静电场对高含黏土凝灰岩钻井防塌的影响

摘要

以典型的高黏土化澜沧铅矿凝灰岩为样本,探索静电场在钻井防塌中的作用,进一步明确防塌原理。通过应用平板电场和点电场,在盐溶液、碱性可溶淀粉溶液、碱性可溶淀粉+KCl溶液三种环境中进行了静电场影响对比,并分析了其原理。研究表明:1)仅使用具有一定防塌能力的中低浓度盐溶液时,静电场对凝灰岩的稳定性影响十分有限。凝灰岩双电层对带电水合离子的作用并不能阻止水进入凝灰岩内部。盐溶液的防塌机理是防盐溶性垮塌和离子交换稳定。2)碱性可溶淀粉溶液中,静电场的防塌作用十分明显。静电场可增强对含带电离子的致密膜层的吸附,使得水难以进入凝灰岩内部。在碱性可溶淀粉中加入KCl后,隔水膜中带有更多电荷,静电场的作用效果进一步加强。3)静电场对澜沧铅矿凝灰岩的防塌具有良好的实用价值。由此可推定:在高井塌风险的防塌钻井的成膜隔水应用中,使用含盐防塌剂混合隔水成膜剂时,外加静电场可增强防塌性能。