钻井液基本知识

钻井液基础知识。s/-(t ): I) - E7 g(Y% V1 d钻井液是用于钻孔的流体，1，清洁地面，搬运锯屑，保持钻孔清洁。2、平衡地层压力，稳定井壁，防止井崩、井喷、井漏。3、传递水动力，帮助钻头打碎岩石。4、井下动力钻的动力传动、5、冷却钻、钻。6、使用钻井液进行地质和瓦斯测井。钻井液的日常性能对钻井作业有很大影响。7 J$ _！q # s(g * g4y * p * # e7c1g首先，钻井液密度R/q(I % D(H6 R； n3 V- NU * E6 i8 M；W5 L. B，P1，钻井液密度概念：单位体积钻井液的质量称为钻井液密度，该单位是g/cm3 (g/cm3)中常用的符号表达。现场一般使用钻井液密度计来确定钻井液的密度。/ i/F/P4 M6 Z x) q* Q3 F3 u2、钻井液密度计算公式$ U1 g/e！X6 (| H* R4 R* F！v5M M4 M；H(T- qP=(P di102) h PE* q6 L2 E7 M4？/m/s# w Q0 y/N1 /J，i c，I U* JP -钻井液密度g/cm31 p/_。M% * 5 Q2 V/R0 Q7 F8 a$ |在样式中：8 q；！SB0 v w# Q1 |2 ，w) b/D. % QP地面-地层压力MPa 7 I7 f(B9 P(p！_) |7 R* W3 XT H6 Z！W1 U- x ？H -深m $ y9 R4 D，T% S# C* _/.A，_ % A8 J: o8 J1 T4 A # C1 n，D$Pe -附加密度，添加油层0.05-0.1添加气层0.07-0.151v $ z c H2 * l (c (r0a8w2f1 b y 5 h，w $ _ o钻孔过程中，抽吸或液位可能会下降，气体进入井内后，液体柱压力会降低，因此钻井液密度必须具有附加值。# D- r0 M: X6 a9 E8 h: Y M m: _(zW W* q3、钻井液密度与钻井作业的关系：在钻井作业中，钻井液密度通过钻井液柱对井和井壁产生压力，平衡地层的油气压力和岩石侧压力，防止喷发，保护钻井井壁，防止高压油气水渗透钻井液，防止钻井液性能引起的地下复杂性，在实际作业中，应根据情况选择合适的钻井液密度。钻井液密度太小，如果不能平衡地层流体压力，稳定井壁，就会发生喷发、井崩、渔获等事故，钻井液密度太大，就会发生地层泄漏，容易破坏油气层。钻井液对钻井速度影响很大，密度大的液柱压力也很大，钻井液柱压力和形成压力之间的正压差异妨碍了岩屑的去除。要想产生重复破碎，降低钻头破碎岩石的效率，降低钻孔速度，在井下状态正常的前提下提高钻孔速度，应尽量使用低密度钻井液。* l6 3 p7 j : 4 D4 G:G；B6T！；V% K- G/f% s$ H. j第二，钻井液粘度。r % t；O r，% U2 3 _ c8 - x* g h1、钻井液粘度概念：钻井液粘度表示钻井液流动时固体颗粒与液体分子之间、液体分子之间内部摩擦的总反映，钻井液粘度可以用漏斗粘度计和旋转粘度计来测量，根据测量方法不同，粘度值也不同，现场经常用漏斗粘度计测量钻井液的粘度，单位为秒。4 L A j 3360 o9 Y B7 k: s |/B2 t1？% L R T2，钻井液与钻井作业的关系，钻井液粘度的大小对钻井液携带锯屑的能力有很大影响。一般来说，钻井液粘度大，携带锯屑的能力强，但在钻井过程中钻井液粘度要适当。否则，可能会产生不好的结果。钻井液粘度太低，不利于搬运锯末，井快沉，井壁脱落，崩塌，泄漏，钻井液粘度太大，会严重影响钻井速度。(2)钻头容易泥包，钻孔容易产生吸入效果或压力兴奋。会引起井漏、喷发、井塌和其他复杂情况。(3)沙子难，净化不好，钻孔工具和附件磨损。(4)脱气困难，钻井液密度低，容易引起底钻的复杂情况。(5)岩石在钻孔壁上形成假泥蛋糕，容易产生阻力卡。(6)固井过程中，水泥浆容易扭曲，影响固井质量。5 (？-9d : ；q: E4 C7 H8 : X$ _* P0 Q5 因此，钻井液粘度必须根据情况确定，通常粘度低，深井中泵压力高，泵位移受限，比油井复杂。为了有效地搬运锯末和悬浮锯末，粘度大，钻孔崩塌，沙子多，小泄漏发生时，粘度适当增加，以消除地下复杂性。钻井液的粘度从提高钻孔速度的角度提出了新的要求，现有钻井液的粘度随着流速梯度的增加而减少是剪切粘度降低的特性。当钻井液从钻头的水孔喷出时，粘度低，有助于钻头产生裂纹。清洁井底并从环形空间返回时，粘度高，有利于运输锯屑，此特性有利于加快钻井速度，除水外，大多数钻井液具有剪切粘度降低的特性。_(M1 E6 k X4 U7 3 a0 p7 9 Q/8 L7第三，钻井液切向力！P0 g Y； P1 s， M6 J3 U0 Pf，A Z1，钻井液剪切力概念：在钻孔通过中，粘土粒子的形状非常不规则，表面特性非常不均匀，容易在粒子之间部分粘合，形成聚集栅格结构；在粒子浓度足够大的情况下，形成整体体积大的连续空间栅格结构；在钻井液流动时，这种栅格结构的反映是为了生成粒子之间的相对运动而必须破坏的连续栅格结构；结构强度越大，剪切力越大，反之亦然。反映钻井液结构力的参数包括静态切削、偏航变性、动态切向力等。.t1 Y2 % M7 Z% f yD# A* V4 R(c/6 J！SK t；Sj9 _钻井液在静态条件下形成凝胶结构的强度，称为静态体力，物理意义是钻井液停止时破坏钻井液内部单位面积网格结构所需的力，通常用鼓体力计测量，单位为mg/cm3。钻井液的触变性意味着搅拌后变稀(剪切力减少)，静态后变稠。(切向力上升)的特性，或者说钻井液的切向力搅拌后停止时间延长而增加的特性，比如说，在钻孔过程中钻井液持续循环粘度低，钻井液停止循环粘度高，这就是这个道理。钻井液有触变，停止时间不同，切向力不同，一般测量两个停止时间的切向力，对停止1分钟(或10秒)测量的切向力为初始切向力，停止10分钟后测量的切向力为最终切向力，初始切向力和最终切向力的差表示接触大小，差越大，触向越大。动态切向力(也称为屈服值)使用旋转粘度计测量，其单位为多因厘米2 : H7 H6 p2 a/BQA；X0 Z i1 a1 n2、钻井液剪切力与钻井作业的关系：钻井液剪切力大小是指钻井液悬浮固体颗粒的能量钻井过程，具有适当剪切力和良好偏航性的钻井液，钻井液停止循环时的快速增长，达到适当值，有助于钻井芯片受伤和停止后泵压力过大、停止后剪切力低的锯屑的出现，停止泵变得太复杂，容易变得复杂。(1)流动阻力大，钻孔后打开泵有困难；(2)沙子困难，影响净化，密度迅速增加。(3)脱气困难，气体渗透严重的情况下，钻井液密度降低，导致喷发。(4)砂含量增加，磨损钻头及附件，滤饼质量差，容易产生粘接卡钻头。(5)钻孔工具旋转阻力大，功耗大，钻孔速度低。4 3 W6 e P3 M0 | Q % a！/ : E；F# y(U5 P l6 C 4，钻井液失水和滤饼2 4 O(B. NY3 _V7 : I S4 1，钻井液损失和泥浆蛋糕的概念：在钻井液液热压力和地层压力之间的压差下，钻井液中的水从井壁孔裂缝渗透到地层中，这种现象称为失水(或滤失)，失水程度称为钻井液失水，通常在现场测量的失水是0.686ma随着失去水，钻井液的粘土颗粒沉积在钻孔壁上，形成固体颗粒层的水泥称为过滤蛋糕。滤饼的单位是毫米。钻井液的水分损失和滤饼的生成同时发生并相互作用，水分损失形成的滤饼厚度，水分损失形成的滤饼书，以及滤饼形成后用来防止额外水分损失的滤饼本身的渗透性，水的损失主要取决于滤饼本身的渗透性，水的损失不是决定滤饼厚度的唯一因素。钻井液失水和滤饼可以用气压水分分析仪测定。0 c/V7 6N j1 k- f* 4 W$ Y，J2，钻井液失水大小，滤饼质量与钻井作业的关系：在钻井过程中必须失去水才能形成滤饼，结果滤饼整合了井壁，可以防止额外的水损失。一般来说，钻井液需要低失水、书、结实的泥浆蛋糕。失水滤饼太厚，太松，对钻井不好。过度失水的危险：(1)地层锁定时，钻孔直径变窄或页岩剥落，容易崩塌。(2)水渗透生产层，在油层中膨胀膨润土，降低油层的气层渗透率，降低产能。如果滤饼太厚(1)，滤饼又厚又松，摩擦系统大，泥浆蛋糕容易粘在卡钻上。(2)易泥钻孔包头或堵水，钻孔波动压力。(3)钻孔中摩擦阻力增加，甚至卡发生。(4)妨碍套管的平稳下降，影响接头质量。(5)电感电阻卡、电测和井壁信息不准确。h % v9 M6 R * H2-3b！O/i) O8 G k Q1 |Z. i# 9 m但是水越少越好。要求损失太少的水反而要增加钻井液成本，减少钻井速度，针筒不一定要把水损失调整得很小。在钻孔过程中，应根据地层岩石的特性、深井结构、钻井液等进行确定，如石灰岩、白云石、节理坚硬的砂岩、失水等。对水分损失没有要求，对吸水膨胀好，容易崩塌的页岩，其他容易崩塌的地层，要严格控制水分损失。另外，在浅的情况下，可以缓解，长而严的眼睛，应缓解盐水钻井液的使用，即如果井壁允许，应严格使用淡水钻井液，以缓解相应的失水要求，最大限度地提高钻井速度。/s N4 a4 p% Ej，R5 j-a $ B1 ES(Z 5，钻井液固相含量。b (o0c-* 8s)X$ d h，i8 j4 U8 X1、钻井液固相含量和含沙量概念：钻井液含沙量与粘土打孔芯片、化学处理剂、重晶石粉等钻井液体积的比率称为钻井液固相含量，一般用百分比表示，钻井液固相物质没有差异。根据固体对钻井液性能的影响和对钻井液的影响，钻井液的固相可以分为两种(1)有用的固相，是维持钻井液所需的固体，如膨润土粉、化学处理剂、增稠剂等。(2)有害固相、钻孔芯片、劣质膨润土、砂粒等有用固相以外的固体。在非分散的低固体钻井液中，占钻井液体积2-4的膨润土可以满足钻井液性能的要求，因此一般钻井液中有很多有害固体，为了有效控制钻井液性能，改善地下情况，提高钻井速度，清除所有有害固体，掌握有用的固体。A% X3 D* _。？H B2 o6瓦；t/t #；A) p* 2、钻井液固相含量对钻井速度的影响：在清水钻井过程中，钻井速度最高，在水中进入膨润土颗粒钻井速度减少，钻井液固相含量增加是钻井速度下降的重要原因之一，钻井液固相含量也可能严重影响钻井液性能，实践证明，钻头输入减少，钻井设备磨损严重。钻井液密度粘度高，滤饼变厚，易发生井漏、卡钻等事故，油气层受损。而且，增加钻井液流动阻力，增加泵压，不利于喷射钻井，经常进行钻井液性能波动处理，消耗大量钻井液处理剂，因此，为了有效提高钻井速度，进行安全钻井，必须严格控制固相含量，使用不分散的低固体钻井液。7 T- R b(n6 E)。t0 r/h 3360 i69 Pp 6，钻井液PH值3 P8 I- P，2 4x * e6o7l a9x6h7k 3x9 i7 w $-g1、钻井液PH值概念：钻井液PH值表示钻井液的酸碱强度。这相当于钻井液中氢离子浓度的负对数值(PH)。PH值小于7表示钻井液呈酸性，PH值大于7表示钻井液呈中性，PH值大于7表示钻井液呈碱性，现场通常用比色法测量钻井液的PH值9 f.r7d9 |% u33363o！%* C)？% r，P0 a！D# F2，PH对钻井液的影响：PH值对钻井液性能影响很大，钻井液中的粘土颗粒在碱介质中负电荷大，阳离子的交换