毕业论文--钻井液对钻井的影响及对策

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1、钻井液对石油钻井的影响及对策钻井液对石油钻井的影响及对策1.绪论石油钻井是一项复杂的技艺工程，需要诸多方面的工种协调密切配合才能使钻井顺利完成。钻井主要的工种有钻井、内燃机、石油泥浆。这是紧密联系的三兄弟。有人形象比喻说：“石油内燃机犹如人的心脏、钻井液（泥浆）犹如人的血液、石油钻井犹如人的骨骼。”我认为这种比喻有一定的道理。石油钻井就是由这三种主要的工种组成的一个完整的钻井体系。钻井技术不断发展，对钻井液要求越来越高。钻井液性能好坏在很大程度上决定了钻井的成败。而钻井液性能的好坏是靠处理剂来调节的。最早使用的钻井液处理剂是天然高分子化合物，例如丹宁

2、、栲胶和无机物来处理钻井液。后来引进聚丙烯酰胺钻井液。现在又使用了阳离子、两性离子和正电胶钻井液等，这些都借用了化学学科特别是高分子化学的发展。钻井液处理剂材料更是和高分子化学密不可分。因此，钻井液对石油钻井影响很大。2.什么是钻井液钻井液就是在钻井过程中的其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体总称。钻井液的循环是通过钻井泵来维持的，从钻井泵排出的高压钻井液，经过地面高压管、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到达钻头，从钻头水眼上的喷嘴喷出，从清洗井底、携带钻屑。然后由沿环形空间（钻柱与井壁形成的空间）向上流动。到达地面后，经地面，低压管汇流

3、入钻井液池，再经各种固控设备进行处理后返回上水池，最后进入钻井泵循环再用。钻井液经流的各种管件、设备构成了一整套钻井液循环系统。要深入了解钻井液对钻井的影响还要知道钻井液的作用。3.钻井液的作用3.1携带和悬浮岩屑是钻井液首要和最基本的功能在悬浮中， 沿钻杆向下或从钻孔中向上流动的钻井液有时会停止运动。出现这种情况只能有两种原因：一是出现了故障，二是在更换钻头时将钻杆提出了钻孔。钻探停止时，悬浮在钻井液中的钻屑就会沉入钻孔的底部，将钻孔堵塞。钻井液被设计为具有一种非常有趣的特性，而该特性可以解决这一问题。钻井液的稠度（或粘度）随钻井液流速降低而增加。

4、钻井液停止流动后，就会形成一种粘稠的凝胶体，这种凝胶体可使岩石钻屑悬浮在其中，从而防止它们沉入钻孔底部。而当钻井液又开始流动后，它就会越变越稀薄，恢复到其以前稀薄的液体形态。17钻井液对石油钻井的影响及对策就是通过本身的循环将井底被钻头破碎的岩屑携至地面，以保持井眼清洁，使起下钻畅通无阻，并保证钻头在井底始终接触和破碎新地层，不造成重复切屑，保证安全、快速钻井、提高钻井率，能完成钻井任务，而且可以降低成本。在接单根、起下钻和因故停止循环时，钻井液又将井内的钻屑悬浮在钻井液中，使钻屑不会很快下沉，防止沉沙卡钻，也可以保持井壁不垮塌。3.2稳定井壁和平衡

5、地层压力许多人都看到过石油从钻井台中喷入高空，石油工人为之而欢呼雀跃的情景。实际上，这类井喷的发生，也并不值得庆祝，因为钻探的目标是以控制流量的方式来开采石油。泥浆被设计为可以抵消岩层中流体的自然压力，从而防止发生此类事故。压力间必须达到适当的平衡，即钻井液对钻孔壁的压力应足以抵消岩层和石油或天然气施加的压力，但这种压力又不能太大，否则会对油井造成破坏。如果钻井液的重量太大，可能会使岩石破裂，钻井液也会因此而流失入地下。 钻井过程分为两个阶段：第一阶段是钻穿不含石油的岩层，目标是尽快钻穿不含油岩层，到达含油岩层，即储集层。此时的重点是要保持钻孔中裸露

6、岩层的稳定，同时还要避免钻井液流失。而如果保持钻井液压力高于岩层孔隙流体压力，钻井液就会出现向岩层的透水岩石中渗入的自然趋势。在钻井液中加入特殊的添加剂，就能防止发生这种情况。钻井液还可能会以其它方式与周围的岩石相互作用。例如，如果岩石含盐量很高，水就会溶解其中的盐分，从而使钻孔壁变得不稳定。在这种情况下，使用油基钻井液效果会更好。粘土含量高的岩层也容易被水冲刷掉。对这类岩层需使用抑止性的钻井液，以保持井眼稳定并防止井眼扩大或被冲蚀。随着钻探不断深入，井眼被用钢套管保护起来，钢套管用水泥加固，这样既保持了井眼的稳定性，又为到达储集层后开采的石油提供了

7、通往地表的通道。到达储集层后，必须改变钻井液的成分，以避免阻塞岩石孔隙。保持岩石孔隙不被阻塞可使石油更顺畅地流入钻孔，然后上流至地表。井壁稳定和井眼规则是实现安全、优质、快速钻井的基本条件。性能良好的钻井液应能借助液相的滤失作用，在井壁上形成一层薄而韧的泥饼，以稳固已钻开的地层并阻止液相流入地层，减弱泥页岩水化膨胀和分散的程度。同时，在钻井过程需通过不断调节钻井液密度，使液柱压力能够平衡地层压力，从而防止井塌和井喷等井下情况的发生。3.3冷却和润滑钻头和钻具金属钻入岩石时，会因摩擦生热。钻井液可润滑和冷却钻头，使钻探平稳进行，同时延长钻头的寿命。对延

8、伸区域或水平油井而言，润滑可能尤为重要，因为在这些地方，钻杆、钻头和岩石表面间的摩擦必须保持在最低水平。17