《钻井液与完井液》教学大纲.doc

钻井液与完井液教学大纲一、 课程基本信息1、课程英文名称：Drilling and Completion Fluids2、课程类别：专业课3、课程学时：总学时32学时，实验学时4学时4、学 分：2学分5、先行课程：钻井与完井工程、物理化学6、适用专业：钻井专业、应用化学专业7、大纲执笔：石油工程教研室 王平全8、大纲审批：石油工程学院学术委员会9、制定（修订）时间：2006.11二、 课程的目的与任务1、掌握钻井液、完井液概念；2、掌握钻井液的配制和性能测定；3、了解处理剂的作用原理、使用原则；4、掌握钻井液性能控制与调配技术；5、掌握钻井液保护井壁、保护油气层的基本原理；6、掌握不同井下复杂情况下的钻井液技术和保护油气层的钻井液技术，为解决和处理钻井过程中的现场实际问题打下坚实基础。三、 课程的基本要求该课程以多媒体（CAI）形式教学为主，结合黑板形象书写，将理论与现场实践、科研成果结合一体，做到生动、活跃、轻松讲好一堂课，让学生学懂、听懂、活学活用。学生必须掌握该课程的基本原理、观点，掌握钻井液性能测试方法和维护处理技术，了解粘土矿物学、化学、钻井工程、油气层保护等相关学科知识、钻井液技术的发展动态和井下复杂事故，学生学完本课程后，能配好钻井液，调控钻井液性能，配合钻井工程处理井下复杂事故。其它要求：四、 教学内容、要求及学时分配（一）理论教学第一章 钻井液概论（2学时）第一节 钻井液的功用、类型和组成第二节 钻井液性能及其测试第三节 钻井液技术的发展概况主要内容：钻井液、完井液的定义和功用；钻井液基本组成和类型。重 点：钻井液基本组成和类型。难 点：无。第二章 粘土矿物和粘土胶体化学基础（4学时）第一节 粘土矿物的晶体构造和性质第二节 粘土胶体化学基础主要内容：蒙脱石、伊利石、高岭石的晶体构造特点、分散性、膨胀性；胶体分散体系；扩散双电层；电位；聚结稳定性；沉降稳定性。重 点：三种主要粘土矿物晶体构造特点及其水化性质；扩散双电层概念；电位及其影响因素；分散体系的聚结稳定性、沉降稳定性。难 点：重点内容。第三章 钻井液的流变性（4学时）第一节 流体的基本流型及其特点第二节 钻井液流变参数的测量与调控第三节 钻井液流变性与钻井作业的关系主要内容：钻井液在井筒里的流动原理、层流、紊流、几种流变模型、流变参数及其胶体化学性质、有效粘度、剪切稀释性、触变性、直读公式；流变性与钻井工程的关系、流变性能调节原理。重 点：流动原理；流变模型；流变参数及其胶体化学性质；流变性能调节原理。难 点：流变参数及其胶体化学性质。第四章 钻井液的滤失和润滑性能（4学时）第一节 钻井液滤失量的影响因素第二节 钻井液滤失性能的调整与控制第三节 钻井液的润滑性能主要内容：静失水；动失水；瞬时失水；静失水方程；泥饼质量；影响静失水量和泥饼质量的因素；润滑性。重 点：影响静失水的因素分析；泥饼质量评价和控制原理；钻井液润滑性及其评价。难 点：重点内容。第五章 钻井液配浆材料与处理剂（3学时）第一节 钻井液配浆原材料第二节 无机处理剂第三节 有机处理剂主要内容：配浆土；无机处理剂；有机处理剂；处理剂作用原理和选择方法。重 点：处理剂作用原理和选择方法。难 点：处理剂分子结构与作用原理的关系。第六章 水基钻井液（5学时）第一节 分散钻井液第二节 钙处理钻井液第三节 盐水钻井液第四节 聚合物钻井液第五节 抗高温深井水基钻井液主要内容：分散钻井液；钙处理钻井液；盐水钻井液；聚合物钻井液；抗高温深井水基钻井液。重 点：分散钻井液；钙处理钻井液；盐水钻井液；聚合物钻井液。难 点：钻井液各组分的基本物理化学作用原理。第七章 油基钻井液（4学时）第一节 油基钻井液的组成与性能第二节 活度平衡的油包水乳化钻井液第三节 低毒油包水乳化钻井液主要内容：油基钻井液的组成与性能；活度平衡的油包水乳化钻井液。重 点：油基钻井液的组成与性能；活度平衡的油包水乳化钻井液。难 点：活度平衡的油包水乳化钻井液的作用原理。第八章 对付井下复杂情况的钻井液技术（4学时）第一节 井壁不稳定的机理和对策第二节 防漏与堵漏第三节 井喷的预防与处理第四节 卡钻的预防与解除主要内容：井壁不稳定的机理和对策；防漏与堵漏；井喷、卡钻的预防与处理。重 点：井壁不稳定的机理和对策；防漏与堵漏；井喷、卡钻的预防与处理。难 点：防漏与堵漏；井喷、卡钻的预防与处理。第九章 保护油气层的钻井液技术（2学时，教学与自学）第一节 保护油气层技术概论第二节 保护油气层的钻井液类型及其应用主要内容：保护油气层的钻井液类型及其应用。重 点：油气层的损害机理；保护油气层对钻井液的要求。难 点：油气层的损害机理；储层保护的方法。第十章 钻井液固相控制（自学）第一节 控制设备概述第二节 固控工艺及原理第三节 钻井液中固相含量的测定与计算第四节 固相控制的经济分析（二）实验教学1、实验课目的及要求本实验属钻井液与完井液、泥浆工艺原理课程所开实验。目的是：了解化学添加剂类型及其作用原理；掌握钻井液与完井液的基本组成、特点和作用原理及其适用条件；掌握钻井液的性能设计、配制、参数测定、维护控制和调整的基本原理和方法，钻井液与完井液基本计算、分析技能等。2、实验项目为了使学生更好地掌握课程知识，特意设置了与课程配套的实验项目，共设实验3个（4学时），其中必做实验2个（综合型1个、设计型1个），选做实验1个（综合型）。其实验教学大纲如下：1） 必开实验（共2个）实验1、钻井液失水和固相含量测定 2学时 综合型（1）实验目的掌握用蒸馏法测定钻井液固相含量的原理和方法，学会分析钻井液中固含；认识钻井液静滤失特性，验证静失水基本方法。（2）实验仪器设备固相含量测定仪、电动搅拌机、泥浆比重计、漏斗粘度计、气压失水仪、电热水器、电子天平、秒表。（3）大纲内容l 钻井液固相含量的测定、分析；l 认识钻井液静滤失特性和泥饼的重要性，验证静失水基本方法。实验2、钻井液受污染及其性能调节 2学时 设计型（1） 实验目的l 了解钠盐或钙盐对淡水钻井液性能的影响规律；l 掌握受污染钻井液性能调节的处理原则和调节方法。（2）实验仪器设备电动搅拌机、泥浆比重计、漏斗粘度计、气压失水仪、电热水器、电子天平、秒表。（3） 大纲内容l 盐侵对钻井液性能的影响；l 钙侵对钻井液性能的影响；l 抗盐或抗钙钻井液处理剂的选择；l 调节、维护钻井液性能的原则和方法。2） 选做实验（共3个）实验1 泥页岩水化分散性及抑制分散实验 2学时 综合型（1）实验目的l 了解毛细管吸收时间仪（CST仪）测定泥页岩分散性的原理和方法；l 了解泥页岩水化分散与抑制其水化分散的实验原理和方法；l 弄清泥页岩水化分散机理和水化分散现象，化学处理剂的抑制水化分散作用。（2）实验仪器设备毛细管吸收时间仪、七速瓦棱混合器及不锈钢杯、标准分样筛、电热鼓风干燥箱、天平、滚子炉烘箱。（3）大纲内容l 了解泥页岩水化分散机理和分散现象；l 了解化学处理剂抑制水化分散的作用原理。3、实验课的考核办法以实验报告考核。4、实验教材及参考书1石油工程教研室编. 钻井液与完井液实验指导书，2006.2钻井与完井工程，陈平等，石油工业出版社，2005年11月五、 考试考核办法该课程考试成绩由三部分组成：平时成绩占20%、实验成绩占10%、期末考试成绩占70%。 1、平时成绩包括：（1）每次课后布置习题或思考题，即平时作业。（2）上课回答问题。（3）不定期课堂测验。2、期末考试：实行闭卷考试。 六、 教材及参考书（一）教材：鄢捷年编. 钻井液工艺学，石油工业出版社出版，2005。（二）参考书1）泥浆工艺原理，黄汉仁、杨坤鹏、罗平亚编，石油工业出版社出版，19782）钻井与完井工程，陈平等编，石油工业出版社出版（待出版）3）钻井液，张克勤等，石油工业出版社出版，1988年4）G.R.Gray,”Composition and properties of Drilling and Comletion Fluids”,Fi