第二章 钻井液（4）

第五节钻井液体系,水基钻井液体系钻井液体系油基钻井液体系气态钻井液体系,第二章钻井液,一、水基钻井液,水基分散型钻井液水基钻井液水基抑制性钻井液水基聚合物钻井液,第五节钻井液体系,第二章钻井液,（1）水基分散型钻井液的组成及特点组成：淡水+粘土+处理剂特点：粘土颗粒能高度分散。粘土分散度改变会导致性能改变。性能容易受电解质污染，稳定性差。维护、处理需要很多水量。成本低。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,（2）选土与配浆选土要求：最少的土量得到最高的粘度。实验观察：不同的土达到相同粘度时，用土量相差很大。,0,土量%,粘度mPa.s,15,优质膨润土,普通粘土,劣质粘土,第五节钻井液体系,第二章钻井液,选择配浆土的指标造浆率。造浆率：每吨干土配出表观粘度为15mPa.s的钻井液的体积量。单位：M3/T测定计算方法：三个样品杯，加入350ml蒸馏水，再加入不同重量的土；搅拌20分钟，陈化24小时，搅拌5分钟；测定600r/min读数，计算表观粘度；在半对数坐标上作图，找出15mPa.s时的膨润土加量；按照公式计算造浆率。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,造浆率（m3/t）=1000/Cc0.4Cc表观粘度为15mPa.s时膨润土的加量，g/l；,C,CC,lg,lg15,0,第五节钻井液体系,第二章钻井液,（3）配浆配制原浆原浆：仅由水+膨润土组成的一种初始钻井液。基浆：原浆+处理剂,第五节钻井液体系,第二章钻井液,钙膨润土特点：Ca+价数高，与晶层吸引力强，水中不易分散；Ca+半径大，水化差，胶粒周围扩散双电层薄，造浆性差。性能上表现为：表观粘度小、造浆率低、静失水量大。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,钠膨润土特点：Na+价数低、吸引力弱；Na+水化能力强，造浆性好。表观粘度大、造浆率高、静失水量小。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,钙土改造为钠土：Ca土+Na2CO3Na土+CaCO3Ca土+NaOHNa土+Ca（OH）2原理：利用离子交换吸附，钙钠置换。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,纯碱加量：58,配制定量、定密度钻井液所需土量式中：浆钻井液密度，g/cm3;土粘土密度，g/cm3;水配浆水密度，g/cm3；V浆欲配钻井液体积。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,配制定量、定密度钻井液所水量V水=V浆-W土/土,例题：用密度为2.4的粘土，欲配密度为1.25钻井液45m3，计算需要多少吨粘土？多少m3水？解：,第五节钻井液体系,第二章钻井液,现场配浆流程图,第五节钻井液体系,第二章钻井液,（4）水基分散型钻井液受污染及其处理污染物定义:凡进入钻井液中使性能变坏的物质.可溶性盐（钙、钠盐、盐水）污染物类型钻屑地层流体(水、气体),第五节钻井液体系,第二章钻井液,1）钙污染（钙侵）及其处理钙来源：石膏层：CaSO4Ca+SO4-2水泥塞：Ca(OH)Ca+2OH-,第五节钻井液体系,第二章钻井液,Vf,Ca+mg/l,失水,失水：Ca+增加，Vf增大，有效粘度、切力：先升后降pH:石膏侵，下降；水泥侵，上升,第五节钻井液体系,第二章钻井液,钙污染机理：电解质压缩双电层，降低，水化膜变薄，改变聚结稳定性。,-,-,-,d1,d2,d3,钙离子增加,第五节钻井液体系,第二章钻井液,钙污染处理处理原则：除钙、护胶、拆结构。除钙：加纯碱。CO3-+Ca+CaCO3护胶：加降失水剂（NaC、CMC）拆结构：加入稀释剂（NaT、FCLS）,第五节钻井液体系,第二章钻井液,A、石膏侵的处理特点：PH降低，失水增大，粘切先升后降。处理：对于薄层石膏层纯碱+烧碱（除钙）（提PH）对于大段石膏层使用高碱比的混合液预处理预先配成钙处理钻井液，抑制石膏溶解。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,B、水泥侵的处理特点：PH增加，失水增大，粘切先升后降。处理：加低碱比的护胶混合液NaC:NaOH:NaT:Na2CO3:H2O5:12:1:2:50清水钻水泥塞，钻完放掉。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,2）盐污染及其处理,Vf,NaCLg/100ml,失水,粘度,3,污染规律NaCL增加：PH降低、Vf增大、先升后3%为分界线3%前，Vf增加小，升高3%后，Vf增加多，降低。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,处理原则：抗盐、护胶、拆结构、换土。抗盐、护胶：加入抗盐能力强的有机护胶剂。如：CMC拆结构：加入抗盐稀释剂。如：FCLS换土：换抗盐土。如：海泡石、凹凸棒石。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,水基分散型钻井液的优缺点优点：泥饼质量好薄、密、韧。固相容量高最适合配制高密度钻井液。抗温能力强200。缺点：固相含量高高分散性强、抑制性差，不适应强造浆地层钻进。油气层保护能力差，钻达油气层必须加以改造。对可溶性盐类敏感。,第五节钻井液体系,第三章钻井液,2、水基抑制性钻井液组成：水+粘土+无机盐+处理剂水+粘土+聚合物作用：能抑制地层中的粘土水化、膨胀和分散。类型：钙处理钻井液盐水钻井液、海水钻井液硅酸盐钻井液钾石灰钻井液甲酸盐聚合物钻井液（环保型）,第五节钻井液体系,第二章钻井液,二、油基钻井液,定义：以油为连续相的钻井液。组成：,第五节钻井液体系,第二章钻井液,油亲油固体（氧化沥青、粘土粉、炭黑、石灰石粉）表面活性物质乳化剂保护剂加重剂,第五节钻井液体系,第二章钻井液,适用于：高温深井复杂地层定向井，水平井可作解卡液，完井液，修井液，取芯液,分类：普通油基泥浆，油包水乳化泥浆低胶质油包水乳化泥浆低毒油包水乳化泥浆,第五节钻井液体系,第二章钻井液,优点：抗高温抗盐钙侵污利于井壁稳定润滑性好对产层损害小缺点：配制成本高，工艺复杂机械钻速较低污染环境,气基钻井液分为两种类型，即以纯气体(包括空气、氮气和天然气)及以水为连续相(或外相),以气体为分散相(内相)的泡沫钻井液，两者都需要特殊设备对应配置钻井。气基钻井的设备除与一般钻井相同处外，还有压风机、空气冷却装置、输气管线和仪表、泡沫发生器、井口挡砂装置、旋流除砂器等。,三、气基钻井液,第五节钻井液体系,第二章钻井液,泡沫钻井液分类：两相泡沫只有气相（非连续相）和液相（连续相）三相泡沫除气、液相外，还含有固相目前广泛应用是两相泡沫，是由空气、液体、发泡剂和稳定剂组成的分散体系。技术特点：严格控制两相泡沫气液比例，对于正确使用泡沫和进行泡沫钻井液施工参数设计与控制至关重要。较高的环空返速，携带岩屑能力很强，为水或油的10倍。液柱压力极低，约1.53.5Pa能够比较安全地对付废水、天然气及地层水。钻出的岩屑十分清晰，便于分析。能够较好地保护产层，减轻损害。,第五节