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1、高密度钻井液技术难度分析及对策毕业设计目录摘要I目录III第一章绪论11.1选题意义11.2国内外研究现状11.2.1国内现状21.2.2国外现状51.2.3小结现阶段的问题61.3研究内容81.4研究思路81.4.1方法81.4.2技术路线8第二章高密度钻井液流变性机理研究102.1高密度钻井液作用机理102.2流变性调控机理122.2.1膨润土含量122.2.2温度132.2.3PH值132.2.4加重剂142.2.5处理剂162.2.6其它162.3游离水与钻井液流变性关系162.4高温与钻井液流变性关系212.5高密度钻
2、井液流变性调控方法与趋势222.5.1解决方法222.5.2高密度钻井液发展趋势24I第三章高密度钻井液滤失性机理研究253.1高密度钻井液滤失性机理263.2高密度钻井液滤失性调控机理273.2.1静滤失方程273.2.2滤失时间对滤失量的影响283.2.3压差对滤失量的影响293.2.4滤液的粘度、温度最滤失量的影响303.2.5固相含量和类型对滤失量的影响303.3高密度钻井液滤失性小结31第四章高密度钻井液难度对策探讨334.1加重剂探讨334.1.1重晶石的活化344.1.2可溶性加重剂的应用354.1.3不同加重剂的
3、配比354.2处理剂探讨364.3新型钻井液体系的应用374.3.1有机盐钻井液384.3.2甲酸盐钻井液394.4本章小结404.5结束语41结论42致谢43参考文献44I第一章绪论1.1选题意义随着石油资源的不断勘探和开发，浅层简单地质条件的油气资源不断的被开采出来，剩下的将是开采难度更大的深层资源。同时世界范围油气资源的消耗速度也呈现出飙升的现象。在这样的条件下，向深层钻探就成为了一个必然的趋势。随着钻井深度的不断增加,地层压力不断升高,这就对钻井液提出了更高的要求,以往密度在1.2～1.6g/cm3的普通加重钻井液已难以
4、满足要求，密度在1.6～2.3g/cm3的高密度钻井液正逐渐得到广泛的应用，然而高密度钻井液由于高密度的原因也带来了很多钻井技术难点，特别是高密度钻井液流变性能控制与滤失性控制等。这些问题到目前为止一直困扰着我国乃至全世界。高密度钻井液随加重材料的加入其表观粘度、塑性粘度呈现不规律的平台变化。加重材料对高密度钻井液性能有较大影响,加重剂密度决定高密度钻井液固相的体积分数,从而影响其流变性;加重剂粒度影响高密度钻井液的液相粘度和沉降稳定性;加重材料表面改性及活化,改善了加重材料动力稳定性和高密度钻井液流变性能,钻井液的低剪切粘度是
5、区分钻井液有无沉降现象的一个重要参数。高温、高压、高盐及多压力系统环境,高密度钻井液中40%～60%固相含量导致高密度钻井液粘度、切力过高变稠,同时产生加重剂沉降问题。高压深井施工中经常因钻井液流动困难、循环阻力大、激动压力高而发生井漏、钻井液失稳、固化、高温胶凝等复杂情况。采用稀释剂减稠进一步恶化加重剂沉降,采用结构稳定剂提高切力,以悬浮加重剂会导致流变性变差。经常陷入“加重-增稠-降粘-加重剂沉降-密度下降-再次加重”的恶性循环,高密度钻井液流变性与沉降稳定性控制已成为深井钻井的关键技术。面对高密度钻井液比常规钻井液更多的技
6、术难点，我们就要从根本上了解高密度钻井液作用机理、高密度钻井液加重材料对钻井液性能的影响、膨润土对钻井液性能的影响等，从而才能从根本上找到应对高密度钻井液技术难点的对策，为在更多地层条件下运用提供理论的支持。1.2国内外研究现状随着钻井深度增加,钻遇的复杂地层不断增多,对钻井液密度的要求范围越来越大,而对于不同钻井液,其组成、性能、使用工艺和维护方式等存在很大差异。43所以在我们研究本论文的高密度钻井液之前，我们需要给高密度钻井液一个定义以便能明确研究的对象。根据密度对钻井液体系分类,可以有利于钻井液体系的选择与使用。根据以往的
7、经验和试验结果,对于现在所用的钻井液可以按密度分为以下几类:低密度钻井液,密度小于1.0g/cm3；普通钻井液,密度1.0～1.2g/cm3；普通加重钻井液,密度1.2～1.6g/cm3；高密度钻井液,密度1.6～2.3g/cm3；超高密度钻井液,密度2.3～3.0g/cm3；特高密度钻井液，密度大于3.0g/cm3。。通常,在钻井过程中如果单纯地利用表层土层造浆,钻井液密度也可能达到1.2g/cm3,其粘度不大,体系性能也比较容易维护,技术也很成熟,所以把这种钻井液称之为普通钻井液。当需要继续增加密度时,加入各种各样的加重剂,
8、体系密度增加,粘度也会增加,一直到1.6g/cm3左右时出现平台。从国内外钻井液使用的经验来看,这个密度的钻井液体系技术也比较成熟,普遍采用重晶石加重,因此称之为普通加重钻井液。继续增加密度时,粘度出现平台,越过平台期后粘度又持续增加,一直到2.3g/cm3。这
