钻井液监督现场实用手册.doc

2008版钻井监督手册摘录钻井液监督现场实用手册目录第一篇 现场监督管理14第三章 钻井监督工作细则14（前略）第二节 钻井工程质量控制点14（前略）五、钻井（钻井液） 监督质量监督控制点清单14（前略）2、钻井液工程质量监督控制点（3点）14第三节 施工阶段中的现场监督14一、通用监督程序14（前略）10、熟悉了解钻井设计，掌握设计 （4项）内容。14第五章 钻井液现场监督16第一节钻井液监督岗位职责16（前略）二、钻井液监督岗位责任制16三、钻井液监督岗位质量负责制17四、钻井液监督工作职责17第二节 钻井液监督工作运行程序19一、钻井液监督巡回路线流程19二、钻井液监督质量控制点20三、钻井液监督岗位工作细则 （钻前、钻井、完井三阶段）221、开钻前准备222、钻井作业阶段223完钻期间的工作24第五节、现场钻井液测量仪器及装备24一、现场钻井液测试仪器配套标准24二、现场钻井液测试试剂及溶液配套标准26第八章 钻井液相关专业知识28概述28第一节 钻井液测试仪器及测试方法28一、钻井液密度29二、钻井液的粘度和切力301、粘度的定义30（前略）3、钻井液切力33三、钻井液的滤失量和泥饼33四、钻井液的含砂量35五、钻井液pH值的测定35第二节、钻井液材料及添加剂36一、粘土类36二、加重材料类（5种）371、重晶石（BARTIE）372、活性重晶石373、赤铁矿粉（HEMATITE）374、活性赤铁矿粉（HEMATITE-AC）385、石灰石粉38三、降滤失剂类（4类13种）381、低粘度和中粘度羟甲基纤维素 （LV-CMC,MV-CMC）382、改性淀粉（Starch-M）（3种）383、磺化类（3种）394、合成类（6种）40四、降粘剂类（8种）421、铁铬木质素磺酸盐（FCLS）422、磺甲基单宁（SMT）423、磺甲基栲胶（SMK）434、无铬木质素磺酸盐（Crfree-95）435、硅降粘剂（SI-Th）436、XY-27437、TX448、CAT-T44五、增粘剂/包被剂类（12种）441、部分水解聚丙烯酰胺（PHPA）442、聚丙烯酰胺钾盐（KPAM）443、PAC-141454、FA-367455、高粘度羧甲基纤维素（HV-CMC）456、聚阴离子纤维素（PAC）467、羟乙基纤维素（HEC）468、黄原胶（XV polymer）469、羧甲基羟乙基纤维素（CMHEC）4710、瓜胶（Guar Gum）4711、羟丙基瓜胶（HP-Guar Gum）4812、SP-II48六、润滑剂类（8种）481、Lub-1482、Lub-2483、Lub-3494、Lub-JY495、Lub-PB496、Lub-GB497、聚合醇类（Polyglycol and Polyalcohols）498、石墨粉（Lub-G）50七、页岩抑制剂类（6种）501、磺化沥青（Asphalt-S）502、氧化沥青（Asphalt-O）513、硅稳定剂（Si-Inh）514、KPAM515、CSW-1516、腐殖酸钾KHm51八、胶凝剂（或称流型调节剂）（2种）511、正电胶（MMH）512、黄原胶（XC Polymer）52九、缓蚀剂类52十、乳化剂类（4种）521、Emul-1532、Emul-2533、Emul-3534、烷基苯磺酸钠（ABS）53十一、消泡剂类（3种）531、Defoam-1542、Defoam-2543、Defoam-354十二、杀菌剂类（2种）541、Bcide-1552、Bcide-255十三、絮凝剂类55十四、发泡剂类（Foam2种）551、Foam-1552、Foam-256十五、堵漏剂类（9种）561、核桃壳562、云母片563、锯末564、石棉565、玻璃纸片576、U-Seal577、Seal-YT578、Resin-YR579、石灰石粉57十六、解卡剂类58PipeFree-158十七、缓蚀剂类（5种）581、碱式碳酸锌（Zn（OH）2.ZnCO3）582、亚硫酸钠Na2SO3）583、氧化锌（ZnO）594、SCAV-1595、有机胺类59十八、清洁剂59十九、油基钻井液添加剂（5种）591、OB-Emul-Pr592、OB-Emul-Se603、OB-FL604、Gel-OB605、Asphalt-OB60二十、无机添加剂（14种）601、NaCl602、KCl603、NaOH604、KOH615、Na2CO3616、NaHCO3617、CaCl2618、CaSO4619、NaBr6210、水玻璃（Na2SiO3）6211、CaBr26212、甲酸钠（HCOONa）6213、甲酸钾（HCOOK）6214、NTA62第三节 钻井液体系63一 、不分散聚合物体系641、不分散聚合物体系具有以下特点（5个优势）642、配方653、技术关键664、推荐性能675、使用条件67二、 分散型聚合物-磺化体系681、体系特点682、配方683、技术关键694、推荐性能705、使用条件71三、 钾基（抑制性）钻井液体系711、体系特点712、配方713、技术关键724、推荐性能735、使用条件73四、饱和盐水钻井液体系741、盐水钻井液的种类（3种）742、饱和盐水钻井液的类型、特点和应用范围773、高密度饱和盐水钻井液体系 的设计和主要技术指标784、体系特点835、配方846、技术关键857、推荐性能858、使用条件869、配制高密度饱和盐水钻井液的一般方法8610、高密度饱和盐水钻井液的现场维护技术89五、正电胶钻井液体系951、体系特点952、配方963、技术关键964、推荐性能。975、使用条件97六、油基钻井液体系981、油基钻井液设计的基本原则982、体系特点1013、配方1014、技术关键1025、使用条件1026、油包水乳化钻井液的应用范围1037、油基钻井液的配制方法1038、油基钻井液的现场维护108七、“三低”正电胶钻井液体系1091、体系特点（10个特性）1092、配方1103、技术关键1104、推荐性能1115、使用环境111第四节 油气层保护技术111一、保护油气层的钻井完井液要求1121、钻井液应具有不同的密度系列及密度可调1122、尽量降低钻井液固相对油气层的损害1123、钻井液与油气层岩石必须配伍1134、钻井液滤液与油气层流体必须配伍1135、钻井液的常规性能应有利于保护油气层113二、成熟的保护油气层钻井完井液类型1141、水基钻井完井液体系（8大类11种）1142、油基钻井完井液体系（5种）1233、气体型钻井完井流体（4种）1274、国内外新近发展的 保护油气层钻井完井液（5种）131第五节 固控设备140一、振动筛1401、结构及工作原理1402、技术性能1403、振动筛使用注意事项141二、旋流分离器1421、旋流分离器的结构和工作原理1422、旋流分离器的分类和技术性能1433、旋流分离使用注意事项144三、离心分离机1451、结构和工作原理1452、离心分离机的技术性能和使用146四、主要固控设备技术规范147第九章 固井相关专业知识153第三节 水泥浆体系153（前略）二、特种水泥浆体系153（前略）5、钻井液转化为水泥浆技术1532008版钻井监督手册摘录钻井液监督现场实用手则第一篇 现场监督管理第三章 钻井监督工作细则（前略）第二节 钻井工程质量控制点（前略）五、钻井（钻井液）监督质量监督控制点清单（前略）2、钻井液工程质量监督控制点（3点）1）、钻井液转型及大型处理过程，提前24小时通知钻井液监督。2）、压井、井漏等复杂情况处理及材料消耗情况，提前24小时通知钻井液监督。3）、二开以后测井、下套管前钻井液处理过程，提前10小时通知钻井液监督。第三节 施工阶段中的现场监督一、通用监督程序（前略）10、熟悉了解钻井设计，掌握设计（4项）内容。1)监督上井前应认真阅读钻井设计，熟悉掌握如下设计内容：区域地质构造概况、邻井钻探成果、目的层、完钻层位和原则、设计地质分层、录井要求、钻井取心、地层压力预告、井身结构、质量要求、油气层保护要求、钻井液性能要求、钻井液处理剂及加重材料使用要求、固井和井控设计等。2)了解该地区已钻井的钻井概况，对可能遇到的复杂地层和复杂情况要有预见性措施与对策。3)充分掌握钻井设计的各条审批意见，并在监督过程中严格执行。4)对于设计未能预料的地质、钻井新情况，提出修改补充意见，在征得有关部门同意后实施。第五章 钻井液现场监督第一节钻井液监督岗位职责（前略）二、钻井液监督岗位责任制1、负责钻井施工全过程的钻井液质量监督。监督施工单位严格按照合同要求配备齐全各级固控设备、检测仪器和人员。2、监督施工单位严格执行钻井液设计和行业标准，按照钻井液设计中各井段钻井液体系、性能参数进行施工。对达不到设计要求的性能指标签署整改备忘录或按有关规定下达处罚通知单。3、监督按设计要求对钻井液进行维护和处理，并对其使用钻井液处理剂的质量和效果提出评价、指导意见。4、监督钻井液性能检测是否及时、齐全、准确、真实，对存在问题的井提出整改或处罚意见。5、对设计为盐水或饱和盐水钻井液的井，在设计层段前50100m监督施工单位及时转换钻井液体系，使CL-达标后方可钻穿盐层。并用相应的盐水维护直至完井，监测盐含量应达到设计要求。6、监督油气层保护措施落实情况。目的层钻进的密度、中压滤失量、高温高压滤失量、低密度固含等重要性能参数符合设计要求。7、遇井下突然出水、油气侵、严重坍塌、井下缩径等情况，根据情况采取措施，并及时向甲方管理部门汇报。8、监督完钻后采取必要的钻井液处理措施保证井下畅通，为电测、固井等完井作业顺利打好基础。9、对于日费井的钻井液监督对所用钻井液材料要及时向钻井监督报计划，每天向钻井监督上报钻井液性能，完井后上报技术总结。三、钻井液监督岗位质量负责制1、监督钻井液体系要符合设计要求，符合率98%。设计为盐水或饱和盐水钻井液体系井的CL-含量达标率95%。2、钻井液质量合格率98%，优良率80%。3、钻井液密度不合理超设计（0.05g/cm3）为零。低密度固相含量不合格率10%。目的层钻井液滤失量达标率80%。4、所监督井与钻井液有关的井下复杂问题和事故大幅度减少。5、对钻井液体系、性能等达不到设计要求，下达的整改备忘录准确无误。6、钻井液监督日志等资料记录全面真实、准确规范，符合监督部门资料填写要求。四、钻井液监督工作职责1、负责钻井施工全过程的钻井液质量监督。2、对严重违反钻井液设计和行业标准、措施的施工单位有权下整改备忘录、停钻整改指令直至下扣款通知单，并对整改结果进行验收。3、监督施工单位严格按照钻井合同配备齐全各级固控设备和钻井液检测仪器。4、监督施工单位在施工过程中严格按照钻井液设计中各井段钻井液体系、性能参数进行施工，对达不到设计要求的性能指标限期整改。5、监督施工单位按设计对钻井液进行维护和处理，并对其使用钻井液处理剂的质量和效果提出评价、指导意见。6、监督施工单位的钻井液性能检测是否及时、齐全、准确、真实，对存在问题的井提出整改或处罚意见。第二节 钻井液监督工作运行程序一、钻井液监督巡回路线流程二、钻井液监督质量控制点表51钻井液监督质量控制点施工阶段重点工序工 作 要 求开钻前的准备钻井液设计无钻井液设计不能开钻，否则下整改备忘录。钻井液检测仪器施工单位严格按照钻井合同配备齐全钻井液检测仪器，经检查使用良好。不能正常使用的仪器必须及时维修或更换。各级固控设备施工单位严格按照钻井合同配备齐全震动筛、除砂器、离心机等固控设备，在钻进过程中能够使用良好。固控设备达不到质量控制要求的禁止钻进。钻井过程的钻井液控制钻井液体系钻井液体系必须符合设计要求。特殊情况需要更换钻井液体系的必须要有投资方的同意并使用高于原设计标准的钻井液体系钻进。钻井液性能控制监督施工单位严格按照各井段钻井液设计性能参数，对钻井液性能进行合理控制，及时对达不到设计要求的性能指标限期整改。钻井液性能检测监督施工单位的钻井液性能检测是否及时、齐全、准确、真实，对存在问题的井提出整改或处罚意见，并签发整改备忘录或监督处罚通知单。盐含量控制监督施工单位对设计为盐水或饱和盐水的井，在设计层段前50100m及时转换钻井液体系，使CL-达标后方可钻穿盐层，并用相应的盐水配制胶液维护钻井液，直至完井监测盐含量应达到设计要求值。达不到要求的立即整改，防止盐层溶解导致大井径而产生一系列井下复杂或事故。油气层保护措施落实情况目的层钻进钻井液密度、中压滤失量、高温高压滤失量、低密度固含等重要性能参数必须达到油气层保护标准。对油气层保护有特殊措施要求的井，必须监督落实。钻井液密度控制正常情况下禁止任何形式的超密度钻进。由于井下出水、严重油气侵、坍塌严重、井下缩径等原因需要超密度施工，监督要根据实际情况采取措施，事后要给投资方汇报。完井作业控制完井电测监控监督要求和建议施工单位在完钻前后采取必要的技术措施保证井眼畅通，为电测、下套管、固井等完井作业打好基础。处理剂使用评价意见根据需要对所监督井使用的钻井液处理剂质量和效果提出评价、指导意见。备注：1、此表如实填写完井后随同监督日志一起上交。2、此表应重点填写在监督过程中发现的问题，汇报和处理情况。三、钻井液监督岗位工作细则（钻前、钻井、完井三阶段）1、开钻前准备1)掌握钻井液设计，熟悉本区域邻井钻井液使用情况，了解地质、工程设计和钻探目的，明确钻井液监督工作职责。2)检查钻井液地面流程、固控设备、钻井液检测仪器和钻井液材料是否达到要求。3)了解熟悉施工井队钻井液人员情况。4)日费井钻井液监督提前组织钻井液材料上井。2、钻井作业阶段1)监督钻井液性能的检测。正常钻进时每12小时检测一次全套常规性能，深井、复杂井、特殊井和异常显示按规定加测检验项目。2)下达书面或口头指令，检查井队钻井液材料的质量和钻井液性能维护处理。如发生重大钻井液问题时及时请示汇报，确保钻井液材料质量和性能符合设计要求。3)检查固控设备运转和维护保养情况，监督钻井液检测仪器配备、使用和保养情况。4)监督钻井队填写好钻井液原始记录、钻井液处理剂消耗记录等有关资料。5)监督井队在中完之前把钻井液调整到最佳状态。6)控制合理的钻井液密度，防止因钻井液密度低造成油、气、水侵，恶化钻井液性能；防止因钻井液密度高造成井漏。7)监督井队根据设计要求及时完成钻井液体系的转换、配制或维护处理，确保岩心渗透率恢复值达到规定的要求。8)监督井队采用合理的钻井液密度，实现近平衡钻井。.监督钻井液性能的防塌、防卡、防漏、抗温性能的有效性。9)监督对不允许混油或添加沥青类产品的井，在未经批准的情况下不允许入井。10)若遇钻进时明显变化或油气显示等其它异常，监督井队对钻井液性能加密监测。11)日费井监督每班下达钻井液作业指令。3完钻期间的工作1)监督井队完钻前充分循环钻井液、清洁井眼、调整钻井液性能、加强封闭措施等，确保完井电测畅通、完井作业顺利。2)检查井队按标准要求收集整理各项钻井液原始资料和完井总结。3)按监督管理部门要求收集整理钻井液监督日志、监督总结报告等资料并按时上交。4)日费井监督的监督总结报告包括钻井液的费用第五节、现场钻井液测量仪器及装备一、现场钻井液测试仪器配套标准表5-2 现场钻井液测试仪器配套标准表编号仪器名称规 格配备数量1钻井液密度计范围1.00-2.50，灵敏度0.01g/cm312钻井液密度计范围1.00-2.00，灵敏度0.01g/cm313马氏漏斗粘度计24含砂量测定仪45六速旋转粘度计16API失水仪17固相含量测试仪18高温高压失水仪19泥饼摩阻系数测定仪110天平灵敏度0.1g111电炉(8002000)W112pH试纸(精密)13温度计量程(0105)，分度值1214滤纸瓦特曼50型或相当产品15秒表灵敏度0.1s216量筒10ml217量筒25ml218量筒50ml219钢板尺分度值1mm120注射器2ml221电子计算器122电动搅拌器123离心机测钾离子配124洗瓶500ml125移液管1ml126移液管2ml5 27移液管5ml328移液管10ml2 29锥形瓶50ml230锥形瓶(100250)ml531各种手工工具1套32高压气瓶133单轴高速搅拌器134广口瓶500ml1035烧杯(带刻度)250ml436烧杯(带刻度)500ml437塘瓷杯1000ml338塘瓷杯(15002500)ml3注：4500m，6000m，7000m，9000m钻井或更深的钻机及特殊井的仪器配套标准。二、现场钻井液测试试剂及溶液配套标准 表5-3 现场钻井液测试试剂及溶液配套标准表编号试剂及溶液名称标准和浓度1蒸馏水化学纯2活性炭分析纯3氢氧化钠分析纯4氯化钠分析纯5氯化钾分析纯6盐酸分析纯7甲醛分析纯8双氧水39硫酸0.02N，2.5mol10硝酸银标准溶液1moll，0.1mol/l11EDTA标准溶液0.03moll12四苯硼酸钠标准溶液0.03moll13氨-氯化铵缓冲溶液0.03moll14铬黑T指示液15酚酞指示液DH=1016甲基橙指示液5gl17铬酸钾指示液1gl18钙指示剂5gl 第八章 钻井液相关专业知识概述钻井液是由粘土、水（油），以及各种化学处理剂组成的一种溶胶悬浮体的混合物。钻井液技术是钻井系统工程中的一个重要组成部分，人们常说的：“钻井液是钻井的血液”，形象地说明了其在钻井作业中的重要地位。尤其是随着石油勘探开发的逐步深入，钻遇的地层日益复杂，对钻井液提出了更高的要求。钻井液在钻井工程中的主要作用有：1、清洗井底，携带岩屑，保证井底清洁；2、平衡地层中的流体(油、气、水）压力，防止井喷、井漏等井下复杂情况，保护油气层；3、平衡岩石侧压力，并在井壁形成泥饼，保持井壁稳定，防止地层坍塌；4、发挥水力效能，传递动力，冲击井底，帮助钻头破碎井底岩石，提高钻井速度；5、悬浮岩屑和加重剂，降低岩屑沉降速度，避免沉砂卡钻，另外还可以承受钻具和套管的部分重力；6、润滑并冷却钻头、钻具；7、利用钻井液，准确获取井下资料。第一节 钻井液测试仪器及测试方法在钻井现场中，常用的钻井液测试仪器有密度计，马氏漏斗粘度计，六速旋转粘度计，切力计，PH试纸，固相含量测定仪等仪器。一、钻井液密度在单位容积内的物质质量称为该物质的密度，以克每立方厘米（g/cm3）或千克每立方米（kg/m3）表示。如果该容积内的物质为钻井液，则为钻井液的密度，单位也是克每立方厘米（g/cm3）或千克每立方米（kg/m3）。（前略）5）提高钻井液密度的常用方法(1) 利用惰性固体。当钻井液中固体含量相同时，所加的固体密度越高，则该钻井液密度也越高；对于同一固体，钻井液密度随固体含量的增加而增加；在一般隋况下，若固体体积含量大于35，则钻井液急剧变稠。常用的惰性固体有青石粉（碳酸钙粉）、重晶石粉（硫酸钡粉）、铁矿粉。(2) 利用可溶性盐类的溶液。在一定温度下，不同的盐溶液的饱和度不一样（见表8-1）。表8-1几种盐的饱和溶液的密度可溶性盐NaClCaCl2NaNO3ZnCl2溶液密度1.201.401.372.043、降低钻井液密度常用以下方法(1)机械除砂；(2)加清水；(3)在液体中充入一定量的气体；(4)利用化学处理剂。如加入一定絮凝剂，使钻井液中粘土颗粒聚沉，以降低其密度。二、钻井液的粘度和切力根据对多种液体流动性质的研究，将实际的液体分为牛顿液体和非牛顿液体，非牛顿液体一般又可分为三种类型，即塑性液体、准塑性液体和膨胀液体。1、粘度的定义粘度是液体内部阻碍其相对流动的一种特性，它是液体中液体分子之间、固体颗粒之间及液体分子与固体颗粒之间等内摩擦的结果。不同类型的液体有不同的粘度。甘油和水等牛顿液体是无结构的液体，它遵守牛顿定律，这种液体的粘度称为动力粘度，动(也叫做绝对粘度或牛顿粘度)。动力粘度动在数值上等于dv/dx=1时对液体所加的切应力。由上图可以看出，对于一定的液体，在一定温度下，动力粘度为一定值。钻井液是具有结构的塑性液体，它的内摩擦现象是相当复杂的。由上图可知，钻井液从静止到流动，其粘度是变化的，直线段粘度才为一常数。它们的流变曲线的区别可参看图8-2。一般钻井液的内摩擦规律为：塑性流型的直线段的粘度，即上式中的，塑称为塑性粘度(或称为结构粘度)。此外，为了量测的方便，还采用一种粘度的表示方法，是仿照牛顿液体那样写成：式中称为有效粘度(也叫做表观粘度或视粘度)。钻井液的塑性粘度只取决于钻井液本身的性质，而有效粘度不仅取决于钻井液本身的性质，还与粘度计的型式、尺寸及量测步骤有关。对于一定的钻井液，在一定温度下，其塑性粘度塑在层流范围为一定值，而有效粘度，即使用同一仪器测定，也是随剪切速率的变化而变化的。粘度单位通常采用帕秒（PaS）或毫帕秒（mPaS）。如果液体层层与层之间沿流线的法线方向lcm距离上的流速变化为lcms，而1cm2的液体面积上的切力为1达因，则此时的粘度为l帕秒。l泊的百分之一称为1mPa.s。钻井过程中，若钻井液粘度太高，则会造成流动性差，泵压高，排量低，影响钻速。其次，除气困难，钻头易泥包，起下钻时易发生抽吸或压力激动，以至引起漏、喷、塌等复杂情况。在打深井时，往往使钻井液泵的排量变小，若钻井液粘度太低，则携带岩屑就很困难。在易漏地层，若钻井液粘度太低，不利于防漏。因此钻井液粘度的高低要看具体情况而定。通常在保证携带岩屑的前提下，钻井液粘度应尽量低。增加固体含量及固相分散度，加入增稠剂，则可提高钻井液粘度。增加自由水，减少固相含量，加入稀释剂，则可降低钻井液粘度。（前略）3、钻井液切力钻井液中的粘土颗粒由于形状不规则，表面带电性质和亲水性不均匀，常形成网状结构。破坏钻井液中单位面积上网状结构所需的力，称为钻井液极限静切力，也简称为钻井液切力。对钻井液进行搅拌时，网状结构逐渐破坏，钻井液变得容易流动，搅拌过的钻井液随静止时间的增长，网状结构逐渐恢复，表现出钻井液变稠，钻井液的这种性能，称为钻井液的触变性。其大小用初切(一般是一分钟的极限静切力)和终切(一般是十分钟的极限静切力)来表示。钻井液切力常用符号表示，其单位常采用帕（Pa）。钻井过程中，钻井液切力应适当。若钻井液切力太大，则流动阻力大，起动泵压高，易蹩漏地层；砂子不易沉淀，影响净化，密度上升快；除气困难，气侵严重时，会使钻井液比重降低，导至井喷；耗费动力，磨损机械，影响进尺。若钻井液切力太小，则携带和悬浮岩屑效果不好，停泵时易下沉造成沉岩卡钻。略。三、钻井液的滤失量和泥饼钻井液在井内受压差的作用，部分水渗入地层(如果地层水离子浓度大于井内钻井液离子浓度，钻井液中的水也会渗入地层)，这种现象叫钻井液的失水(或滤失)，滤失的多少叫钻井液的失水量(或滤失量)。API标准规定：在0.7MPa下，30min内，透过直径为75mm的过滤面积的水量，以FL表示，单位为ml。在钻井液失水的同时，井壁岩石表面形成一层固体颗粒的胶结物叫泥饼。其形成过程见图8-8。先是由较大的颗粒将大孔堵塞一部分，然后次大的颗粒堵塞大颗粒之间的孔隙，循此继进，越堵越小。阻挡孔道的颗粒越细(但其大小不应一样)，泥饼越致密；颗粒大小分布合适，滤失阻力大，形成泥饼快，失水小。此过程称为钻井液的造壁过程。泥饼厚薄以毫米表示。钻井液失水量小，泥饼薄而致密，有利于巩固井壁和保护油层。若失水量太大，在砂岩地层易形成厚泥饼，在泥页岩地层易造成地层膨胀，产生缩径及井塌等情况，进而引起起下钻遇阻、遇卡影响安全钻进。失水量太大，易损害油层。略。四、钻井液的含砂量钻井液含砂量是指钻井液中不能通过0.074mm的筛孔，即直径大于0.074mm的砂子所占钻井液体积的百分数。钻井液含砂量高，易磨损钻具(特别是涡轮钻具)，损坏钻井液泵的缸套和活塞；易造成沉砂卡钻；增大钻井液密度，影响泥饼质量；降低机械钻速。五、钻井液pH值的测定钻井液pH值的大小表示了钻井液酸碱性的强弱。pH7，钻井液为碱性，pH值越大，碱性越强。钻井液的pH值常用以下方法测定：（符号及单位以pH表示，无量纲）1、比色法2、电位法电位法测定pH值的最基本原理是：电极插入溶液后，电极面即形成双电层，于是产生电极电位。电极在不同pH值溶液中能产生不同的电极电位。第二节、钻井液材料及添加剂钻井液所使用的材料包括原材料及处理剂。原材料是指那些用做配浆而用量较大的基础材料，例如膨润土、水、油和加重剂等。处理剂指的是那些为改善和稳定钻井液性能而加入钻井液中的化学添加剂。钻井液材料按照不同对象的适用性有两大分类方法。第一种是按照材料的用途或功能进行分类。第二种是以材料的化学成分为依据进行分类，其特点是比较容易了解其主要成分，便于了解其化学特性、便于研制及改造，但是容易泄露材料的组分而被仿制，因此一般不公开使用。在此我们主要介绍第一种分类方法。我国依据国情于1986年经钻井液标准化委员会研究决定，把钻井液材料分为十六大类。以下按二十类介绍：一、粘土类主要用来配置原浆，有增加切力和降低滤失量的作用；常用的有膨润土、抗盐土及有机土等。钠膨润土主要用来配置水基钻井液和提高其粘度和切力；抗盐土主要用在含盐量较高的流体中提高其造浆率和流变稳定性；有机土则用于配制油基钻井液。二、加重材料类（5种）主要用来提高钻井液的密度，以控制地层压力、防塌、防喷等作用；常用的有重晶石、活化重晶石、赤铁矿、钛铁矿等。1、重晶石（BARTIE）重晶石是一种加重材料，是粉碎得很细的硫酸钡（BaSO4）粉，密度应高于4.2g/cm3,符合API 13A标准，用以提高水基钻井液的密度，最高可达到2.5g/cm3。其密度应高于4.20g/cm3。2、活性重晶石活性重晶石是通过对普通重晶石粉颗粒表面进行化学改性而成的一种性能更好的重晶石，使用活性重晶石加重，可以使钻井液体系获得更好的流变性能、热稳定性和重力稳定性，活性重晶石一般用于特高密度钻井液的加重，最高密度可以达到3.1 g/cm3。3、赤铁矿粉（HEMATITE）赤铁矿粉是粉碎得很细的赤铁矿（Fe2O3）粉。它是一种加重材料，化学惰性，用来提高钻井液密度，最高至3.10g/cm3。4、活性赤铁矿粉（HEMATITE-AC）它是一种性能更优良的赤铁矿粉，通过对普遍赤铁矿粉颗粒表面进行化学改性而成。用活性赤矿粉加重，钻井液体系可获得更好的流动性、流变参数、热稳定性和重力稳定性，密度长时间稳定。活性赤铁矿粉用于特高密度的钻井液加重，最高可达3.10g/cm3。5、石灰石粉 石灰石粉是钻井液、完井液和修井液可酸溶的加重材料。它的商业产品基本上是白色的，因杂质不同而略带微红的微黄色。用于钻井液加重，最高可达1.7g/cm3。它的另一个重要用途是用做桥堵剂，用于防止油气层损害，这时其颗粒尺寸应由产层孔隙尺寸的分布确定。三、降滤失剂类（4类13种）主要用来降低钻井液的滤失量；常用的有CMC类、聚丙烯酸盐类、淀粉类及其改性产品、磺化类及合成类产品等。1、低粘度和中粘度羟甲基纤维素（LV-CMC,MV-CMC）（LV-CMC,MV-CMC）是一种白色棉花毛绒物，可完全溶于水。根据降滤失作用的程度选用LV-CMC，MV-CMC。其通常加量为0.2%0.5%。2、改性淀粉（Starch-M）（3种）它是一种淀粉衍生物。商业产品为白色或淡黄色粉末，用于淡水、盐水（咸水）或饱和盐水钻井液体系的降滤失剂。其抗温性能为(110120)。通常其加量为1.0%2.0%。1)预胶化淀粉（Starch-PG）预胶化淀粉产品为白色至淡黄色粉末。通常其加量为1.0%2.0%。2)羧甲基淀粉（Starch-CM）羧甲基淀粉为白色至淡黄色粉末，它可有效地控制淡水和盐水钻井液滤失量，与此同时还有明显的提粘效应。通常加量为0.3%0.5%3)羟丙基淀粉（Starch-HP）羧丙基淀粉为白色至淡黄色粉末，它可有效地控制淡水和盐水钻井液滤失量，与此同时还有明显的提粘效应。通常加量为0.3%0.5%。3、磺化类（3种）1)磺甲基酚醛树脂（SMP）磺甲基酚醛树脂为棕色自由流动粉末，它是一种有效的高温抗污染降滤失剂。加入一定数量级的SMP可在淡水和盐水钻井液中得到满意的API 和HTHP滤失量。产品分为两种类型，SMP-1用于淡水和低浓度盐水体系，SMP-2用于高浓度盐水体系。其抗温能力为180，通常加量为2.0%3.0%。2)磺化酚醛树脂磺化褐煤（SPNH）磺化酚醛树脂磺化褐煤是磺化酚醛树脂和磺化褐煤的共聚物，为黄色至棕色的粉末。它是一种抗高温的降滤失剂，配成溶液后不仅可以有效地降滤失并形成高质量的泥饼，而且在高温下也能在长时间和钻很长的进尺后使钻井液性能保持稳定。SPNH与KPAM，SMT，SMC和SMP配合使用形成磺酸盐钻井液体系可以用于钻超过4000m的深井，还用于配制盐水和饱和盐水钻井液。SPNH的抗温能力为180。SPNH在在淡水钻井液中加量为1.0%2.0%，在盐水钻井液加量为2.0%3.0%3)磺甲基褐煤（SMC）磺甲基褐煤为褐色至黑色自由流动粉末，它既是一种降滤失剂，又具有降粘效应。其抗温能力为150。SMC与SPNH和SMP-1（或SMP-2）配合使用形成磺酸盐钻井液，用于深井和超深井钻井。它可用于淡水钻井液，还可用于盐水、最高至饱和盐水钻井液。通常加量为2.0%3.0%。4、合成类（6种）1)聚丙烯腈盐（NH4-HPAN和Na-HPAN）它由聚丙烯腈纤维在高温下（180）水解或碱解制得。商业产品为褐色粉末，用做水基钻井液，特别是聚合物钻井液的降滤失剂。加入钻井液后，在降滤失的同时还可获得降粘和页岩抑制效应。其抗温能力为(150180)，并可有效用于最高含盐5%的的钻井液。它在淡水钻井液中通常加量为0.3%0.8%，在盐水钻井液加量为1.0%2.0%。2)腐殖酸钾（KHm）腐殖酸钾为腐殖酸与氢氧化钾反应生成的腐殖酸钾的提取物，商业产品为黑色自由流动粉末。它是水基钻井液的降滤失剂，而且还有降粘效应。一般用于井底温度不高于120的浅井段。通常加量为0.5%1.5%。3)HMPaHMPa是一种充分水解的聚丙烯腈和聚丙烯酰胺的共聚物，是一种水溶性的白色至淡黄色粉末。在温度为160左右，盐含量为100000mg/l时仍可有效降低滤失量，同时还有很好的降粘效果。通常其加量为0.3%0.6%。4)JT-888JT-888是一种水溶性的中分子量的两性离子共聚物。它的主链上带有不同的阴离子、阳离子和非离子基团支链。其商业产品为白色至灰色自由流动粉末。它用于水基钻井液，特别是阴离子和两性离子聚合物钻井液的降滤失剂。其抗温能力为(160180)。它不仅用于淡水钻井液体系而且还可用于不同井深度的盐水钻井液体系。在淡水钻井液中的加量为0.3%0.6%，而在饱和盐水钻井液中的加量为0.5%1.2%。5)RSTFRSTF是一种磺酸盐和聚合物反应生成的衍生物，白色至淡黄色粉末。其抗温能力在(160180)，通常其加量为1.5%2.5%。6)CAT-FLCAT-FL是一种阳离子聚合物，用作阳离子聚合物钻井液体系的降滤失剂，并具有突出的井壁稳定、提高机械钻速和减轻油气层损害的效应，是一种水溶性的、环境允许使用的白色粉末。通常加量为0.2%0.5%。四、降粘剂类（8种）主要用来改善钻井液的流动特性，例如粘度、切力，以增加钻井液的可泵性，减少摩阻等；常用的有单宁、木质素磺酸盐、褐煤等。1、铁铬木质素磺酸盐（FCLS）铁铬木质素磺酸盐是一种浅色至深褐色带有纸浆味的自由流动粉末，是从淡水到不同浓度的盐水钻井液体系的有效降粘剂，抗温(170180)。尽管它是一种有效的降粘剂，但因由Cr 6+造成的环境污染限制了它的使用。按钻井液体系性质的不同，降粘效应所需要的碱性pH值范围在(9.012.5)之间变化。通常的用量范围为0.2%0.6%。2、磺甲基单宁（SMT）碘甲基单宁是深褐色自由流动粉末，是抗温可达(160180)，并具有降滤失效应的降粘剂。它与SPNH，SMP-1或SMP-2以及SMK（或/和SMC）同时使用，可配成一种多效能的磺酸盐钻井液。这种磺酸盐钻井液可成功地在有严重盐钙污染地层的深井和超深井中使用。通常其加量为0.5%1.5%。3、磺甲基栲胶（SMK）磺甲基栲胶是一种单宁含量较低的磺化单宁提取物。因它的抗温能力比SMT低，故用于较浅的井中作降粘剂，其抗温能力为120。同时也有一定的降低滤失量作用。通常其加量为0.5%2.0%。4、无铬木质素磺酸盐（Crfree-95） 无铬木质素磺酸盐是一种无铬木质素磺酸盐和水解聚丙烯酸钙的共聚物。其商业产品是深褐色至黑色粉末。它不仅是淡水钻井液，而且是海水或盐水钻井液的有效降粘剂。其抗温能力可达150。加入后往往会发泡，需用一些消泡剂消泡。通常其加量为0.4%0.6%。5、硅降粘剂（SI-Th） 硅降粘剂是一种有机硅衍生物，用作有机硅钻井液体系的降粘剂。其产品为棕色粉末。通常加量为1.0%2.0%。6、XY-27 XY-27是一种水溶性低分子量丙烯酸共聚物，在丙烯酸主链上连接有不同的阴离子、阳离子和非离子基团。商业产品为白色至淡黄色自由流动粉末。它广泛应用于各种水基钻井液中，特别是两性离子钻井液中作降粘剂。它可与各种常用的钻井液添加剂配伍，抗盐抗钙，抗温稳定性为120。使用剂量为0.2%0.5%。7、TX 它是阴离子聚合物与磺酸盐的共聚物，黑褐色粉末。它可有效地降低淡水和盐水钻井液的粘度，抗温能力可达180。通常加量为1.0%2.0%。8、CAT-TCAT-Th是一种阳离子聚合物，用于阳离子聚合物钻井液的降粘剂。阳离子钻井液具有突出的井壁稳定、机械钻速高和油气层损害较轻微等特点。为一白色至淡黄色水溶性粉末，环保允许使用。通常加量为0.2%0.5%。五、增粘剂/包被剂类（12种）主要用来促进钻井液中粘土颗粒网状结构的形成，增加胶凝强度；常用的有CMC、淀粉类、大分子聚合物等。1、部分水解聚丙烯酰胺（PHPA）水解聚丙烯酰胺产品可分为两种：分子量为3106的常规产品和分子量为（812）106的高分子量产品。高分子量产品有更强的包被和增稠效果。一般情况下水解聚丙烯酰胺在钻井液中的加量（折合成干粉）为0.1%0.35%。2、聚丙烯酰胺钾盐（KPAM）它是一种部分水解聚丙烯酸钠钾盐的共聚物。有很强的页岩抑制作用，除用做增稠剂/包被剂外，还可用于页岩抑制剂。聚丙烯酰胺钾盐可溶于淡水、咸水和盐水，常以浓度为0.5%1.0%的水溶液使用，抗温性能可达(160180)，在钻井液中的加量（折合成干粉）为1%0.3%。3、PAC-141PAC-141是乙烯基单体多元共聚物，白色粉末，除作为增稠剂/包被剂使用外，还可以控制钻井液的滤失量，抗温能力为(160180)，在淡水钻井液中的加量为0.10.4%，在饱和盐水钻井液中的加量为0.51.0%（折合成干粉）。4、FA-367FA-367是一个分子量很大的水溶性两性离子聚合物，在其丙烯酸主链上带有很多不同的阴离子、阳离子和非离子基团。商业产品为白色至微黄的粉末。它常在水基钻井液中用做增稠剂/包被剂或与XY-27（两性离子聚合物降粘剂）和JT-888（两性离子聚合物降滤失剂）一起使用形成两性离子聚合物钻井液体系。其抗温能力可达(160180)，具有很好的抗盐和抗钙性能。可与常用添加剂和丙烯酸类聚合物一起配合使用。通常加量（折合成干粉）在淡水钻井液中为0.2%0.4%，饱和盐水钻井液中为0.7%1.5%。5、高粘度羧甲基纤维素（HV-CMC）高粘度羧甲基纤维素（HV-CMC）为白色棉花状毛绒物，在水中完全溶解，与低粘度和中粘度羧甲基纤维素LV-CMC和MC-CMC相比，它主要用于提高钻井液粘度，以提高其洗井和悬浮能力；同时还可降低滤失量。常规加量为0.2%0.5%。6、聚阴离子纤维素（PAC）聚阴离子纤维素（PAC）是一种高品质水溶性纤维素衍生物，可有效的提高钻井液的粘度并降低滤失量，其商业产品分为两种：PAC-R和PAC-S，皆可有效地提高水基钻井液，海水（咸水）和饱和盐水钻井液的粘度并降低滤失量，但PAC-S没有PAC-R那么强的增稠效应。 PAC的一般加量为0.2%0.6%。PAC还可以作为清洁盐水的增稠剂，可配成无固相体系，用碳酸钙或盐粉加重，作为无固相钻井液、完井液和修井液使用。这时的加量应通过专门试验确定。缺点是价格昂贵。7、羟乙基纤维素（HEC）羟乙基纤维素是一种非离子型聚合物，为白色或略带微黄的毛绒状粉末。主要用于用盐粉或石灰石粉加重的不损害油气层的无固相完井液和修井液。使用HEC来配制这种体系的优越性在于它有很好的酸溶性，通过酸化处理可有效地清除侵入地层中的羟乙基纤维素残渣、盐颗粒和石灰石粉颗粒。羟乙基纤维素合适的加量为0.3%0.6%，当用于配置完井液和修井液时用量应通过室内试验确定。缺点是价格昂贵，抗剪切能力差。8、黄原胶（XV polymer）黄原胶是一种生物聚合物，为淡黄色粉末，通常用来提高钻井液的粘度和切力，此外还广泛用于无固相钻井液、完井液和修井液，能有效的防止地层损害，93开始降介，加量为0.30.5%。经过搅拌可完全溶于水中而形成粘稠的溶液。将黄原胶加入清洁盐水中形成粘稠的溶液，然后用盐粉或石灰石粉加重配制成。各种密度的完井液和修井液。用XC处理的钻井液具有突出的流变特性和剪切稀释特性，可以大大提高机械钻速和使钻井液具有更高的井筒清洗效应。XC的抗温能力最高为(100120)。缺点是价格昂贵，降解后易于发酵。9、羧甲基羟乙基纤维素（CMHEC）羧甲基羟乙基纤维素是一种水溶性白色粉末，是一种强增稠剂，用于提高钻井液的粘度。另外还用于盐粉或石灰石粉加重的无固相流体体系，用于提高体系的液相粘度。它的抗温能力为120，并可抗盐。它可直接加入流体体系或配成水溶液使用，其在淡水钻井液中的加量为0.2%0.4%，在盐水钻井液中的加量为0.3%0.6%。10、瓜胶（Guar Gum） 瓜胶是用瓜尔豆研粉加工得到的产品，呈白色或淡黄色粉末。除用作降滤失机剂外，它还可直接加入淡水或盐水中，得到一种粘稠的溶液，然后用盐粉或石灰石粉加重，配成无固相钻井液、完井液和修井液，以降低对油层的损害，通常的加量为0.4%0.7%。11、羟丙基瓜胶（HP-Guar Gum） 羟丙基瓜胶由瓜胶化学改型制得，它比普遍瓜胶具有更好的增稠、降滤失效能和抗温稳定性。通常的加量为0.4%0.7%。12、SP-IISP-是一种阳离子聚合物钻井液的增稠剂/包被剂，它是一种白色至淡黄色粉末。也可以用做其他钻井液体系的页岩抑制剂，具有稳定井壁、防止油气层损害和提高机械钻速的作用，在钻井液中的加量为(0.40.8)%。其在淡水钻井液的加量范围为0.4%0.6%，在盐水钻井液中的加量范围为0.6%0.8%。六、润滑剂类（8种）主要用来降低摩阻系数，减小扭矩、增加钻头的水马力以及防止粘卡；常用的