (引起微粒运移)13整理pptKaolinite Clay (高岭石粘土)14整理pptSmectite（蒙脱石）A THREE-LAYER CLAY（一种三层粘土矿物）Great hydrating capability in fresh water（在淡水中有很强水化能力）15整理pptSmectite Clay（蒙皂石）16整理pptIllite（伊利石）（伊利石）A THREE-LAYER CLAY（一种三层粘土矿物）Compensated with K+ion（K+作为补偿离子）Non-swelling characteristic contributes to migration of fines（非膨胀性，易发生微粒运移）17整理pptIllite Clay（伊利石粘土）（伊利石粘土）18整理pptChlorite（绿泥石）泥石）A FOUR-LAYER CLAY（一种4层的粘土矿物）Magnesium hydroxide between the montmorillonite-type unit layers 在蒙脱石晶层中含Mg(OH)2 Damages formation by precipitation of iron if acidizing 酸化时生成Fe(OH)319整理ppt粘土的阳离子交粘土的阳离子交换容量容量粘土一般都粘土一般都带负电荷。荷。为了保持了保持电中性，粘土必然从分散介中性，粘土必然从分散介质中吸附等中吸附等电量的阳离子。量的阳离子。这些被粘土吸附的阳离子，可以被分散介些被粘土吸附的阳离子，可以被分散介质中的中的其它阳离子所交其它阳离子所交换，因此，称，因此，称为粘土的交粘土的交换性阳性阳离子。离子。20整理ppt粘土的阳离子交粘土的阳离子交换容量容量在在pH值为7条件下，粘土所能交条件下，粘土所能交换的阳离子的阳离子总量；量；阳离子交阳离子交换容量以容量以100克粘土所能交克粘土所能交换下来的阳离下来的阳离子毫克当量来表示，符号子毫克当量来表示，符号为CEC（Cation Exchange Capacity）。）。蒙脱石的阳离子交蒙脱石的阳离子交换容量一般容量一般为70130毫克当毫克当量量/100克粘土。克粘土。21整理ppt各种粘土各种粘土矿物的阳离子交物的阳离子交换容量容量22整理ppt粘土粘土颗粒的粒的连接方式接方式 23整理ppt粘土的造粘土的造浆率率膨膨润土逐土逐渐分散在淡水中致使泥分散在淡水中致使泥浆的粘度、的粘度、切力不断增加的切力不断增加的过程称程称为造造浆，在添加主要，在添加主要处理理剂之前的之前的预水化膨水化膨润土土浆常称作常称作原原浆或或基基浆。由于蒙脱石含量和阳离子交由于蒙脱石含量和阳离子交换容量各不相同，容量各不相同，来自不同来自不同产地的膨地的膨润土，其造土，其造浆效果往往有效果往往有很大差很大差别。24整理ppt粘土的造粘土的造浆率率各类粘土的造浆曲线有一共同点，即表观粘度增至15 mPas之前，其值随粘土含量的增加增长缓慢；当达到15 mPas左右时，其值才随粘土含量的增加而明显上升。每吨粘土能配出表观粘度为15 mPas的钻井液体积称作造浆率（Yield of Clay），通常配浆土的质量以造浆率来衡量。配制1 m3 15 mPas的钻井液需57 kg怀俄明优质膨润土，如使用低造浆率粘土，则需570 kg，两者的用量为110。经换算，用1 吨优质膨润土可配制出表观粘度为15 mPas的泥浆约16 m3，而1吨低造浆率粘土只能造浆约1.6 m3，相差亦近10倍。使用优质钻井液配浆，泥浆密度仅为1.031.04 g/cm3时，表观粘度即可达到1015 mPas；而如果使用低造浆率粘土配浆，泥浆密度必须增至1.351.40 g/cm3时，其表观粘度才能达到同样的数值。尽量选用优质膨润土配浆，对减少体系中的固相含量，提高钻速有十分重要的意义。25整理ppt典型粘土的造典型粘土的造浆率曲率曲线26整理ppt配制一定密度原配制一定密度原浆所需所需膨膨润土及水量土及水量计算算 W c=rc Vm(rm 1)/(rc 1)Vw=Vm rm W c 式中，W c 所需膨润土的重量，吨；rc 膨润土密度，g/cm3；Vm 所配制原浆的体积，m3；rm 原浆密度，g/cm3；Vw所需水量，m3。27整理ppt抗抗盐粘土粘土矿物物海泡石、凹凸棒石和坡海泡石、凹凸棒石和坡缕缟石是典型的抗石是典型的抗盐、耐高温的粘、耐高温的粘土土矿物，用于配制物，用于配制盐水水钻井液和井液和饱和和盐水水钻井液。井液。用抗用抗盐粘土配制的粘土配制的钻井液一般形成的泥井液一般形成的泥饼质量不好，量不好，滤失失量量较大，必大，必须配合使用降配合使用降滤失失剂。海泡石有很海泡石有很强的造的造浆能力，用它配制的能力，用它配制的钻井液具有井液具有较高的高的热稳定性和一定的酸溶性（在酸中可溶解定性和一定的酸溶性（在酸中可溶解60%60%左右）。左右）。国内国内这几种抗几种抗盐粘土的粘土的矿源源较少，因此在少，因此在钻井液中的井液中的应用用不不够普遍。普遍。在国外在国外应用相用相对较多。多。28整理ppt有机土有机土由膨由膨润土土经季季铵盐类阳离子表面活性阳离子表面活性剂处理理而制成的而制成的亲油膨油膨润土。土。有机土可以在油中分散，形成有机土可以在油中分散，形成结构，用于油构，用于油基基钻井液作井液作为增粘增粘剂和降和降滤失失剂。29整理ppt加重材料（加重加重材料（加重剂）加重材料又称加重加重材料又称加重剂，由不溶于水的惰性物，由不溶于水的惰性物质经研磨加工制研磨加工制备而成。而成。为了了对付高付高压地地层和和稳定井定井壁，需将其添加到壁，需将其添加到钻井液里以提高井液里以提高钻井液的密度。井液的密度。加重材料加重材料应具具备的条件：自身密度大，磨的条件：自身密度大，磨损性小，性小，易粉碎。易粉碎。应属于惰性物属于惰性物质，既不溶于，既不溶于钻井液，也不与井液，也不与钻井井液中的其它液中的其它组分分发生相互作用。生相互作用。30整理ppt 加重材料的主要加重材料的主要类型型1、重晶石粉、重晶石粉 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。密度应达到4.2 g/cm3，粉末细度通过200目筛网时的筛余量3.0%（质量）。用于加重密度不超过2.30 g/cm3的水基和油基钻井液，是应用最广泛的钻井液加重剂。2、石灰石粉、石灰石粉 主要成分为CaCO3，密度为2.72.9 g/cm3。易与酸类发生反应，适于在非酸敏性而又需进行酸化作业的产层中使用，以减轻储层损害。用于配制密度1.34 g/cm3的钻井液。3、铁矿粉和粉和钛铁矿粉粉 前者主要成分为Fe2O3，密度4.95.3 g/cm3；后者主要成分为TiO2 Fe2O3，密度4.55.1 g/cm3。其密度均大于重晶石，可用于配制密度更高的钻井液。铁矿粉和钛铁矿粉均具有一定的酸溶性，可应用于需进行酸化的产层。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。但对钻具、钻头和泵的磨损较为严重。在我国，铁矿粉是用量仅次于重晶石的钻井液加重材料。4、方、方铅矿粉粉 主要成分为PbS的黑褐色天然矿石粉末，其密度高达7.47.7 g/cm3，可用于配制超高密度钻井液，以控制地层出现的异常高压。如我国滇黔桂石油勘探局在官-3井使用方铅矿，配制出密度为3.0g/cm3的超高密度钻井液。31整理ppt重晶石用量的重晶石用量的计算方法算方法若加重后若加重后钻井液体井液体积无限制，重晶石用量可用下无限制，重晶石用量可用下式式计算：算：式中，式中，V1，V2分分别别表示加重前、后的表示加重前、后的钻钻井液的井液的体体积积，mB，r rB分分别为别为重晶石的重晶石的质质量和密度。量和密度。r r1，r r2分分别为别为加重前、后的加重前、后的钻钻井液密度。井液密度。32整理ppt重晶石用量的重晶石用量的计算方法算方法若若现场泥泥浆池容池容积受限制，加重前需排除一部分受限制，加重前需排除一部分泥泥浆，则应根据加重后可以容根据加重后可以容纳的体的体积，用下式，用下式求出求出应保留旧保留旧浆的体的体积：33整理ppt常用的无机常用的无机处理理剂1、纯碱碱 碳酸钠（Sodium Carbonate），又称苏打粉（Soda Ash），分子式为Na2CO3。白色粉末，易溶于水，水溶液呈碱性，pH值为11.5，纯碱在水中容易电离和水解。溶液中主要存在Na+、CO32、HCO3 和OH 离子，其反应式为：Na2CO3=2Na+CO32 CO32+H2O=HCO3+OH 纯碱能通过离子交换和沉淀作用使钙粘土变为钠粘土：Ca-粘土Na2CO3Na-粘土CaCO3 从而改善粘土的水化分散性能，因此加入适量纯碱可使新浆的滤失量下降，粘度、切力增大。但过量的纯碱会导致粘土颗粒发生聚结，使钻井液性能受到破坏。其合适加量需通过实验确定。在钻水泥塞或钻井液受到钙侵时，加入适量纯碱使Ca2+沉淀成CaCO3，从而使钻井液性能变好。Na2CO3+Ca2+=CaCO3+2Na+34整理ppt常用的无机常用的无机处理理剂 2、烧碱碱 (NaOH)烧碱（Caustic Soda）即氢氧化钠（Sodium Hydroxide）。其外观为乳白色晶体，密度为22.2 g/cm3，易溶于水，溶解时放出大量热。溶解度随温度升高而增大，水溶液呈强碱性。烧碱容易吸收空气中的水分和二氧化碳，并与二氧化碳作用生成碳酸钠，存放时应注意防潮加盖。主要用于调节钻井液的pH值；与丹宁、褐煤等酸性处理剂一起配合使用，使之分别转化为丹宁酸钠、腐植酸钠等有效成分。还可用于控制钙处理钻井液中Ca2+的浓度等。35整理ppt常用的无机常用的无机处理理剂 3、石灰、石灰(CaO)生石灰即氧化钙（Calcium Oxide），分子式为CaO。吸水后变成熟石灰，即氢氧化钙Ca(OH)2（Calcium Hydroxide）。CaO在水中的溶解度较低，常温下为0.16，其水溶液呈碱性。在钙处理钻井液中，石灰用于提供Ca2+，以控制粘土的水化分散能力，使之保持在适度絮凝的状态；在油包水乳化钻井液中，CaO用于使烷基苯磺酸钠等乳化剂转化为烷基苯磺酸钙，并调节pH值。36整理ppt常用的无机常用的无机处理理剂 4、石膏、石膏(CaSO4)化学名称为硫酸钙（Calcium Sulfate）。有生石膏（Gypsum，CaSO42H2O）和熟石膏（Anhydrite，CaSO4）两种。白色粉末，常温下溶解度较低（约为0.2），但稍大于石灰。在钙处理钻井液中，石膏与石灰的作用大致相同，都用于提供适量的Ca2+。其差别在于石膏提供的钙离子浓度比石灰高一些。37整理ppt常用的无机常用的无机处理理剂 5、氯氯化化钙钙（CaCl2）氯化钙（Calcium Chloride）通常含有六个结晶水。其外观为无色斜方晶体，密度为1.68g/cm3，易潮解，且易溶于水。在钻井液中，CaCl2主要用于来配制防塌性能较好的高钙钻井液。用CaCl2处理钻井液时常常引起pH值降低。38整理ppt常用的无机常用的无机处理理剂 6、氯氯化化钠钠（NaCl）氯化钠（Sodium Chloride）俗名食盐，为白色晶体，常温下密度约为2.20g/cm3。纯品不易潮解，但含MgCl2、CaCl2等杂质的工业食盐容易吸潮。常温下在水中的溶解度较大（20时为36.0 g/100g水），随温度升高，溶解度略有增大。主要用于配制盐水钻井液和饱和盐水钻井液，以防止岩盐井段溶解，并抑制井壁泥岩水化膨胀。为保护油气层，可用于配制无固相清洁盐水钻井液，或作为水溶性暂堵剂使用。39整理ppt常用的无机常用的无机处理理剂 7、氯氯化化钾钾（KCl）氯化钾（Potassium Chloride）为白色立方晶体，常温下密度为1.98 g/cm3。易溶于水，且溶解度随温度升高而增加。KCl是一种常用的无机盐类页岩抑制剂，具有较强的抑制页岩渗透水化的能力。若与聚合物配合使用，可配制成具有强抑制性的钾盐聚合物防塌钻井液。KCl的防塌机理主要是晶格固定作用。40整理ppt常用的无机常用的无机处理理剂 8、硅酸、硅酸钠钠（Na2OnSiO2）硅酸钠（Sodium Silicate）俗名水玻璃。分子式中的n值称为水玻璃的模数，即二氧化硅与氧化钠的分子个数之比。n值越大，碱性越弱。现场使用的水玻璃的密度为1.51.6 g/cm3，pH为11.512，能溶于水和碱性溶液，在钻井液中可以部分水解生成胶态沉淀：Na2O nSiO2（y1）H2O nSiO2 y H2O2NaOH 当水玻璃溶液的pH降至9以下时，整个溶液会变成半固体状的凝胶。其原因是水玻璃发生缩合作用生成较长的带支键的SiOSi链，这种长链能形成网状结构而包住溶液中的自由水，使体系失去流动性。利用这一特点，可以将水玻璃与石灰、粘土和烧碱等配成石灰乳堵漏剂，注入已确定的漏失井段进行胶凝堵漏。遇Ca2+、Mg2+和Fe3+等高价阳离子会产生沉淀：Ca2+Na2O nSiO2 CaSiO32Na+对泥页岩的水化膨胀有较强的抑制作用，故有较好的防塌性能。硅酸盐钻井液是防塌钻井液的类型之一，在国内外应用中均取得很好的效果。配制硅酸盐的成本较低，且对环境无污染。41整理ppt常用的无机常用的无机处理理剂9、重、重铬酸酸钠和重和重铬酸酸钾（Na2Cr2O7 2H2O，K2Cr2O7）重铬酸钠（Sodium Dichromate）又叫红矾钠，外观为红色或橘红色针状晶体，常温下密度为2.35 g/cm3，有强氧化性，易溶于水（25时溶解度为190g100g水）。重铬酸钾（Potassium Dichromate）又称红矾钾，外观为橙红色三斜晶体，常温下密度为2.68 g/cm3，有强氧化性，不潮解，易溶于水（25时溶解度为96.9g100g水）。以上两种重铬酸盐的化学性质相似，其水溶液均可发生水解而呈酸性：Cr2O72H2O 2CrO4+2H+加碱时平衡右移，故在碱性溶液中主要以CrO4 的形式存在。在钻井液中CrO4 能与有机处理剂起复杂的氧化还原反应，生成的Cr3+极易吸附在粘土颗粒表面，又能与多官能团的有机处理剂生成络合物（如木质素磺酸铬、铬腐植酸等）。在抗高温深井钻井液中，常加入少量重铬酸盐以提高钻井液的热稳定性。但铬酸盐有毒，因而限制了它的广泛使用。42整理ppt常用的无机常用的无机处理理剂10、酸式焦磷酸、酸式焦磷酸钠(Na2H2P2O7)酸式焦磷酸钠（Sodium Acid Pyrophosphate）的代号SAPP，白色固体，由磷酸二氢钠加热制得。10%Na2H2P2O7水溶液的pH值为4.8。磷酸盐类处理剂曾经是钻井液的主要稀释剂之一。不仅对高粘土含量引起的絮凝，而且对Ca2+、Mg2+引起的絮凝均有良好的稀释作用。Na2H2P2O7特别对消除水泥和石灰造成的污染有很好的效果，因为用它既能除去Ca2+，又能使钻井液的pH值适度降低。磷酸盐类稀释剂的主要缺点是抗温性差，超过80时稀释性能急剧下降，这是由于它们在高温下会转化为正磷酸盐，成为一种絮凝剂。43整理ppt常用的无机常用的无机处理理剂 （11）混合金属）混合金属层状状氢氧化物氧化物 混合金属混合金属层状状氢氧化物（氧化物（Mixed Metal Layered Hydroxide Compounds，简称称为MMH）由一种）由一种带正正电的晶体胶粒所的晶体胶粒所组成，常称成，常称为正正电胶。胶。其其产品有溶胶、品有溶胶、浓胶和胶粉等三种胶和胶粉等三种剂型。型。该处理理剂对粘土水化有很粘土水化有很强的抑制作用，与膨的抑制作用，与膨润土和水所形成的复合体具有独特的流土和水所形成的复合体具有独特的流变性能。性能。44整理ppt常用的无机常用的无机处理理剂（11）混合金属）混合金属层状状氢氧化物氧化物u我国投入我国投入现场应用的用的产品主要品主要为：铝镁氢氧化物氧化物(Al-Mg MMH)；u制制备原料：原料：AlCl3或或Al(NO3)3、MgCl2等无机等无机盐；u制制备方法方法：（：（1）稳态共沉淀法共沉淀法 （2）共沉淀插入混合法。）共沉淀插入混合法。45整理ppt无机无机处理理剂在在钻井液中的作用机理井液中的作用机理1、离子交、离子交换吸附吸附2、调控控钻井液的井液的pH值3、沉淀作用、沉淀作用4、络合作用合作用5、与有机、与有机处理理剂生成可溶性生成可溶性盐6、抑制溶解的作用、抑制溶解的作用 46整理ppt有机有机处理理剂降粘降粘剂降粘降粘剂又称又称为解絮凝解絮凝剂（DeflocculantsDeflocculants）和稀）和稀释剂（ThinnersThinners）。）。钻井液在使用井液在使用过程中，常常由于温度升高、程中，常常由于温度升高、盐侵或侵或钙侵、固相含量增侵、固相含量增加或加或处理理剂失效等原因，使失效等原因，使钻井液形成的网状井液形成的网状结构增构增强，钻井液粘度、井液粘度、切力增加。若粘切切力增加。若粘切过大，会造成开大，会造成开泵困困难、钻屑屑难以除去，以除去，严重重时会会导致各种井下复致各种井下复杂情况。情况。因此，在因此，在钻井液使用和井液使用和维护过程中，程中，经常需要加入降粘常需要加入降粘剂，以降低体，以降低体系的粘度和切力，使其具有适宜的流系的粘度和切力，使其具有适宜的流变性。性。钻井液降粘井液降粘剂的种的种类很多。根据其作用机理的不同，可分很多。根据其作用机理的不同，可分为两种两种类型，型，即分散型稀即分散型稀释剂和聚合物型稀和聚合物型稀释剂。在分散型稀在分散型稀释剂中主要有丹宁中主要有丹宁类和木和木质素磺酸素磺酸盐类，聚合物型稀，聚合物型稀释剂主要包括共聚型聚合物降粘主要包括共聚型聚合物降粘剂和低分子聚合物降粘和低分子聚合物降粘剂等。等。47整理ppt单单宁宁(Tannins)，是含于植物体内的能将生皮鞣制成皮革的，是含于植物体内的能将生皮鞣制成皮革的多元多元酚衍生物酚衍生物，具有酚，具有酚类类物物质质的通性，的通性，能溶于水。能溶于水。栲胶（栲胶（regetable tannin extract）是用以）是用以单单宁宁为为主要成分的物料提主要成分的物料提取制成的取制成的浓缩产浓缩产品品。用水浸提植物鞣料用水浸提植物鞣料时时，除，除产产生生单单宁外，宁外，还还有与有与单单宁一起溶解于宁一起溶解于水的、但不具有鞣革能力的非水的、但不具有鞣革能力的非单单宁以及不溶物。因此，栲胶是宁以及不溶物。因此，栲胶是由由单单宁、非宁、非单单宁和不溶物宁和不溶物组组成的。成的。（一）（一）单单宁、栲胶宁、栲胶类类稀稀释剂释剂48整理ppt单宁酸宁酸钠单宁的来源和性宁的来源和性质：单宁广泛存在于植物的根、茎、叶、皮、果壳和果宁广泛存在于植物的根、茎、叶、皮、果壳和果实中，是一大中，是一大类多元酚多元酚的衍生物，属于弱有机酸。的衍生物，属于弱有机酸。栲胶栲胶是用以是用以单宁宁为主要成分的植物物料提取制成的主要成分的植物物料提取制成的浓缩产品，外品，外观为棕黄到棕褐色的固体或棕黄到棕褐色的固体或浆状体，一般含状体，一般含单宁宁20 60%。用天然。用天然植物提取、制植物提取、制备的工的工业用用单宁具有以下性宁具有以下性质：单宁宁为弱酸弱酸（由酚（由酚羟基引起），可溶于水。其水溶液呈酸性，味苦基引起），可溶于水。其水溶液呈酸性，味苦涩。在碱性在碱性环境中生成境中生成单宁酸宁酸盐才能起稀才能起稀释作用。作用。单宁酸宁酸钠在高在高浓度的度的NaCl、CaCl2、Na2SO4等无机等无机盐溶液中会溶液中会发生生盐析或生析或生成沉淀。因此，成沉淀。因此，单宁碱液的宁碱液的抗抗盐、钙能力能力较差差；由于丹宁酸含有由于丹宁酸含有酯键，在，在NaOH溶液中易于水解，高温水解加溶液中易于水解，高温水解加剧，降粘能力减，降粘能力减弱。因此，丹宁碱液弱。因此，丹宁碱液抗温能力在抗温能力在100120之之间，仅用于浅井或中深井。用于浅井或中深井。49整理ppt单宁酸宁酸钠单宁的水解宁的水解产物在物在NaOH溶液中生成双五倍子酸溶液中生成双五倍子酸钠和五倍子酸和五倍子酸钠，统称称为丹宁酸丹宁酸钠或丹宁碱液或丹宁碱液，即，即单宁在宁在钻井液中的有效成分，井液中的有效成分，简化符号化符号为NaT。为了提高了提高单宁酸宁酸钠的使用效果，通的使用效果，通过单宁与甲宁与甲醛和和亚硫酸硫酸钠进行磺甲基行磺甲基化反化反应可制可制备磺甲基丹宁磺甲基丹宁（SMT）。）。还可再可再进一步与一步与Na2Cr2O7发生氧化生氧化与螯合反与螯合反应制得磺甲基制得磺甲基单宁的宁的铬螯合物。螯合物。这两种两种产品的品的热稳定性和降粘定性和降粘性能比性能比单宁酸宁酸钠有明有明显提高，抗温可达提高，抗温可达180200。磺甲基栲胶磺甲基栲胶（SMK）为同同类产品。品。磺甲基丹宁磺甲基丹宁为棕褐色粉末，易溶于水，水溶液呈碱性。在棕褐色粉末，易溶于水，水溶液呈碱性。在钻井液中一般井液中一般加加0.51就就获得得较好的稀好的稀释效果。其适用的效果。其适用的 pH值范范围在在 911之之间。抗抗Ca2+可达可达1000g/l，而抗，而抗盐性性较差，当含差，当含盐量超量超过1时稀稀释效果就明效果就明显下降。下降。50整理ppt单宁的稀宁的稀释机理机理 单宁酸钠苯环上相邻的双酚羟基可通过配位键吸附在粘土颗粒断键边缘的Al3+处。而剩余的-ONa和-COONa均为水化基团，它们又能给粘土颗粒带来较多的负电荷和水化层，使粘土颗粒端面处的双电层斥力和水化膜厚度增加，从而拆散和削弱了粘土颗粒间通过端-面和端-端连接而形成的网架结构，使粘度和切力下降。因此，单宁类降粘剂主要是通过拆散结构而起降粘作用的。也就是说，降低的主要是动切力t0，而对塑性粘度mp的影响较小。若要降低mp，应主要通过加强钻井液固相控制来实现。由于降粘剂主要在粘土颗粒的端面起作用，因此用量一般较少。当加大其用量，单宁碱液也会在一定程度上起降滤失的作用。这是由于随着结构的拆散和粘土颗粒双电层斥力和水化程度的增强，有利于形成更为致密的泥饼。51整理ppt（二）（二）铁铬木木质素磺酸素磺酸盐（FCLS）木质素磺酸盐是木材酸法造纸残留下来的一种废液。通常造纸厂供应的纸浆废液是一种已浓缩的粘稠的棕黑色液体，其中固体含量约为3550%，密度为1.26l.30gcm3。其主要成分为木质素磺酸钠。铁铬木质素磺酸盐（Ferrochrome Lignosulfonate）俗称铁铬盐，代号为FCLS。在纸浆废液经过发酵提取酒精后，将其浓缩至l.251.27g/cm3，在6080温度下加入预先配制好的硫酸亚铁和重铬酸钠溶液，在充分搅拌下经氧化、络合反应约2h后，过滤除去CaSO4，再经喷雾干燥而制得的产品。木质素的化学组成和结构相当复杂，目前尚未完全搞清。研究表明，木质素磺酸的主要结构单元如右图。木木质质素磺酸素磺酸结结构构单单元元FCLS的的结结构构52整理ppt铁铬盐的性的性质是一种黑褐色粉末状物，分子量是一种黑褐色粉末状物，分子量20000-100000。铁铬盐分子中有磺酸基，分子中有磺酸基，Fe3+和和Cr3+与木与木质素磺酸素磺酸盐又形成又形成了了较稳定的定的螯合物螯合物，所以，所以铁铬盐是一种抗是一种抗盐、抗、抗钙的有效降的有效降粘粘剂；能用于淡水、海水和；能用于淡水、海水和饱和和盐水水钻井液中，以及各种井液中，以及各种钙处理理钻井液中。井液中。因因为分子中磺酸基的硫原子直接与碳原子相分子中磺酸基的硫原子直接与碳原子相连，Fe3+和和Cr3+与木与木质素磺酸之素磺酸之间有螯合作用（木有螯合作用（木质素磺酸分子与金属离子素磺酸分子与金属离子络合合时，一个分子同，一个分子同时有两个官能有两个官能团与同一个离子与同一个离子络合称合称为螯合），所以螯合），所以铁铬盐的的热稳定性很定性很强，可抗，可抗150以上高温。以上高温。53整理ppt由于木素磺酸分子由于木素磺酸分子链链上有上有鳌鳌合成五元合成五元环环或六元或六元环环的多官能的多官能团团，因此因此FeFe3+3+与与CrCr3+3+与其形成了与其形成了稳稳定性定性较较高的螯合物。基本属于非高的螯合物。基本属于非离子型的高聚物，离子型的高聚物，抗抗盐盐、钙钙能力能力较较强强。铬盐铬盐的水溶性与其磺化度有关。磺化度越高，水溶性越大。的水溶性与其磺化度有关。磺化度越高，水溶性越大。铁铬盐铁铬盐具有弱酸性，加入具有弱酸性，加入钻钻井液井液时时会引起会引起钻钻井液的井液的pH降低，降低，因此需配合因此需配合烧烧碱使用。一般情况下，碱使用。一般情况下，应应将将铁铬盐钻铁铬盐钻井液的井液的pH 值值控制在控制在911的范的范围围内。内。铁铬盐铁铬盐的性的性质质54整理ppt铁铬盐的稀的稀释机理机理铁铬盐对钻井液的井液的稀稀释作用作用包括两个方面：包括两个方面：一是在粘土一是在粘土颗粒的断粒的断键边缘上形成吸附水化上形成吸附水化层，从而削弱粘土从而削弱粘土颗粒之粒之间的的端端面面和和端端端端连结，从而削弱或从而削弱或拆散空拆散空间网架网架结构构，致使，致使钻井液的粘井液的粘度和切力度和切力显著降低；著降低；二是二是铁铬盐分子在泥分子在泥页岩上的吸附，有岩上的吸附，有抑制抑制其其水化分散的作用，可以防止泥水化分散的作用，可以防止泥页岩造岩造浆所引起的所引起的钻井液的粘度和切力上升。井液的粘度和切力上升。55整理pptu浓浓度度较较低低时时，具有稀，具有稀释释作用。作用。u护护胶机理是指抑制胶机理是指抑制带带正正电电的反号离子与粘粒表面相互作用。当其的反号离子与粘粒表面相互作用。当其浓浓度度较较高高时时，就具有，就具有护护胶作用，胶作用，这时钻这时钻井液的粘度保持不井液的粘度保持不变变。铁铬盐铁铬盐的稀的稀释释和和护护胶作用胶作用56整理ppt铁铬盐的的应用情况用情况在过去相当长的一段时期，以铁铬盐为代表的木质素磺酸盐是国内外使用量最大的一类降粘剂。铁铬盐抗温可达150180，如果加入少量的Na2Cr2O7或K2Cr2O7可进一步提高其热稳定性；抗盐可达饱和；因抗钙能力强，常用于钙处理钻井液，特别是石膏钻井液和氯化钙钻井液中。铁铬盐在钻井液中的加量一般为0.31.0%，加量较大时兼有降滤失作用。尽管铁铬盐是一种性能优良的降粘剂，但也存在以下缺点：使用时要求钻井液的pH值保持较高，不利于井壁稳定；有时容易引起钻井液发泡，因此常需配合使用硬脂酸铝、甘油聚醚等消泡剂；铁铬盐含重金属铬离子，在制备和使用过程中均会造成一定的环境污染，对人体健康也不利。57整理pptuFCLSFCLS处处理的理的废废弃弃钻钻井中含有井中含有铬铬离子，会离子，会对环对环境造成境造成污污染，而使染，而使用无用无铬铬磺化木素磺化木素则则可减少可减少环环境境污污染。染。u无无铬铬磺化木磺化木质质素素是木是木质质素磺酸素磺酸盐经盐经高价金属离子高价金属离子络络合而成的一合而成的一种稀种稀释剂释剂。它的稀。它的稀释释效果与效果与FCLSFCLS近似。所采用的近似。所采用的络络合合剂剂可以是可以是二价或三价的金属离子（二价或三价的金属离子（铬铬离子除外）。离子除外）。无无铬铬磺化木磺化木质质素素 无无铬铬磺化木素的生磺化木素的生产产流程流程图图58整理ppt（三）聚合物降粘（三）聚合物降粘剂除上述分散型降粘剂外，近年来还研制出多种聚合物型降粘剂。聚合物降粘剂主要是低分子量的丙烯酰胺类或丙烯酸类聚合物，主要用于聚合物钻井液。研制和开发聚合物型降粘剂主要出自以下原因：常规的分散型降粘剂只能有效地降低钻井液的动切力（即所谓结构粘度），而不能使塑性粘度降低，因而导致钻井液的动塑比减小，同时还会使钻井液抑制钻屑分散的能力削弱；而聚合物型降粘剂能使动切力、塑性粘度同时降低，与此同时还能增强钻井液抑制地层造浆的能力，从而可为聚合物钻井液真正实现低固相和不分散创造条件。59整理ppt1.聚合物降粘聚合物降粘剂X40系列系列产品品X-A40是低分子量聚丙是低分子量聚丙烯酸酸钠，其，其结构式构式为：X-B40是丙是丙烯酸酸钠与与丙丙烯磺酸磺酸钠的低分子量的低分子量共聚物，其共聚物，其结构式构式为：X-B40的重均分子量的重均分子量为为2340。由于在其分子中引。由于在其分子中引进进了了SO3Na，故，故X-B40的的抗温和抗抗温和抗盐盐、钙钙能力均能力均优优于于X-A40，但其成本比，但其成本比X-A40要高。要高。主要主要产产品品为为X-A40及及X-B40。60整理pptX40系列系列产品的降粘机理品的降粘机理1.主要是由其主要是由其线型型结构、低分子量及构、低分子量及强阴离子基阴离子基团所决定的。所决定的。2.由于其分子量低，可通由于其分子量低，可通过氢键优先吸附在粘土先吸附在粘土颗粒上，从粒上，从而而顶替掉原已吸附在粘土替掉原已吸附在粘土颗粒上的高分子聚合物，从而拆粒上的高分子聚合物，从而拆散了由高聚物与粘土散了由高聚物与粘土颗粒之粒之间形成的形成的“桥接网架接网架结构构”；3.低分子量的降粘低分子量的降粘剂可与高分子主体聚合物可与高分子主体聚合物发生分子生分子间的交的交联作用，阻碍聚合物与粘土之作用，阻碍聚合物与粘土之间网架网架结构的形成，从而达构的形成，从而达到降低粘度和切力的目的。但若其聚合度到降低粘度和切力的目的。但若其聚合度过大，分子量大，分子量过高，反而会使粘度、切力增加。高，反而会使粘度、切力增加。61整理ppt2.聚合物降粘聚合物降粘剂XY271.XY-27是分子量是分子量约为2000的两性离子聚合物稀的两性离子聚合物稀释剂，在其分子，在其分子链中同中同时含有阳离子基含有阳离子基团、阴离子基、阴离子基团和非离子基和非离子基团，属于乙，属于乙烯基基单体多元共聚物。体多元共聚物。2.其主要特点是，既是降粘其主要特点是，既是降粘剂又是又是页岩抑制岩抑制剂。与分散型降粘。与分散型降粘剂相相比，它只需很少的加量（通常比，它只需很少的加量（通常为0.10.3%）就能取得更好的降粘）就能取得更好的降粘效果。效果。3.常与两性离子包被常与两性离子包被剂FA-367及两性离子降及两性离子降滤失失剂JT-888等配合使等配合使用，构成目前国内广泛使用的两性离子聚合物用，构成目前国内广泛使用的两性离子聚合物钻井液体系。井液体系。4.在其它在其它钻井液体系，包括分散井液体系，包括分散钻井液体系中也能有效地降粘。井液体系中也能有效地降粘。5.还兼有一定的降兼有一定的降滤失作用，能同其它失作用，能同其它类型型处理理剂互相兼容。可以互相兼容。可以配合使用磺化配合使用磺化沥青或磺化酚青或磺化酚醛树脂脂类等等处理理剂，改善泥，改善泥饼质量，量，提高封堵效果和抗温能力。提高封堵效果和抗温能力。62整理pptXY27的降粘机理的降粘机理1.由于分子由于分子链中引入了阳离子基中引入了阳离子基团，能与粘土，能与粘土发生离子型吸附，又由生离子型吸附，又由于是于是线性低分子量聚合物，故它比高分子聚合物能更快、更牢固地性低分子量聚合物，故它比高分子聚合物能更快、更牢固地吸附在粘土吸附在粘土颗粒上。而且粒上。而且XY-27 的特有的特有结构使它与高聚物之构使它与高聚物之间的交的交联或或络合机会增加，从而使其比阴离子聚合物降粘合机会增加，从而使其比阴离子聚合物降粘剂有更好的降粘有更好的降粘效果。效果。2.两性离子降粘两性离子降粘剂还具有一定的抑制具有一定的抑制页岩水化的作用，岩水化的作用，这是因是因为分子分子链中的有机阳离子基中的有机阳离子基团吸附于粘土表面之后，可中和粘土表面的一吸附于粘土表面之后，可中和粘土表面的一部分部分负电荷，削弱了粘土的水化作用。尽管其分子量荷，削弱了粘土的水化作用。尽管其分子量较低，仍能低，仍能对粘土粘土颗粒粒进行包被，不减弱体系抑制性。行包被，不减弱体系抑制性。3.试验表明，在含有表明，在含有FA-367的膨的膨润土土浆中，只需加入少量中，只需加入少量XY-27，钻井液的粘度、切力就急井液的粘度、切力就急剧下降，且下降，且滤失量降低，泥失量降低，泥饼变得致密。得致密。63整理ppt3.磺化苯乙磺化苯乙烯马来酸来酸酐共聚物共聚物代号代号为SSMA（Sulfonated Styrene-Maleic Anhydride Copolymer），由苯乙），由苯乙烯、马来酸来酸酐、磺、磺化化试剂、溶、溶剂（甲苯）、引（甲苯）、引发剂和和链转移移剂（硫醇）通（硫醇）通过共聚、磺化和水解后制得。共聚、磺化和水解后制得。分子量分子量为10005000，抗温可达，抗温可达260以上，抗以上，抗盐可达可达饱和和盐水。是一种性能水。是一种性能优良的抗高温稀良的抗高温稀释剂，国外已在，国外已在高温深井中广泛使用。高温深井中广泛使用。但但该产品成本品成本较高。高。SSMA的的结结构式构式64整理ppt降降滤失失剂降降滤失失剂又称又称为滤失控制失控制剂、降失水、降失水剂。在在钻井井过程中，程中，钻井液的井液的滤液侵入地液侵入地层会引起泥会引起泥页岩岩水化膨水化膨胀，严重重时导致井壁不致井壁不稳定和各种井下复定和各种井下复杂情情况，况，钻遇遇产层时还会造成油气会造成油气层损害。加入降失水害。加入降失水剂的目的，就是要通的目的，就是要通过在井壁上形成低渗透率、柔在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密的薄而致密的滤饼，尽可能降低，尽可能降低钻井液的井液的滤失量。失量。降降滤失失剂是是钻井液井液处理理剂的重要的重要剂种，主要分种，主要分为纤维素素类、腐植酸、腐植酸类、丙、丙烯酸酸类、淀粉、淀粉类和和树脂脂类等。等。65整理ppt（一）（一）纤维素素类降降滤失失剂 纤维素是由素是由许多多环式葡萄糖式葡萄糖单元构成的元构成的长链状高分子状高分子化合物，其化合物，其结构式可表示如下：构式可表示如下：式中，式中，n为纤维素的聚合度。由素的聚合度。由纤维素素为原料可以制原料可以制得一系列得一系列钻井液降井液降滤失失剂。目前使用最多的是。目前使用最多的是钠羧甲基甲基纤维素（素（Sodium Carboxymethyl Cellulose），），简称称CMC。66整理ppt钠羧钠羧甲基甲基纤维纤维素素 Na-CMC Na-CMC生生产产工工艺艺流程流程以精制棉、乙醇、以精制棉、乙醇、烧烧碱碱为为原料，原料，经谜经谜化反化反应应制得。制得。钠羧钠羧甲基甲基纤维纤维素（素（Na-CMC）为为白色白色纤维纤维状粉末，溶于水后形成胶状液。状粉末，溶于水后形成胶状液。是国内外广泛使用的一种性能良好的降是国内外广泛使用的一种性能良好的降滤滤失失剂剂，适用于各种，适用于各种类类型的水基型的水基钻钻井液。井液。一般可抗温一般可抗温130150，若加入抗氧，若加入抗氧剂剂可将其抗温能力有所提高。可将其抗温能力有所提高。67整理ppt钠羧钠羧甲基甲基纤维纤维素素 Na-CMC Na-CMC的性能的性能（1 1）聚合度（）聚合度（n n）u天然天然纤维纤维素的聚合度素的聚合度约为约为1000010000左右，降解后有左右，降解后有200-600200-600左右，仍属左右，仍属长链长链高分子高分子化合物。化合物。u聚合度是决定聚合度是决定Na-CMCNa-CMC粘度的主要因素。粘度的主要因素。在定温下，同在定温下，同浓浓度的度的Na-CMCNa-CMC溶液，其粘溶液，其粘度随聚合度的增大而增大。一般把度随聚合度的增大而增大。一般把Na-CMCNa-CMC分分为为高、中、低粘度三种高、中、低粘度三种产产品。品。（2）取代度（）取代度（）u 取代度又称取代度又称醚醚化度，即化度，即纤维纤维素葡萄糖素葡萄糖链节链节上上羟羟基基经醚经醚化后被化后被CH2COONa取代取代的程度。的程度。u 取代度是决定取代度是决定Na-CMC水溶性的主要因素。水溶性的主要因素。取代度与水溶性的关系是：取代度与水溶性的关系是：0.5 易溶于水易溶于水68整理ppt钠羧钠羧甲基甲基纤维纤维素素 Na-CMC Na-CMC的性能的性能（3 3）吸附性能）吸附性能 Na-CMC Na-CMC的分子的分子链链中有大量中有大量羟羟基和基和甙键甙键存在，能与粘粒表面的氧（存在，能与粘粒表面的氧（O O-）和）和羟羟基基（OHOH）发发生生氢键氢键吸附；吸附；而而-CH-CH2 2COONaCOONa使粘粒表面形成溶使粘粒表面形成溶剂剂水水化化膜，起膜，起稳稳定粘粒、降低定粘粒、降低滤滤失量的作用。失量的作用。（4）溶解性能）溶解性能 Na-CMC能很好地溶于水中，其溶解度随温度的升高而增大。能很好地溶于水中，其溶解度随温度的升高而增大。CMC的的碱金属碱金属盐盐都易溶于水，都易溶于水，CMC的的高价金属高价金属盐盐（Al3+、Fe3+等）等）难难溶于水，溶于水，CMC的的碱土金属碱土金属盐盐（Ca2+、Mg2+等）溶解度等）溶解度较较大，因此大，因此Na-CMC的抗的抗盐盐、抗、抗钙钙能力能力强强，适合于配制，适合于配制盐盐水水钻钻井液和井液和钙处钙处理理钻钻井液。井液。（5）热稳热稳定性定性 Na-CMC在在180的温度下会因开始降解以致不能使用。的温度下会因开始降解以致不能使用。这这主要是由于葡萄主要是由于葡萄链链节节上上甙键结甙键结构开始断裂，使构开始断裂，使Na-CMC的聚合度下降，的聚合度下降，丧丧失失热稳热稳定性。定性。69整理pptNa-CMC水溶液粘度的影响因素水溶液粘度的影响因素nNa-CMCNa-CMC水溶液的粘度随水溶液的粘度随聚合度聚合度增加而增大，也随增加而增大，也随加量加量增大而增加。增大而增加。其原因是它其高分子其原因是它其高分子链链因吸水由溶因吸水由溶胀胀到溶解，到溶解，链链由卷曲而伸展，由卷曲而伸展，并吸附大量自由水，因而粘度上升。并吸附大量自由水，因而粘度上升。nNa-CMCNa-CMC的粘度的粘度还还受受温度、溶液温度、溶液pHpH值值、电电解解质质的影响。的影响。Na-CMC的粘度与温度的粘度与温度的关系的关系三个三个Na-CMC样样品在不品在不同同pH值时值时的粘度的粘度电电解解质对质对Na-CMC粘粘度（度（1%）的影响）的影响70整理ppt钠羧钠羧甲基甲基纤维纤维素素Na-CMCNa-CMC的改性的改性 Na-CMC Na-CMC的的热稳热稳定性定性较较差，在深井高温条件下使用受到限制。差，在深井高温条件下使用受到限制。为为了了提高其提高其热稳热稳定性定性,可通可通过过以下途径以下途径进进行改性：行改性：（1 1）提高）提高Na-CMCNa-CMC的聚合度的聚合度 高粘度高粘度Na-CMC的平均聚合度的平均聚合度为为500左右。前左右。前苏联苏联研制的高粘度的研制的高粘度的Na-CMC平平均聚合度达均聚合度达600，曾用于，曾用于7000m的深井中，抗井温的深井中，抗井温160-180。（2 2）加入水溶性硅酸）加入水溶性硅酸盐盐，形成有机硅化合物，形成有机硅化合物 在生在生产产Na-CMC的碱化的碱化阶阶段，可加入少量的段，可加入少量的硅酸硅酸钠钠，生成，生成Na-CMC硅酸硅酸盐盐，可提高可提高热稳热稳定性，定性，见见下表。下表。（3 3）加入抗氧化）加入抗氧化剂剂适合于适合于Na-CMC改性的有：改性的有：结结晶酚、苯二酚、晶酚、苯二酚、邻邻苯二酚苯二酚 酚酚醛树醛树脂、酚木素脂、酚木素树树脂脂 硫化硫化钠钠等等。71整理pptCMC的改性的改性 国内外在提高国内外在提高CMC的抗温、抗的抗温、抗盐能力方面开展了以下研究能力方面开展了以下研究工作：工作：在在CMC的生的生产或使用或使用过程中程中掺入某些抗氧入某些抗氧剂。例如常用的。例如常用的有机抗氧有机抗氧剂有乙醇胺、苯胺、己二胺等，无机抗氧有乙醇胺、苯胺、己二胺等，无机抗氧剂有硫有硫化化钠、亚硫酸硫酸钠、硼砂、水溶性硅酸、硼砂、水溶性硅酸盐和硫磺等。和硫磺等。这些抗些抗氧氧剂复配使用可以将复配使用可以将CMC的抗温性提高的抗温性提高2030。也可在也可在CMC分子中引入某些基分子中引入某些基团。例如，。例如，CMC与丙与丙烯腈反反应引入引入氰乙基后，再加入乙基后，再加入NaHSO3引入磺酸基，所得引入磺酸基，所得产品的抗温、抗品的抗温、抗盐能力有明能力有明显提高。提高。使用甲使用甲醛使使CMC适度交适度交联以提高其抗温性等。以提高其抗温性等。72整理ppt钠羧甲基甲基纤维素（素（CMC）的）的结构特点和性构特点和性质 钠羧甲基甲基纤维素的素的结构式构式为：决定决定CMC性性质和用途的因素主要有两个：一是和用途的因素主要有两个：一是聚合度聚合度n，二，二是是取代度取代度a a。在由纤维素制成钠羧甲基纤维素过程中，CH2COONa（钠羧甲基）通过醚键连接到纤维素的葡萄糖单元。在纤维素分子每一葡萄糖单元上的3个羟基中，羟基上的氢被取代而生成醚的个数称作取代度。聚合度是指组成钠羧甲基纤维素分子的环式葡萄糖的链节数。同一种CMC产品的各个分子链并不是等长的，所以实测的聚合度为平均聚合度。一般棉纤维的平均聚合度约为18002000。在制备过程中纤维素分子发生降解，聚合度要降低310倍，致使一般CMC产品的聚合度在200600范围内，但仍属长链状大分子。73整理pptCMC的三个粘度的三个粘度级别 钠羧甲基甲基纤维素的素的聚合度聚合度是决定其分子量和水溶液粘度的主要因素。是决定其分子量和水溶液粘度的主要因素。不同聚合度的不同聚合度的CMC水溶液的粘度有很大差水溶液的粘度有很大差别。聚合度越高，其水溶液的聚合度越高，其水溶液的粘度越大。粘度越大。工工业上常根据其水溶液粘度大小，将上常根据其水溶液粘度大小，将CMC分分为三个等三个等级：高粘高粘CMC：在：在25时，1水溶液的粘度水溶液的粘度为400500 mPa s。一般用作。一般用作低固相低固相钻井液的井液的悬浮浮剂、封堵、封堵剂及增稠及增稠剂。其取代度。其取代度约为0.60.65，聚，聚合度大于合度大于700。中粘中粘CMC：在：在25时，2水溶液粘度水溶液粘度为50270 mPa s。用于一般。用于一般钻井液，既起降井液，既起降滤失作用，又可提高失作用，又可提高钻井液的粘度。其取代度井液的粘度。其取代度约为0.80.85，聚合度，聚合度为600左右。左右。低粘低粘CMC：在：在25时，2水溶液粘度小于水溶液粘度小于50 mPa s。主要用作加重。主要用作加重钻井液的降井液的降滤失失剂，以免引起粘度，以免引起粘度过大。其取代度大。其取代度约为0.80.9，聚合度，聚合度为500左右。左右。74整理pptCMC的取代度的取代度取代度是决定取代度是决定钠羧甲基甲基纤维素的水溶性、抗素的水溶性、抗盐和抗和抗钙能力的主要因素。能力的主要因素。从原