硫酸钡用于钻井泥浆加重剂,主要基于以下原理、优势及作用:
原理
硫酸钡的密度较高,约为4.5g/cm³。在油井、气井钻探时,地下压力较高,常用的钻井泥浆比重相对较低,难以与地下油、气压力平衡。将硫酸钡加入泥浆中,能增加泥浆单位体积的质量,提高泥浆比重,从而有效平衡地下压力。
优势
• 化学性质稳定:硫酸钡难溶于水、酸、碱或有机溶剂,在复杂的钻井环境中,不会与泥浆中的其他物质发生化学反应,也不易受地层流体的侵蚀,能保持泥浆性能稳定。
• 悬浮性良好:经过特殊加工处理的硫酸钡,在泥浆中能均匀分散并保持悬浮状态,不易沉淀,可长时间发挥加重作用,避免沉砂卡钻等事故。
• 无毒性:硫酸钡无毒性,不会对钻井工作人员的健康造成危害,也不会对环境产生污染,符合环保和安全要求。
作用
• 防止井喷:通过提高泥浆比重,使泥浆柱压力与地层压力达到平衡,防止地层中的油、气、水喷涌出井口。
• 冷却钻头:在钻探过程中,能随泥浆循环带走钻头与地层摩擦产生的热量,降低钻头温度,延长钻头使用寿命。
• 加固井壁:增加泥浆的粘度和附着性,使泥浆更好地附着在井壁上,形成泥饼,支撑和加固井壁,防止井壁坍塌。
• 润滑钻杆:可以减小钻杆与井壁、泥浆之间的摩擦系数,降低钻探过程中的扭矩和阻力,使钻杆旋转和下放更顺畅,提高钻探效率。
• 封闭孔壁:能够填充井壁的微小裂缝和孔隙,阻止泥浆漏失和地层流体侵入,保持井内压力稳定,确保钻探作业顺利进行。