钻井液手册资料

钻井液实用手册

目录

第一篇钻井液基础知识和基本技能.................................1

第一章钻井液相关概念........................................1

第一节钻井液的功用......................................1

第二节钻井液的类型......................................1

第三节钻井液的组成......................................4

第四节钻井液性能及其作用................................4

第二章胜利油田及其它地区地质情况简介........................9

第一节平原组地层综合状况、复杂情况及钻井液技术..........9

第二节明化镇组Nm地层综合状况、复杂情况及钻井液技术.……10

第三节馆陶组Ng地层综合状况、复杂情况及钻井液技术......11

第三节东营组Ed地层综合状况、复杂情况及钻井液技术......12

第四节沙河街组Es地层综合状况、复杂情况及钻井液技术....13

第五节孔店组EK地层综合状况、复杂情况及钻井液技术.....18

第六节白垩系K地层综合状况、复杂情况及钻井液技术.......20

第七节侏罗系J地层综合状况、复杂情况及钻井液技术.......21

第八节二迭系P地层综合状况、复杂情况及钻井液技术.......22

第九节石碳系C地层综合状况、复杂情况及钻井液技术.......24

第十节奥陶系。地层综合状况、复杂情况及钻井液技术.......25

第十一节寒武系€地层综合状况、复杂情况及钻井液技术......26

第十二节泰山群Ars地层综合状况、复杂情况及钻井液技术.......28

第三章粘土知识与配浆.......................................28

第一节粘土矿物的分类及主要性质.........................28

第二节粘土的水化作用...................................33

第三节膨润土浆的现场配制工艺技术.......................36

第四章钻井液性能测试及实验.................................39

第一节钻井液密度.......................................39

第二节粘度和静切力.....................................41

第三节API滤失量.......................................44

第四节水、油和固相含量.................................49

第五节含砂量...........................................53

第六节亚甲基蓝容量.....................................54

第七节pH值............................................56

第八节化学分析.........................................60

第五章滤液分析.............................................68

第一节钙离子含量.......................................68

第二节镁离子含量.......................................70

第三节硫酸钙含量.......................................70

第四节硫化物含量.......................................72

第五节碳酸盐含量.......................................76

第六节钾离子含量（浓度高于5000mg/L）.....................................79

第七节钾离子含量（浓度低于5000mg/L）.................................81

第六章固相控制.............................................84

第一节钻井液中的固相物质...............................84

第二节固相控制的方法...................................88

第三节固相控制设备.....................................88

第七章钻井液处理剂.........................................96

第一节加重剂...........................................96

第二节降滤失剂.........................................99

第三节页岩抑制剂......................................123

第四节降粘剂..........................................144

第五节增粘剂..........................................151

第六节润滑剂..........................................162

第七节油层保护剂......................................171

第八节堵漏剂..........................................175

第九节解卡剂..........................................177

第十节乳化剂、发泡剂..................................179

第-一节渗透剂........................................185

第十二节pH调节剂.....................................186

第十三节无机盐........................................189

第九章钻井液类型及维护处理方法............................194

第一节常规水基钻井液..................................194

第二节油基钻井液......................................207

第三节新型钻井液完井液体系............................217

第二编胜利钻井液工艺技术....................错误！未定义书签。

第一章一口井的钻井液工艺技术...............错误！未定义书签。

第一节钻井液设计应注意的问题...........错误！未定义书签。

第二节钻井液对设备要求.................错误！未定义书签。

第三节钻井液技术.......................错误！未定义书签。

第二章深井钻井液...........................错误！未定义书签。

第一节概述.............................错误！未定义书签。

第二节深井、超深井地层特点及对钻井液的要求错误！未定义书

签。

第三节深井、超深井钻井液...............错误！未定义书签。

第四节常用的深井钻井液.................错误！未定义书签。

第五节深井钻井液复杂情况的处理措施.....错误！未定义书签。

第三章井壁稳定工艺技术.....................错误！未定义书签。

第一节井壁不稳定的显示与判断...........错误！未定义书签。

第二节井壁不稳定的危害及原因...........错误！未定义书签。

第三节井塌的预防措施...................错误！未定义书签。

第四节井塌时的处理工艺.................错误！未定义书签。

第四章防漏钻井液工艺技术...................错误！未定义书签。

第一节井漏的原因及分类.................错误！未定义书签。

第二节漏层位置的确定及井漏原因.........错误！未定义书签。

第三节井漏的预防.......................错误！未定义书签。

第四节井漏的处理.......................错误！未定义书签。

第五章防卡钻井液工艺技术...................错误！未定义书签。

第一节压差卡钻的原因和象征.............错误！未定义书签。

第二节压差卡钻的预防措施...............错误！未定义书签。

第三节解除压差卡钻的方法...............错误！未定义书签。

第四节沉砂卡钻.........................错误！未定义书签。

第五节井塌卡钻、砂桥卡钻和掉块卡钻.....错误！未定义书签。

第六节缩径卡钻.........................错误！未定义书签。

第七节钻头/扶正器泥包卡钻..............错误！未定义书签。

第六章防喷钻井液工艺技术...................错误！未定义书签。

第一节井控及其相关概念.................错误！未定义书签。

第二节井喷失控的原因及危害.............错误！未定义书签。

第三节溢流的原因、预防与检测...........错误！未定义书签。

第四节溢流显示与发现...................错误！未定义书签。

第五节防喷钻井液工艺技术...............错误！未定义书签。

第七章特殊工艺井钻井液技术.................错误！未定义书签。

第一节水平井、大位移井钻井液技术.......错误！未定义书签。

第二节欠平衡压力钻井液技术.............错误！未定义书签。

第三节分支井钻井液技术.................错误！未定义书签。

第四节长裸眼井钻井液技术...............错误！未定义书签。

第五节小眼井钻井液技术.................错误！未定义书签。

第八章特殊情况下钻井液处理工艺.............错误！未定义书签。

第一节粘土侵处理.......................错误！未定义书签。

第二节盐水侵处理.......................错误！未定义书签。

第三节盐侵的处理.......................错误！未定义书签。

第四节钙侵的处理.......................错误！未定义书签。

第五节油、气侵.........................错误！未定义书签。

第六节H2s气侵的预防与处理.............错误！未定义书签。

第七节松软地层划眼的原因和预防.........错误！未定义书签。

第八节电测遇阻的原因及预防.............错误！未定义书签。

第九节PDC钻头发生泥包的原因及预防措施..错误！未定义书签。

第十节HC03.和CO32-污染.................错误！未定义书签。

第九章保护油气层的钻井液技术...............错误！未定义书签。

第一节保护油气层的技术概论.............错误！未定义书签。

第二节保护油气层的钻井液类型及其应用.……错误！未定义书签。

第十章废弃钻井液对环境的污染及其处理.......错误！未定义书签。

第一节废弃钻井液对环境的影响...........错误！未定义书签。

第二节废弃钻井液的物理处理方法.........错误！未定义书签。

第三节废弃钻井液的化学处理方法.........错误！未定义书签。

第四节其它方法..........................错误！未定义书签。

第十一章钻井液有关计算......................错误！未定义书签。

第一节钻井液常用计量单位及其换算.......错误！未定义书签。

第二节容积体积计算......................错误！未定义书签。

第三节钻井液流量流速计算...............错误！未定义书签。

第四节钻井液组分的计算..................错误！未定义书签。

第五节钻井液配制和维护处理的有关计算.……错误！未定义书签。

第六节循环系统的压力损耗计算...........错误！未定义书签。

第七节处理复杂情况的钻井液计算.........错误！未定义书签。

附录...................................错误！未定义书签。

泥浆公司重点科研仪器..........................错误！未定义书签。

Fann50sL型高温高压流变仪及其应用........错误！未定义书签。

OFI900型粘度计及其应用..................错误！未定义书签。

动态线性膨胀仪............................错误！未定义书签。

高温高压井壁稳定性模拟实验仪及应用.......错误！未定义书签。

硅酸钠封固作用P.T.实验结果................错误！未定义书签。

4

作用的正向P.T.PF@tPa)

3.5作用后正向P.T.(及向的)PFZCMPA)

反向P.T.P上用MPa)

3第二次正向P.T/反囱后)PF/tMPa)

£2.5

32

图1.5

1

0.5

0

100120

时间(m)

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DW-III高温高压动态污染仪的简介错误！未定义书签。

第一编钻井液基础知识和基本技能..................................1

第一章钻井液相关概念.........................................1

第一节钻井液的功用.......................................1

第二节钻井液的类型.......................................1

一、水基钻井液.........................................2

1、分散钻井液(DispersedDrillingFluids).....................2

2、不分散钻井液(Non-DispersedDrillingFluids).........2

3、钙处理钻井液(Calcium-treatedDrillingFluids)........2

4、盐水钻井菠(Sal-twaterDrillingFluids)..................2

5、饱和盐水钻井液(SaturatedSalt-waterDrillingFluids)

..............................................................................................................2

6、聚合物钻井液(PolymerDrillingFluids)..................3

7^钾基聚合物钻井液(Potassium-basedPolymerDrilling

Fluids)................................................................................................3

二、油基钻井液(oil-basedDrillingFluids)............................3

三、气体型钻井流体(Gas-typedDrillingFluids)..................3

1、空气或天然气钻井流体(Air/NaturalGasDrilling

Fluids)................................................................................................3

2、雾状钻井流体(MistGasDrillingFluids)................3

3、泡沫钻井流体(FoamDrillingFluids)........................3

4、充气钻井液(AeratedDrillingFluids).........................3

四、合成基钻井液(SyntheticDrillingFluids)........................4

五、保护油气层的钻井液(Drilling-inFluids)...........................4

第三节钻井液的组成.......................................4

第四节钻井液性能及其作用................................4

一、钻井液密度(DrillingFluidDensity)......................................4

二、钻井液的流变性(RheologicalPropertiesofDrilling

Fluids)........................................................................................................5

三、钻井液的滤失造壁性(FiltrationProperiiesofDrilling

Fluids)........................................................................................................5

四、钻井液的pH值和碱度(pHValueofDrillingFluids)..…6

1)钻井液的PH值(pHValue)..............................................6

2)钻井液的碱度....................................6

五、钻井液含砂量(SandContentofDrillingFluids).............6

六、钻井液固相含量(SolidContentofDrillingFluids)............7

1)钻井液中固相的类型..............................7

2)钻井液固相含量与井下安全的关系..................7

3)钻井液固相含量对钻速的影响......................8

七、钻井液中膨润土的含量(BentoniteContentofDrilling

Fluids)........................................................................................................8

八、钻井液滤液(DrillingFluidsFliltrate).......................................8

1)氯离子..........................................8

2)钙、镁离子......................................8

第二章胜利油田及其它地区地质情况简介.........................9

第一节平原组地层综合状况、复杂情况及钻井液技术..........9

一、岩性组合特征.......................................9

二、复杂情况提示.......................................9

三、复杂情况的原因.....................................9

四、钻井液技术要点.....................................9

第二节明化镇组Nm地层综合状况、复杂情况及钻井液技术…..…10

一、岩性组合特征......................................10

二、复杂情况提示......................................10

三、复杂情况的原因....................................10

四、钻井液技术要点....................................10

第三节馆陶组Ng地层综合状况、复杂情况及钻井液技术......11

一、岩性组合特征......................................11

馆陶组上段........................................11

馆陶组下段........................................11

二、复杂情况提示......................................11

三、复杂情况的原因....................................11

四、钻井液技术要点....................................12

第三节东营组Ed地层综合状况、复杂情况及钻井液技术.......12

一、岩性组合特征......................................12

东营组一段........................................12

东营组二段........................................12

二、复杂情况提示......................................13

三、复杂情况的原因....................................13

四、钻井液工作提示....................................13

第四节沙河街组Es地层综合状况、复杂情况及钻井液技术....13

一、岩性组合特征......................................13

沙一段Esi...................................................................................13

沙二段ES2.................................................................................14

沙三上ES3...................................................................................14

沙三中ES3...................................................................................14

沙三下ES3...................................................................................14

沙四上ES4...................................................................................15

沙四中ES4.................................................................................15

沙四下ES4.................................................................................15

二、复杂情况提示......................................15

三、复杂情况的原因....................................16

四、钻井液技术........................................16

第五节孔店组EK地层综合状况、复杂情况及钻井液技术.......18

一、岩性组合特征......................................18

孔一段Eki...................................................................................18

孔二段Ek2...................................................................................18

孔三段Ek3...................................................................................18

二、复杂情况提示......................................18

三、复杂情况的原因....................................19

四、钻井液工作提示....................................19

第六节白垩系K地层综合状况、复杂情况及钻井液技术.......20

一、岩性组合特征......................................20

王氏组............................................20

青山组............................................20

二、工程故障提示......................................20

三、钻井液工作提示....................................20

第七节侏罗系J地层综合状况、复杂情况及钻井液技术.......21

一、岩性组合特征......................................21

蒙阴组............................................21

三台组............................................21

坊子组............................................21

二、工程故障提示......................................21

三、钻井液工作提示....................................22

第八节二迭系P地层综合状况、复杂情况及钻井液技术........22

一、岩性组合特征......................................22

石千峰组..........................................22

上石盒子组........................................22

下石盒子组........................................22

山西组............................................23

二、工程故障提示......................................23

三、钻井液工作提示....................................23

第九节石碳系C地层综合状况、复杂情况及钻井液技术.......24

一、岩性组合特征......................................24

太原组............................................24

本溪组............................................24

二、工程故障提示......................................24

三、钻井液工作提示....................................24

第十节奥陶系。地层综合状况、复杂情况及钻井液技术........25

一、岩性组合特征......................................25

八陡组............................................25

马家沟组..........................................25

冶里-亮甲山组.....................................26

二、工程故障提示......................................26

三、钻井液工作提示....................................26

第十一节寒武系€地层综合状况、复杂情况及钻井液技术.......26

一、岩性组合特征......................................26

凤山组............................................26

长山组............................................27

岗山组............................................27

张夏组............................................27

徐庄组............................................27

毛庄组............................................27

馒头组............................................27

二、工程故障提示......................................28

三、钻井液工作提示....................................28

第十二节泰山群Ars地层综合状况、复杂情况及钻井液技术........28

一、岩性组合特征......................................28

二、工程故障提示......................................28

三、钻井液工作提示....................................28

第三章粘土知识与配浆........................................28

第一节粘土矿物的分类及主要性质..........................28

一、粘土矿物的分类及主要特点..........................28

1、高岭石(Kaolinite)...........................................................29

2、蒙脱石(Montmorillonite)................................................29

3、伊利石(Illite)..................................................................29

4、绿泥石(Chlorite).............................................................29

5、海泡石族(Attapulgite)....................................................29

6、混合晶层粘土矿物...............................29

二、粘土矿物的主要性质................................29

1、粘土的吸附作用.................................29

(1)物理吸附.................................29

(2)化学吸附一离子交换吸附...................30

2、吸附水的性质...................................30

3、粘土矿物的水化膨胀性质.........................31

4、粘土矿物受热后的性质...........................31

5、粘土矿物与有机化合物间的反应...................31

(1)静电引力.................................31

(2)范德华力是分子间的作用力.................32

6、粘土矿物的其它性质.............................32

(1)光学性质.................................32

(2)电学性质.................................32

(3)溶解性...................................32

(4)密度.....................................33

(5)X衍射...................................33

第二节粘土的水化作用...................................33

一、粘土水化作用产生的原因及其方式....................33

1、粘土表面直接吸引水分子而水化...................33

2、粘土表面间接吸引水分子而水化...................33

二、粘土水化膨胀的过程................................33

1、表面水化.......................................33

2、渗透水化.......................................34

三、影响粘土水化作用的因素............................34

第三节膨润土浆的现场配制工艺技术.......................36

一、粘土的造浆率......................................36

二、膨润土的鉴定方法..................................36

1、实验室鉴定方法.................................36

2、现场鉴定方法...................................36

三、膨润土浆的配制工艺................................36

四、儿种情况下配浆与混浆..............................38

1＞大井眼配浆开钻：..............................38

2、盐水/海水配浆..................................38

3、钻井过程中膨润土浆使用.........................38

第四章钻井液性能测试及实验..................................39

第一节钻井液密度.......................................39

1.1概述.............................................39

1.2仪器.............................................39

1.3测定程序.........................................39

1.4校正程序.........................................40

1.5含有气体或空气的钻井液密度测定...................40

1.5.1概述........................................40

1.5.2仪器........................................40

1.5.3测定程序....................................40

154校正程序.....................................41

第二节粘度和静切力.....................................41

2.1概述.............................................41

2.2漏斗粘度.........................................41

2.2.1仪器........................................41

2.2.2测定程序....................................42

2.3塑性粘度、表观粘度、动切力和静切力...............42

2.3.1仪3号........................................42

2.3.2测定程序....................................43

2.3.3计算........................................44

第三节API滤失量........................................44

3.1概述.............................................44

3.2低温低压试验.....................................44

321低温低压试验用仪器...........................44

3.2.2低温低压滤失量测定程序.......................45

3.3高温高压试验.....................................46

3.3.1高温高压试验用仪器...........................46

3.3.2温度低于150℃时的测定程序...................46

3.3.3温度高于150℃时的测定程序...................47

第四节水、油和固相含量..................................49

4.1概述.............................................49

4.2仪器.............................................49

4.3测定程序.........................................50

4.4计算.............................................51

第五节含砂量............................................53

5.1概述.............................................53

5.2仪器.............................................53

5.3测定程序.........................................53

第六节亚甲基蓝容量.....................................54

6.1概述.............................................54

6.2仪器和药品.......................................54

6.3测定程序.........................................55

6.4计算.............................................55

第七节pH值.............................................56

7.1概述.............................................56

7.2仪器.............................................56

7.3PH值的测定程序..................................58

7.4电极维护程序.....................................59

第八节化学分析..........................................60

8.1碱度和石灰含量...................................60

8.1.1概述.........................................60

8.1.2仪器和药品..................................61

8.1.3滤液碱度Pf、Mf的测定程序....................61

8.1.4钻井液碱度Pm测定程序.......................61

8.1.5Pf.Mf的计算................................62

8.1.6石灰含量的测定程序..........................62

8.2氯离子含量......................................63

8.2.1概述.........................................63

822仪器和药品...................................63

8.2.3测定程序....................................63

8.2.4计算........................................63

8.3以钙计的总硬度..................................65

8.3.1概述.........................................65

8.3.2仪器和药品..................................66

8.3.3测定程序....................................66

8.3.4计算........................................67

第五章滤液分析..............................................68

第一节钙离子含量........................................68

5.1.1概述............................................68

5.1.2仪器和药品......................................68

5.1.3测定程序........................................69

5.1.4计算............................................69

第二节镁离子含量........................................70

5.2.1概述............................................70

5.2.2测定程序........................................70

5.2.3计算............................................70

第三节硫酸钙含量........................................70

5.3.1概述............................................70

5.3.2仪器和药品......................................71

5.3.3测定程序........................................71

第四节硫化物含量........................................72

5.4.1概述............................................72

5.4.2仪器和药品......................................73

5.4.3测定程序........................................74

5.4.4计算............................................75

第五节碳酸盐含量........................................76