钻井液体系介绍

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1、钻井液体系介绍主要内容钻井液体系分类水基钻井液体系油基钻井液体系完井修井液体系钻井液体系分类该体系包括开钻泥浆、自然原浆和其它通常用于浅井或上部井段钻井的轻度处理的体系，不添加稀释剂和分散钻井固相和粘土颗粒的分散剂。参照美国石油学会(API)和国际钻井承包商协会(IADC)的分类方法，钻井液可分为以下10种体系：不分散体系由水、配浆膨润土和各种对粘土、钻屑起分散作用的处理剂（简称为分散剂）配制而成的水基钻井液称为分散钻井液。为了与钙处理钻井液区别，有时又称为细分散钻井液。在较深井段，需要泥浆密度较高或井眼条件可能比较复杂时，泥浆通常需要分散，典型的分散剂有木质素磺酸盐、褐煤或单

2、宁。它们是有效的反絮凝剂和降滤失剂。经常使用一些含钾化学品可提高页岩稳定性。添加专门的化学品可调节或保持特定的泥浆性能。分散体系钙处理钻井液体系是在使用分散性钻井液的基础上发展起来的具有较好抗盐、钙污染能力和对泥页岩水化具有较强抑制作用的粗分散钻井液体系。在淡水钻井泥浆中加入像钙、镁这样的二价阳离子，能抑制地层粘土和页岩膨胀。高浓度可溶性钙盐用来控制页岩坍塌井径扩大和避免地层损害。钙处理钻井液体系主要由含Ca2+的无机絮凝剂、降粘剂和降滤失剂组成。目前常用的无机絮凝剂主要有三种：熟石灰（氢氧化钙）、石膏（硫酸钙）和氯化钙。用石灰处理者称为石灰钻井液，用石膏处理者称为石膏钻井液，

3、用氯化钙处理者称为氯化钙钻井液。石膏体系通常pH值为9.510.5，过量浓度石膏钙含量为0.61.2g/l；典型的石灰体系有两种，对于低浓度石灰体系，pH值为1112，石灰过量浓度为0.30.6g/l；对于高浓度石灰体系，石灰过量浓度为1.54.5g/l。特殊的泥浆性能靠添加专门的产品来控制。钙处理泥浆能抗盐和硬石膏污染，但在高温条件下（井底温度超过135℃时）钻井液中的各种粘土会与石灰、烧碱发生反应，生成水合硅酸钙等类似于水泥凝固后的物质，导致钻井液急剧增稠或胶凝和固化。钙处理钻井液体系钻井液体系分类通常将聚合物作为主处理剂或主要用聚合物调控性能的钻井液体系称为聚合

4、物钻井液。长链高分子量聚合物在钻井液中用于包被钻井固相以防止其分散，或覆盖页岩以提高其抑制性或提高粘度和降低滤失量。对此可使用不同类型的聚合物，包括丙烯酰胺类，纤维素和天然植物胶类产品。还经常使用像氯化钾和氯化钠这样的抑制性盐来增强页岩的稳定性。这些体系通常膨润土含量很少，对钙、镁这样的二价阳离子比较敏感。大部分聚合物的使用温度限制在140oC以下，但在某些条件下，也可用于井底温度较高的井中。聚合物钻井液体系钻井液体系分类这一类包括几种钻井液体系。用于钻含盐地层的饱和盐水体系中，氯化物的浓度接近190g/l。一般盐水体系中氯化物的浓度为10190g/l。浓度较低的体系通常指咸

5、水和海水体系。盐水钻井液通常是由咸水、海水或产出水配制的。该类钻井液用淡水或盐水配制，加入干的氯化钠达到要求的矿化度（也使用氯化钾这样的盐以抑制页岩膨胀）。凹凸棒土、羧甲基纤维素和淀粉等其它一些专用产品可用来增加钻井液的粘度以提高井眼净化能力，降低滤失量。该体系的固相体积含量和类型受到控制，总的固相体积含量不能超过610%。粘土固相体积含量不超过3%并要求钻井固相和膨润土的比例小于2:1。该体系是不分散体系，通常使用结合添加剂作增粘剂和膨润土增效剂。该体系的一个最显著优点是能大大提高钻井速度。低固相钻井液体系盐水钻井液体系钻井液体系分类在高温井和深井钻井过程中，由于经常涉及卡

6、钻和井壁稳定的问题，要求使用的流体具有很好的稳定性和页岩抑制性，此时，可以使用油基体系。它们有两种类型：逆乳化泥浆即油包水乳状液，典型的是使用氯化钙盐水作分散相，油作连续相，并添加乳化剂、润湿剂、亲油胶体和加重剂等所形成的稳定的乳状液体系。在该体系的液相中盐水含量最高可达50％，低标准的逆乳化泥浆是一种“松散”的乳化液，电稳定性较低，滤失量较高。调节添加剂浓度、盐水含量，可以控制该体系的流变性、滤失量和乳化稳定性。仅用油做连续相的体系，通常用作取心流体。虽然该体系不额外添加水或盐水，但它们会从地层中吸收水。所有油基体系视粘度需要添加大量的胶凝材料。专门的油基泥浆添加剂包括：乳化

7、剂和润湿剂（通常为脂肪酸和胺衍生物）、高分子量皂类、表面活性剂、胺处理的有机材料、有机土和用于调节碱度的石灰。油基泥浆体系钻井液体系分类设计合成基流体时借鉴了油基泥浆的特性，但消除了油基泥浆对环境的危害。合成基流体的主要类型有酯、醚、聚－烯烃和异构化－烯烃钻井液。它们对环境无危害，能直接排到海里，无荧光，具有生物可降解性。修井液、完井液和打开油层钻井液是为减少地层损害而专门设计的体系，或用作完井作业之后的封隔液，这些体系对产层的影响必须是能用酸化、氧化或通过完井技术及一些生产作业等补救措