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1、钻井液现场维护、 调整与储层保护秦礼曹中油股份公司勘探与生产工程监督中心2004年5月1前言钻井液成本占钻井成本约10%.在钻井事故及复杂中所造成的费用损失中,因钻井液问题造成的事故及复杂的比例占多少?估计远大于10%.原因分析:与地层直接接触的有二项:钻井液和井下工具,而钻井事故及复杂主要发生在井下.钻井液受地层影响及破坏最严重.钻井液对井壁影响最大.常常有人把钻井液在钻井工程中的作用比做人体中的血液,非常恰当.人体血液约占人体重量的10%,但决非一条胳膊或一条腿的重要性可比,而是整体性的影响,钻井液在钻井工程中的影响也同样是整体性的.2前言钻井液性能好坏直接影响井下安全.例如:西部×
2、×井的刹把出现问题,造成钻具在井下无法动弹,由于是进口钻机,无现成刹把替换,只得到东部钻井公司大本营去取,共用了5天时间,起钻正常,没有发生钻井事故及复杂.即使没有钻井设备没有出现问题,钻井液性能不好造成钻井事故及复杂的情况是非常多的.西部××井,钻井液性能不好,屡屡发生井下复杂,后更换了钻井液工程师,改善了钻井液性能,顺利完井.3一、钻井液的组成、功能与设计二、钻井液体系分类三、钻井液处理剂分类四、钻井液性能五、水基钻井液简介六、钻井液现场配制、维护与调整七、钻井过程中的储层保护八、国内外钻井液概况4一、钻井液的组成与功能1、钻井液的组成连续相水：水基钻井液油：油基钻井液合成基液体：合
3、成基钻井液气体：空气、氮气、(雾、泡沫)5一、钻井液的组成与功能1、钻井液的组成固相配浆材料(膨润土、凹凸棒石、海泡石等)加重材料(重晶石、石灰石、铁矿粉等)钻屑堵漏材料、固体润滑剂等不溶性化学沉淀物某些处理剂中的不溶物6一、钻井液的组成与功能添加剂降滤失剂杀菌剂增粘剂除钙剂絮凝剂缓蚀剂稀释剂(解絮凝剂)页岩抑制剂表面活性剂润滑剂乳化剂消泡剂发泡剂pH控制剂72、钻井液的主要功能1.清洁井底并携带钻屑至地面2.悬浮钻屑和加重材料3.控制和平衡地层压力4.形成滤饼，保护井壁5.冷却和润滑钻头和钻柱6.加快机械钻速7.控制钻具和套管的腐蚀速率8.支撑钻柱和套管的部分重量9.提供所钻地层的有关
4、资斜一、钻井液的组成与功能83、钻井液设计原则1钻井液的性能要求合理的钻井液密度。合适的钻井液流变性，能悬浮并及时携带出坍塌物和钻屑。具有较低的滤失量和较好的滤饼质量。具有良好的封堵能力。具有良好的润滑性能。具有较强抑制性。具有良好的抗污染能力。有利于保护储层，且能适应地层的变化和影响，保持性能稳定。9钻井液设计原则2钻井液体系优选与井型配伍探井应满足地质发现的要求，选用利于发现和保护储层、利于测井解释和井下安全的钻井液。生产井应选取最优化的钻井液体系，既利于提高钻速和井下安全又利于保护储层的钻井液。调整井选用能对付多压力层系且有利于储层保护的钻井液体系。定向井选用润滑、防塌、保护储层且
5、携带和悬浮能力强的钻井液体系。10钻井液设计原则3与地层配伍易塌层：选用防塌钻井液。石膏层：选用抗钙钻井液或钙处理钻井液。盐岩层：选用抗盐污染钻井液或盐水钻井液。高温地层：选用抗高温钻井液，并严格控制粘土含量。11钻井液设计原则4与储层配伍选用对储层具有保护作用的钻井液体系及处理剂。严格控制钻井液中固相含量特别是粘土含量。钻井液适应地层变化和影响，性能稳定。12钻井液设计原则5与环境配伍应尽量不用或少用严重污染地表水或地下水的钻井液及处理剂。要注意所用钻井液和处理剂的毒性，减小钻井液对环境造成的危害，尤其在环境敏感的地区进行工程作业时。13二、钻井液体系分类1、水基钻井液体系(包括水包油
6、钻井液)2、油基钻井液体系(全油钻井液、油包水钻井液、合成基钻井液)3、合成基钻井液体系(醚基、酯基、聚-烯烃基和异构化-烯烃基钻井液)4、气基钻井液体系(空气、天然气、雾、泡沫)14二、钻井液体系分类钻井液体系分类15API/IADC分类1、不分散钻井液体系(None-DispersedDrillingFluidSystem)所谓不分散钻井液是指通常用来钻浅部井段的钻井液，如开钻钻井液、自然造浆钻井液、轻微处理钻井液等。2、分散钻井液体系(DispersedDrillingFluidSystem)使用木质素磺酸盐、褐煤或丹宁类产品来分散粘土矿物的钻井液体系。16API/IADC分类
7、3、钙处理钻井液体系(CalciumTreatedDrillingFluidSystem)熟石灰、石膏或氯化钙处理的钻井液体系，可抗盐和硬石膏的污染，但胶凝敏感且在高温下易导致固化作用。4、聚合物钻井液体系(PolymerDrillingFluidSystem)长链高分子量聚合物用于钻井液中，或是包被钻屑以防止其分散，或是提高粘度和降低滤失量，通常使用氯化钾或氯化钠等提高页岩抑制能力；这种钻井液体系通常要求含有尽可能低浓度的膨润土，
