1.  確定添加量 

-  根據鉆井條件**:添加量主要取決于鉆井液類型、地層特性以及鉆井作業的具體要求。例如,在容易塌陷的地層中鉆井時,為了更好地穩定井壁、控制濾失量,添加的聚陰離子纖維素(PAC)量可能相對較高。一般來說,鉆井液中添加PAC的量通常在0.2%~1.5%(質量分數)之間。

-  實驗確定 : 實際應用前,最好通過室內實驗確定最佳添加量。可以模擬井下溫度、壓力、地層條件,制備不同PAC含量的鉆井液樣品,然后測試這些樣品的流變性能(如粘度、剪切力等)、濾失性能等指標。根據試驗結果,選擇滿足鉆井液性能要求的最小PAC添加量,既能保證鉆井液的性能,又能降低成本。

2. 選擇添加方式 

- 干粉添加 :

- 預水化處理 :如果采用干粉添加方式,最好先對PAC進行預水化處理。因為PAC干粉直接加入鉆井液中,容易形成“魚眼”(分散不充分的干粉顆粒),影響其性能。預水化時,將PAC干粉緩慢加入一定量的水中,同時攪拌,水溫一般控制在40-50℃左右,攪拌時間約1-2小時,直至PAC完全溶解,形成均勻的膠液。

- 緩慢加入鉆井液 :將預水化好的PAC膠液緩慢加入攪拌中的鉆井液體系中。攪拌速度要適中,一般控制在300-500轉/分左右,保證PAC膠在鉆井液中充分分散均勻,避免局部濃度過高影響鉆井液性能。

-  加膠 :

-  配膠濃度 :若以膠體形式加入,先配制適當濃度的PAC膠,PAC通常配制成5%-10%(質量分數)的膠。配制時,在攪拌條件下將PAC緩慢加入水中,繼續攪拌直至完全溶解。溶解過程中可適當加熱,以加速溶解,但溫度不宜過高,避免影響PAC的性能。

-  連續均勻添加 : 將配制好的PAC膠通過專門的加藥裝置連續均勻地加入鉆井液循環系統中,添加速度應根據鉆井液的循環速度和所需PAC的最終濃度確定。一般情況下,要保證PAC在一個周期內能均勻分布在整個鉆井液體系中。

3. 考慮相容性 

- 與其他添加劑的相互作用 :添加PAC時,要考慮其與鉆井液中其他添加劑(如膨潤土、重晶石、降濾失劑、增粘劑等)的相容性。有些添加劑可能與PAC發生化學反應,影響其性能。例如PAC與某些陽離子添加劑發生絮凝反應,導致鉆井液性能變差。因此,在添加PAC前,要了解鉆井液體系中的其他添加劑,并通過實驗驗證其相容性。

- 調整鉆井液配方 :如發現PAC與其他添加劑存在相容性問題,可適當調整鉆井液配方。例如,改變其他添加劑的種類或添加順序,或調整PAC的添加量和添加方式,以保證整個鉆井液體系性能穩定良好。

4.  監測與調整 

-  性能監測 : 添加PAC后,應實時監測鉆井液性能,主要監測指標有黏度、剪切力、濾失量、pH值等,可采用專門的鉆井液性能檢測儀器,如六速旋轉黏度計、高溫高壓濾失計等,根據監測結果,可及時發現鉆井液性能的變化。

-  動態調整 : 若發現鉆井液性能不符合要求,如黏度下降、濾失量增大等,應及時調整PAC添加量或采取其他補救措施,如濾失量增大,可適當增加PAC添加量。