硅酸鉀基本介紹
近年來(lái)，我國(guó)石油鉆探開發(fā)逐漸由淺層向深層、由簡(jiǎn)單地層向復(fù)雜地層發(fā)展。由于深井、超深井的井下溫度和壓力較高，尤其遇復(fù)雜地層時(shí)，井下鉆井液性能變化較大，極易導(dǎo)致一些井下復(fù)雜情況（如坍塌、卡鉆等）的發(fā)生，因而，尋求更有效的抑制地層膨脹和穩(wěn)定井壁的新型鉆井液體系是鉆井液研究的主要發(fā)展方向。強(qiáng)抑制性水基鉆井液有多種類型，如鉀鈣基鉆井液或鉀鈣基-聚合醇水基鉆井液。這類鉆井液具有抑制性強(qiáng)、成本較低和維護(hù)處理方便等優(yōu)點(diǎn)。這類鉆井液的抑制性主要依靠鉀鈣無(wú)機(jī)鹽的作用，即鉀鈣離子的有效濃度是鉆井液抑制性強(qiáng)弱的重要標(biāo)志。但由于使用現(xiàn)場(chǎng)并沒(méi)有檢測(cè)鉀鈣離子濃度的儀器，導(dǎo)致實(shí)際鉆井液中鉀鈣離子含量不足，嚴(yán)重影響了該類鉆井液防塌效能的發(fā)揮。在高密度鉆井液中，這個(gè)問(wèn)題更加突出。國(guó)內(nèi)外研究者針對(duì)化學(xué)穩(wěn)定井壁方面作了大量工作，研制并成功應(yīng)用了甲酸鹽、油基、合成基、硅酸鹽和聚合醇等一系列鉆井液體系。其中，硅酸鹽和聚合醇是作為抑制劑和潤(rùn)滑劑加入鉆井液體系中，并沒(méi)有將它們復(fù)配使用。
本工作將硅酸鉀的化學(xué)效應(yīng)（膠凝沉淀）以及聚合醇的物理效應(yīng)（濁點(diǎn)效應(yīng)）復(fù)合應(yīng)用，建立了一套具有凝膠-濁點(diǎn)效應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)硅酸鉀聚合醇鉆井液體系，該體系對(duì)油田各區(qū)塊鉆井中抑制強(qiáng)水敏性地層（高蒙脫土含量地層）的水化，減少因水化作用產(chǎn)生的地層縮徑，阻止弱水敏性地層（破碎性或硬脆性泥巖）因壓力傳遞、毛管壓力、水化等造成的掉塊、垮塌，控制鉆屑水化產(chǎn)生的鉆井液流變性不穩(wěn)定等問(wèn)題，具有重要意義。

硅酸鉀安全信息：危害碼 (歐洲) Xi風(fēng)險(xiǎn)聲明 (歐洲) 37/38-41安全聲明 (歐洲) 26-39WGK德國(guó) 3海關(guān)編碼 2839900090

硅酸鉀產(chǎn)品分類：
固體、液體兩種。工業(yè)固體硅酸鉀為淺藍(lán)色或微綠色玻璃狀固體。工業(yè)液體硅酸鉀為無(wú)色、略帶色的透明或半透明粘稠狀液體。 硅酸鉀產(chǎn)品主要用于電焊條、洗滌劑、耐火材料、建筑材料的生產(chǎn)，還可用于各種涂料的粘合劑。鉀水玻璃還可以用于防腐方面：鉀水玻璃膠泥、鉀水玻璃砂漿鋪砌的塊材面層可用于地面、地坑、地溝設(shè)備基礎(chǔ)的面層和池、槽的襯里。另外，鉀水玻璃還是特種化肥和防火制造硅化物的基本材料。

實(shí)驗(yàn)部分
1、儀器
鉆井液用密度計(jì)、NGJ-2型數(shù)顯無(wú)級(jí)變速高速攪拌機(jī)；D96型電動(dòng)攪拌機(jī)、-12A型四軸高速攪拌器、MLN-3型馬氏漏斗黏度計(jì)、ZNN-D6型六速旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)、SD型多聯(lián)中壓失水儀、XGRL-2型數(shù)顯式滾子加熱爐、NZ-3A型泥餅?zāi)ψ柘禂?shù)測(cè)定儀；GZX-DH-30×35型電熱恒溫干燥箱； DFC-0805型高溫高壓失水儀。
2、鉆井液體系的配制方法
在1L蒸餾水中加入40g鈉膨潤(rùn)土，低速攪拌60min后，再高速攪拌30min，在室溫下養(yǎng)護(hù)24h即得到4%（w）的淡水鈉膨潤(rùn)土漿（即土基漿）；按配方稱量硅酸鉀（FP-V）、增黏劑（HV-CMC）、降濾失劑（JT888）、聚合醇（JLX-B-S）和KCl等試劑，依次將上述試劑緩慢加入土基漿中，高速攪拌5 min后，刮下粘附在容器壁上的試劑，繼續(xù)攪拌15min；待上述試劑溶解后，再緩慢滴加40%（w）的NaOH溶液，控制pH為11.5，即得到硅酸鉀聚合醇鉆井液體系。該體系為淡流體，密度為1.03kg/cm左右（根據(jù)需要可調(diào)），室溫密閉養(yǎng)護(hù)24 h后無(wú)分層與沉淀現(xiàn)象。
3、配方的建立
根據(jù)鉆井液體系建立原則，通過(guò)對(duì)處理劑優(yōu)選優(yōu)配以及對(duì)鉆井液體系配方優(yōu)化的機(jī)理和實(shí)驗(yàn)研究，確立硅酸鉀聚合醇鉆井液體系的配方（w）為：4%土基漿+4%FP-V+ 0.4%HV-CMC+0.4%JT888+3%JLX-B-S+1%KCl+適量NaOH。