钻井液工艺技术考点

钻井液工艺技术考点绪论：钻井液定义、组成、分类；基本公用。第一章：粘土矿物水化膨胀性的好坏，粘土的稳定性、连接方式。第二章：定义；塑性粘度，动切力，表观粘度，静切力，剪切稀释性。简述；钻井液流变性与钻井作业的关系第三章：钻井液的虑失和润滑性；定义：滤失，滤失量，滤失范围及合理的滤失量；测量API滤失量指标第四章：水基钻井液：1、细分散钻井液优缺点及使用2、盐水钻井液优缺点及使用3、MMH正电胶钻井液特点4、高温对粘土、处理剂、黏土及处理剂的影响5、聚合物的特点第五章：油基钻井液：组成，滤失量低的原因，活度平衡第六章：振动筛、旋流器工作特点第七章：井壁不稳的机理、井壁失稳的对策、堵漏剂、漏失的原因、堵漏方法。绪论1、 定义：钻井液：指油气钻井过程中，以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。钻井液俗称钻井泥浆或泥浆。2、 钻井液的组成：钻井液是由分散介质，分散相和化学处理剂组成的分散体。3、 钻井液的分类：1） 、按密度分非加重钻井液和加重钻井液。2） 、按其与粘土水化作用强度分非抑制性钻井液和抑制性钻井液。3） 、按其固相含量的多少分低固相含量和无固相含量。—K）、根据分散介质不同：水基钻井液、油基钻井液、气体性钻井液和合成基井液。

4、钻井液的基本功用1）、携带和悬浮岩屑2）、稳定井壁3）、平衡地层压力和岩石侧压力4）、冷却和润滑作用5）、传递水功率6）、获取地下信息第一章、粘土胶体化学基础一、 粘土矿物水化膨胀的强弱1、 高岭石：为非膨胀性粘土矿物，其水化性能差，造浆性能不好，最不容易发生水化膨胀。2、 蒙皂石：是膨胀型粘土矿物，其晶层表面包括内外表面都可以进行水化及阳离子交换，蒙皂石具有很大的比表面。最容易发生水化膨胀。3、 伊利石：不易水化膨胀4、 绿泥石：非膨胀性粘土矿物，不易发生水化膨胀。5、 海泡石族：膨胀型粘土矿物，具有较好的热稳定性，适用于配制深井钻井液，具有良好的抗盐稳定性。6、 混合晶层粘土矿物：最常见的为伊利石和蒙皂石混合层，简称依蒙混层，是膨胀型粘土矿物。二、 相关定义阳离子交换容量（CEC）：指在分散介质的PH值为7的条件下，粘土所能交换下来的阳离子总量，包括交换性盐基和交换性氢。阳离子是以100g粘土所能交换下来的阳离子毫摩尔数。CEC随分散度的增加而变大，在碱性环境中CEC变大。三、 黏土的稳定性和连接方式1、分散体系的稳定性包括两个方面即动力（沉降）稳定性和聚结稳

定性。1） 动力稳定性：指在重力作用下分散相颗粒是否容易下沉的性质2） 影响动力稳定性的因素a重力的影响是决定因素b布朗运动的影响c介质粘度对动力稳定性的影响3） 聚结稳定性：指分散相颗粒是否容易自动的聚结变大的性质4） 影响聚结稳定性的因素a胶体颗粒间的作用力b电解质的影响2、粘土颗粒的分散度1） 粘土颗粒的连接方式：端端连接、端面连接、面面连接2） 粘土颗粒的分散和聚结：分散、絮凝、聚结。第二章、钻井液的流变性一、定义1、 静切力：又称凝胶强度，钻井液静止时破坏其内部单位面积上的网架结构所需的剪切力。2、 动切力：又称屈服值，是钻井液在层流流动时所形成结构的能力。其大小是塑性流体流变曲线中直线段在t轴上的截距。3、 塑性粘度：层流稳定下，固相颗粒间，固相颗粒体与液相之间以及液相与液相内部内摩擦力的大小。4、 表观粘度：又称为有效粘度或视粘度，是指在某一剪切速率下，剪切应力与剪切速率的比值。

5、 触变性：指搅拌后钻井液变稀（切力下降），静止后钻井液变稠（切力上升）的特性。6、 剪切稀释性：塑性流体和假塑性流体的表观粘度随着剪切速率的增加而降低的特性。二、 获得良好的剪切稀释性1、 加入聚合物，增加动切力2、 尽量除去无用固相，降低塑性粘度3、 加入适量的石灰、石膏等，增加网架结构的强度三、 钻井液流变性和钻井作业的关系1、 钻井液流变性与井眼净化2、 钻井液流变性与井壁稳定性3、 钻井液流变性与岩屑和加重剂悬浮4、 钻井液流变性与井内液柱波动压力5、 钻井液流变性与提高钻速四、 四种基本流型的曲线、定义1、滤失：在压力差作用下，钻井液的自由水向井壁岩石的裂缝或孔

隙中渗透的过程。2、 滤失量：表示滤失性的强弱3、 API滤失量：测定钻井液在常温及（1.689+-0.035）MPa压力下30min时间内，通过滤失面积为（4580+-60）mm2的标准滤失量。二、 影响钻井液滤失量的因素滤失时间、压差、滤液粘度、温度、固相含量、孔隙度和渗透率。三、 滤失量的范围1、 对于一般地层，API滤失量应尽量控制在10mL以内，HTHP滤失量不应超过20mL2、 钻遇易坍塌地层和钻开油气层时，滤失量应严格控制，API滤失量最好不大于5mL，HTHP滤失量应小于15mL。四、 API滤失指标1、 API滤失量是测定钻井液在常温及（1.689+-0.035）MPa压力下30min时间内，通过滤失面积为（4580+-60）mm2的标准滤失量。2、 深井要测量API高温高压滤失量（HTHP），即井底温度，压差为35MPa条件下，30min时间的标准滤失量。第四章、水基钻井液一、细分散钻井液的优缺点及使用1、优点：1）主要优点是配制方法简便、成本较低2） 可形成较致密的泥饼，韧性好，具有较好的造壁性，API滤失量和HTHP滤失量均相应较低3） 可容纳较多的固相，因此较适于配制高密度钻井液

4）抗温能力较强。2、 缺点：1）性能不稳定，容易受到钻井过程中进入钻井液中的粘土和可溶性盐类的污染。2） 滤液的矿化度低，容易引起井壁附近的泥页岩水化、膨胀、垮塌，并使井壁的岩盐溶解，即钻井液抑制性能差，不利于防塌。3） 体系中固相含量高，对机械钻进有明显影响，不宜在强造浆地层中使用。4） 滤液侵入易引起粘土膨胀，不能有效的保护油气层，钻遇油气层时必须对性能加以调节才能达到要求。3、 使用：1）应控制膨润土的加量2）通过固控设备的使用，尽可能的降低体系的总固相含量。二、盐水钻井液优缺点及使用1、盐水钻井液的特点1） 矿化度高，具有较强的抑制性，能有效的抑制页岩水化，保证并壁稳定。2） 不仅抗盐侵的能力很强，而且能够有效的抗钙侵和抗高温，适用于钻含盐岩地层或含盐膏地层，以及在深井和超深并使用。3） 由于其滤失性质与地层源生水比较接近，故对油气层的损害较轻。4） 岩屑不宜在盐水中水化分散，在地面容易被清除，有利于保持较低的固相含量。5） 盐水钻井液还能有效的抑制地层造浆，流动性好，性能较稳定。

三、 MMH正电胶钻井液特点1、 独特的流变性2、 较强的抑制性3、 较低的负电性四、 聚合物钻井液的特点1、 固相含量地，具有良好的流变性，钻井速度高。2、 稳定井壁能力较强，井径比较规则。3、 对油气层的损害小，有利于发现和保护产层。4、 可防止并漏发生。5、 钻井成本低。五、 高温对粘土、处理剂、粘土与处理剂的影响1、 对粘土的影响：1）高温分散2）高温胶凝2、 对处理剂的影响：1）高温降解2）高温交联3、 对粘土与处理剂的影响：1）高温吸附2）高温去水化作用六、 聚合醇钻井液特点聚合醇类处理剂的一个显著特征是：尽管它们在常温下易溶于水，但当升至一定温度时，会出现相分离现象而形成乳状液。1、 聚合醇对水基钻井液性能有很好的改善，能增强钻井液的抗温性2、 能明显增强钻井液的抑制性和润滑性3、 与常用聚合物钻井液具有良好的配伍性，并且在聚合物钻井液中聚合醇具有一定的稀释和降滤失作用

4、 有利于保护油气层，对泥饼具有一定的堵孔作用，可以防止钻井液固相颗粒和滤液的侵入，聚合醇能降低油水界面的张力，减轻水锁损害，提高低渗岩样的渗透率恢复值5、 聚合醇毒性低可生物降解，能满足环保要求6、 聚合醇的荧光度很低，有利于识别和发现油气层。第五章、油基钻井液一、 油基钻井液的组成油基钻井液：是以油作为连续相，就以亲油胶体或水作为分散相形成的分散相体系。油包水乳化钻井液的组成：1基油2水相3乳化剂4润湿剂5亲油胶体6石灰7加重材料二、 活度平衡:控制油基钻井液的活度，使之与页岩钻屑的活度相等。三、 滤失量低的原因1、 由于钻井液中的物质在井壁上的吸附和沉积可形成致密的滤饼。2、 散在油中的乳化水滴也有利于堵孔。3、 水相的高含盐量可有效地防止钻井液中水分向井壁岩石运移等作业。第六章、钻井液固相控制一、 固相控制：指在保存适量有用固相的前提下，尽可能地清除无用固相。二、 振动筛的工作特点1、振动筛具有最先、最快分离钻井液固相的特点

2、振动筛的处理能力应能适应钻井过程中的最大排量三、旋流器的工作特点1、 旋流器的分离点越低，表明分离固相的效果越好。2、 旋流分离器的分离能力取决于液流所承受的离心力大小3、 在一定尺寸的旋流器中，要保持高的净化效率，钻井液应以足够的排量进入旋流器4、 旋流器的半径越小则离心力越大分出的颗粒越细小5、 钻井液的粘度和固相含量越低，输入压力越高则分离点越低分离效果越好。第七章、井下复杂情况的钻井液技术一、 井壁不稳的机理1、力学因素2、物理化学因素3、工程技术措施二、 井壁失