钻井液完井液化学5

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1、1第一章钻井液概论本章要求掌握：钻井液、完井液概念钻井液、完井液的组成和类型钻井液、完井液的主要作用钻井液基本性能参数钻井液技术发展简史2课程内容包括三大基础：粘土胶化流变学处理剂化学三大体系：水基油基气体类两大工艺：固控技术复杂情况预防及处理两大技能：钻井液、完井液配制钻井液、完井液性能测试3习题：1、9、101.试阐述钻井液在钻井过程中的主要作用。9.密度为1.60g/cm3的盐水钻井液被蒸干后，得到8％的柴油和68％的蒸馏水。已知钻井液中Cl-含量为92000ml/l，试求该钻井液的固相含量。10.将1ml钻井液用蒸馏水稀释到50ml，然后用

2、0.01M亚甲基蓝标准溶液进行滴定。到达滴定终点时该溶液的消耗量为3.6ml，试求钻井液中膨润土的含量（用g/l表示）。41.试阐述钻井液在钻井过程中的主要作用。控制压力、冷却润滑、传递水功率、破岩清岩、形成泥饼、携带并悬浮钻屑及加重剂、保护油气层。作业讲评（chapter1，No9）已知：fo=8%（0.08），fw=68%（0.6），[Cl－]=92000mg/L求：fs解：①[NaCl]质量浓度②查表，NaCl质量分数为14%，Cf=1.054③计算fs，答：该钻井液的固相含量为20%。5610.将1ml钻井液用蒸馏水稀释到50ml，然后用0

3、.01M亚甲基蓝标准溶液进行滴定。到达滴定终点时该溶液的消耗量为3.6ml，试求钻井液中膨润土的含量（用g/l表示）。fc=14.3×3.6=51.48（g/L）7第二章、粘土胶体化学基础本章要求重点掌握内容：1.几种粘土矿物的晶体构造及其特点。2.粘土水化机理。3.扩散双电层理论和电解质对电动电势的影响。4.胶体体系的基本概念。5.聚结稳定性和沉降稳定性概念及其影响因素。8习题2、3、82.常见的粘土矿物有哪些？它们的晶体构造各有何特点？3.什么叫粘土的阳离子交换容量？其大小与水化性能有何关系？与钻井液性能、井壁稳定性又有何关系？8.什么叫ζ电位

4、？其大小与粘土胶体的稳定性有何关系？粘土胶体的ζ电位受哪些因素的影响？常见的粘土矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石晶体构造特点：（列表、文字分别陈述均可）矿物名称晶型晶层间距晶格取代补偿离子CEC高岭石1:17.2——3～15伊利石2:19.6～40O-(Al-Mg)K＋70～130蒙脱石2:110T-(Si-Al)Na＋、Ca＋＋20～4092.常见的粘土矿物有哪些？它们的晶体构造各有何特点？103.什么叫粘土的阳离子交换容量？其大小与水化性能有何关系？与钻井液性能、井壁稳定性又有何关系？粘土的阳离子交换容量是指在分散介质pH为7的条件下，粘土所能交换

5、下来的阳离子总量。一般来说，阳离子交换容量大的粘土矿物水化能力强。地层中的粘土矿物如果阳离子交换容量大，易发生水化膨胀，造成井壁不稳定，可能引起井下事故。118.什么叫ζ电位？其大小与粘土胶体的稳定性有何关系？粘土胶体的ζ电位受哪些因素的影响？ζ电位：滑动面到均匀液相的电位降。稳定性的概念，ζ电位越高，聚结稳定性越好影响因素：反离子浓度、反离子价数12第三章钻井液的流变性Chapter3TheRheologyofDrillingFluids本章要求重点掌握：1.几种流型的概念和数学模型。2.流变参数的胶体化学性质。3.流变性测量原理和流变参数直读公

6、式。4.钻井液流变性与钻井工程的关系。5.钻井液流变性能的调节与维护。13习题4、5、84.用旋转粘度计测得θ600=35，θ300=23，试计算钻井液的下列流变参数：表观粘度（μa）、塑性粘度（μp）、动切力（τ0）、流性指数（n）和稠度系数（K）。5.中原油田文33-38井在深2676m处的钻井液密度为1.32g/cm3，在60℃时用Baroid286型无级调速旋转粘度计测得下列数据：（1）以剪切速率γ（s-1）为横坐标，剪切应力τ（Pa）为纵坐标，绘制该井浆的流变曲线，并判断其流动特性，最接近于何种流变模式。（2）试计算每种剪切速率所对应的井

7、浆表观粘度。（3）已知在该井段，钻井液在环形空间的平均流速为79.3cm/s，钻井时使用81/2″(21.6cm)钻头，5″(12.7cm)钻杆，采用试算法确定井浆在环形空间的n、Ｋ值。（4）试计算该井浆的卡森模式参数τ和η∞。8.试简要阐述钻井液流变性与钻井作业的关系。转速/r·min-16004003002001008060402063刻度盘读数52.338.832.825.518.516.514.011.510.08.27.514AV(η′)=ф600/2mPa.s牛顿流体NewtonianFluids：η=ф300=ф600/2mPa.s宾

8、汉流体BinghamFluids：PV(ηs)=ф600-ф300mPa.sYP(τ0)=0.511(ф300-ηs)P