钻井液基本解析.ppt

1、钻井液基本分析，安东石油技术(集团)有限公司中国(天津)采购中心2013年3月14日，内部容量，1，钻井液基本知识，2，钻井液功能，4，钻井液处理剂，3，钻井液性能，一般称为泥浆的钻井液在钻孔中，钻井液起到冷却和润滑钻孔钻头、输送和悬挂钻孔屑、泥浆在测井中反映形成信息、稳定井壁、平衡形成压力、提高钻孔速度和岩石破坏效率的作用。在钻探过程中，钻井液有多重要，经常以“泥浆是钻探的血液”的形式进行形象化。钻井液技术是基础理论与工程原理相结合的应用技术。特别是钻井液技术，包括技术和工程应用，以及地质、化学和物理方面的基本理论和基本知识。利用各种材料、原材料处理剂的科学兼容性，合理使用各种设备，以最经济

2、的成本满足钻井工程的目的。钻井液技术不仅要设计和准备最理想的钻井液，而且要以最经济的投资成功完成每口井的钻井工作。第一，钻井液基本知识，钻井液目前主要有两种分类方法。一般来说，我们按流体介质将钻井液分为三类：以水为基础、以油为基础和以气体为主体。(见图1)，第一，钻井液基本知识，注：钻井液固形物分为活性固相和惰性固相两种类型。水合作用好或容易与液体的特定成分反应的称为活性固体，反之称为惰性固体。前者主要指膨润土，后者包括石英、长石、重晶石和浆料比例很低的粘土等。除了重晶石外，其他惰性固着被视为有害伤，是需要最大限度地去除的物质。1，聚合物钻井液系统：以聚合物为主处理剂的水基钻井液。2，基于钾的

3、钻井液系统：基于钾的聚合物钻井液是一种基于多种聚合物的钾(或铵、钙)盐和KCI基处理剂，防塌钻井液。3、饱和盐水钻井液体系：常温下氯化钠含量达到饱和水体系钻井液。可以使用饱和盐水，也可以将钻井液和盐添加到饱和中。4、分散钻井液体系：添加分散剂的水系钻井液。磺化口香糖、磺化褐煤和磺化酚醛树脂作为主要处理剂的三磺酰钻井液具有很强的耐热性，适用于深井和超深井。5、钙处理钻井液系统：石灰、石膏或氯化钙处理剂水系统钻井液。这种钻井液的特点是系统中含有一定浓度(质量浓度)的Ca2和分散剂。第一，钻井液基本知识，还结合国际钻井液分类方法，我国还将钻井液分为以下8类：6，盐水钻井液体系：氯化钠含量大于1%(质

4、量分数)的水体系钻井液。盐水钻井液用盐水(或海水)制造。7、基于油的钻井液体系；作为连续相钻井液，油(通常使用柴油或矿物油)称为以油为基础的钻井液。与水基钻井液相比，油层钻井液的主要特征是耐高温、强抑制性和耐盐性、钙污染能力、润滑性好，有效减少油气层的破坏等。8、气体钻井液：气体钻井液主要适用于低压油气层、易泄漏的土地层和部分稠油油藏钻井。其特点是密度低，钻头快，有效保护石油和天然气，有效防止井漏等复杂情况的发生。第一，钻井液基本知识，钻井液的各种性能可以通过处理剂的比例调节。目前我国将钻井液材料和处理剂分为16类：1，黏土类；2、使材料恶化；3、滤液减少；4、降粘剂；5、黏合剂；6、润滑剂；

5、7、缓蚀剂；8、页岩抑制剂；9、乳化剂；10、消泡剂；11、杀菌剂；12、絮凝剂；13、发泡剂；14、插头代理；15、除卡剂；16、其他类。注：进一步了解，第4章，I，钻井液基本知识，钻井液技术是油气钻井项目的重要组成部分。随着钻探难度的逐步增大，该技术在确保安全、高质量、高速钻探方面起着越来越重要的作用。钻井液最基本的功能如下：1、搬运和悬浮岩石。2、稳定井壁，平衡地层压力。3、冷却和润滑钻头、钻头。4、流体力学传递。5、油气层保护。6、形成一层泥，防止钻进地层的空隙和裂缝。7、帮助收集和解释从钻孔、型芯和日志记录中获取的信息。第二，钻井液起作用，但钻井实践表明，作为良好的钻井液，仅上述几点

6、是不够的。此外，现代钻井技术要防止和尽量减少对石油和天然气储层的危害，确保钻井液1，钻井液对人和环境没有任何危害。2、在钻探的眼里，不需要特别昂贵的完成方法。3、不能妨碍生产井的正常生产。4、不能腐蚀钻孔设备。一般来说，钻井液成本仅占总钻井成本的7-10%，但是先进的钻井液技术往往可以使用两倍的钻井液技术，这可以大大降低钻井成本，带来相当大的经济效益。第二，根据API建议的钻井液性能测试标准，要测试的钻井液的一般性能包括密度、漏斗粘度、塑料粘度、动态剪切、静态、API过滤器损耗、HTHP过滤器损耗、pH、碱度、砂含量、固相含量、膨润土含量和过滤器中各种离子的质量浓度其中钻井液密度、可过滤性、流

7、变性和ph是测量的关键标准。首先，钻井液密度钻井液的密度表示单位体积钻井液的质量，该单位通常表示为g/cm3。可以用特殊的密度计来测量。钻井液密度主要用于调节钻井液静压柱压力，平衡地层孔隙压力，确保安全钻孔。也用于平衡地层结构应力，以避免井崩。钻井液密度必须满足地质和工程要求，密度过高会导致钻井液过浓、泄漏、钻井速度降低、油气层破坏增加和钻井液成本增加等一系列问题，密度低容易引起井喷或井喷，还会导致井崩、井孔减少和输送能力降低。第三，提高钻井液性能、钻井液密度的方法是添加多种加权材料。在恶化之前，必须调整钻井液的各种性能，特别是要严格控制低密度固相含量。所需密度值越高，在增加之前钻井液固相含量

8、越低，粘度和切向力越低。另外，添加可溶无机盐(如NaCl)也是更常见的密度增加方法，可以将钻井液密度提高到1.20 g/cm3左右。降低钻井液密度的方法如下： 1，机械和化学絮凝去除固定床，降低钻井液固相含量。2、水稀释；3、钻井液膨胀(低压油层钻井时可选)。需要制造低密度钻井液时，应使用高浆速粘土。相反，需要的密度高的时候，应该使用浆比低的黏土。但是要注意，为了实现高密度，选择浆料比例极低的粘土浆料的方法可能不可取，因为钻井液固相含量可能超过允许范围。第三，钻井液性能，第二，钻井液过滤器壁形成损失钻孔时，钻井液的液柱压力一般大于地层孔隙压力，在压差下，钻井液液渗透了一般称为钻井液过滤性的人地

9、层。液体渗透过程中，钻井液的固相粒子附着在钻孔壁上，形成泥浆蛋糕层。随着泥饼逐渐变厚、压差下的压缩，对裸眼井壁起着有效、稳定、保护的作用，这就是钻井液这种壁形成性。泥浆蛋糕的渗透性远低于地层的渗透性，因此，所做的泥浆蛋糕可以有效地防止钻井液的固体和滤液继续渗入地层。在钻井液过程中，钻井液的渗透速度一般表征为重要参数滤波损失量。在钻井液过程中，控制和调整钻井液过滤器性能的关键是提高滤饼的密度，降低渗透率，提高滤饼的抗剪性和润滑性。主要调整方法是根据钻井液类型、组成和钻孔地层的情况，选择合适的滤失剂。第三，钻井液性能，第三，钻井液流变性钻井液流变性是指钻井液流和变形的特点。此特性通常由不同的流变模

10、式及其参数表征，最常用的流变模式是冰寒和幂律模式。其中，宾汉模式参数是塑性粘度和动态切向力。幂律模式的参数是流动指数和一致性系数。另外，漏斗粘度、表观粘度和静态切线等是钻井液的重要流变参数。钻井液的流变性是钻井液最重要的性能之一，因为它与一系列钻井作业密切相关，如岩石搬运、井壁稳定性、机械钻井速度提高和环空水力参数计算。流变性质的调整通常是通过钻井液处理剂进行的。第三，钻井液的性能，第四，钻井液的PH值测定和调整是控制钻井液性能的基本手段。酸碱强度与钻井液中粘土颗粒的分散度直接相关，因此会对钻井液的粘度、剪切力和其他性能参数产生重大影响。在实际应用中。大多数钻井液的PH值必须保持在8到11之间

11、的控制，即较弱的碱性环境。这主要是因为：(1)可以减少钻头的腐蚀。(2)防止因氢脆而造成的钻孔和衬套损坏。(3)能抑制钙镁盐在钻井液中的溶解。(4)褐煤和木质素磺酸盐处理剂等碱性介质需要相当多的处理剂。钻井液的PH值通常使用PH测试条测量。如果所需精度高，可以使用PH米。第三，钻井液的性能，增稠剂SDMC重晶石英文：ba rite powder sl-bar增稠剂产品说明：重晶石是以BaSO4为主要成分的天然矿石，是用加工制造的灰白色粉末产品。主要用于提高密度不超过2.30g/cm3的水基钻井液和含油钻井液的密度。Sl-bar技术要求性能指标密度，g/cm3 4.20水溶性碱金属(钙)，筛余质

12、量分数大于mg/kg250 75m，%(m/m)3.02、控制地层压力。3、稳定钻孔。优点：1，钻井液最常用的标准化增稠剂。2、与钻井液其他成分不起作用的化学惰性。密度高，价格低。物理特性：1，外观：粉末。2，密度：4.2g/cm3。第四，钻井液处理剂、SDMC青石粉calium carbonate powder sl-ca增稠剂产品说明：青石粉的主要成分为CaCO3，在钻井中主要用于提高水基钻井液和油基钻井液的密度，密度低，一般密度为1.34 g/cm3以下的钻井液也可以用作桥梁和堵塞的不同粒度。Sl-ca技术要求性能指标密度，g/cm3 2.7水溶性含量，%0.10酸不溶性含量，%10.0 CaCO 3含量，%90，4，钻井液处理剂，用途2、控制地层压力。3、减少过滤损失。4、桥梁堵塞，水库保护。优点：1，HCl溶液15%至90%溶解。2、提供有效的桥梁。物理特性：1，外观：粉末。2，密度：2.7g/cm3。第四，钻井液处理剂、低粘度羧甲基纤维素钠盐LV-sodium carboxyl cellulose sl-LV CMC滤失剂产品说明：低粘度羧甲基纤维素盐也称为LV-CMC，由氯乙酸钠和碱性纤维素反应。用于控制水基钻井液的过滤。实验室温度为