无固相完井液的研究

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1、无固相完井液的研究1选题背景1.1课题来源生产实际1.2无固相完井液研究的目的和意义1.2.1现代钻井完井工程对钻井完井液的要求从钻井速度与钻井液性能指标的关系图1屮可以归纳出现代钻井完井工程对钻井完井液的要求如下⑴：钻井速度增加钻井速度与钻井液性能指标关系失水量粘度密度固相含量钻井液性能图1钻井速度与钻井液性能指标关系（1）钻井液和完井液中固和含量要少，特别粘土含量要少，以减少重复破碎；（2）钻井液完井液应与岩石间具有尽量小的粘度和界面张力，以提高井底的清洗能力和对岩石的冲击力；（3）钻井液在保证孔壁稳

2、定的情况卜应尽可能放大失水量，特别是初失水要大,以减少孔底的岩粉垫；（4）钻井液完井液的组分要尽量少，并且因添加某一钻井液处理剂以调节钻井液完井液某一性能时，其它性能尽量保持不变化；（5）钻井液完井液应有一定的润滑性；（6）钻井液完井液的性能在高温作用下起的变化要小；（7）钻井液对完井液被钻岩石的井壁应是化学中性的，既不引起岩层的分散和膨胀；钻井液完井液应不损害生产层，不污染环境。可以看到第一点要求就是要控制固相的含量，固相含量耍尽可能少。在现代钻井作业中，固相的控制是一个十分重要的坏节。这是因为钻井完井

3、液中的固相会带來许多不利影响［2】，包括使钻速降低，钻头进尺减小，钻井设备磨损加剧，泥浆比重、粘度升高，泥饼加厚，钻井液费用增加，伤害汕气层等，无固相钻井完井液正是为了避免和减小这种不利影响而发展起来的。1.2.2无固相完井液体系的主要技术特征⑶无固相完井液，也称无粘土完井液，是为了适应现代钻井完井技术发展的要求，在低固相完井液的基础上形成的。该体系的原始组成部分包含粘土，加入高分子聚合物和相应的化学处理剂，就制成了满足一定钻井和完井性能要求的完井液。与清水相比，它含有较大数量的有机高聚物，与不同的无机盐

4、复配，可有效的抑制地层和岩屑膨胀，具有较好的携带和悬浮岩粉的能力，且能在井壁上形成薄的吸附膜，具有一定的护壁防塌能力，有较好的润滑及减阻作用。与含有粘土的完井液相比，密度较低，粘度流动性调节范围大，能够适应不同地层的需要。影响无固相钻井液体系主要性能的因素是加入的高聚物和无机盐。用作提粘的高聚物溶液可以是：（1）部分水解聚丙烯酰胺溶液及其交联液；（2）天然植物胶溶液；（3）XC-生物聚合物溶液；（4）硅酸盐溶液；（5）表面活性剂。所用的聚合物不同，其性能如流变性、降滤失水、抗盐、抗钙、抗温及吸附成膜能力等

5、也各有差异，使用时可以根据要求來选择。但由于高聚物的共性，无固相钻井液都有如下的特点：（1）粘度和流变性可调范围大，可适应不同地层的需要；（2）体系无固相，对机械和钻具的磨损小，在钻杆内不易结泥皮，有利于金刚石小口径钻进和绳索取芯技术的要求；（3）有较好的紊流减阻和润滑性能，可降低输送压力；（4）含有较大数量的有机高聚物，与不同的无机盐配合，可有效地抑制地层和岩屑的膨胀和分散。1.2.3基本组分和作用⑴无固相钻井完井液是由无机盐和不同种类的高聚物组合而成的，具有一定的流变特性和滤失特性的钻井完井液。其中无

6、机盐起的作用是：（1）与有机聚合物进行适度的交联，以提高溶液的结构粘度，并可降低溶液的失水量；（2）调节溶液的pH值；（3）调节溶液的矿化度，以平衡地层的化学活度，抑制地层的膨胀分散或破碎坍塌。有机聚合物起的作用：（1）增粘作用：高聚物溶液的特性黏度[口与高聚物分子量M之间一般呈[n]=KMa（1）的关系（K,a是一定温度下某种聚合物的常数）。高聚物的分了量越大，则溶液的粘度越高；（2）降滤失作用：高聚物通过与无机盐的适度交联可降低溶液的滤失量；（3）防塌作用：高聚物与无机盐一起，通过多点吸附架桥，化学活

7、度平衡等机理在井壁上成膜，对井壁起抑制防塌作用；（4）润滑作用：高聚物都有一定的润滑及减阻作用，为提高溶液的润滑性，可辅助加入表面活性剂。由此可见，无固相钻井完井液一方面密度小，粘度低，有利于提高钻速，另一方而又具有成膜护壁作用，是一种新型钻井完井完井液。124研究的目的和意义石油钻探的n的是为了发现油气层和正确评价油气藏，以及最大限度地开发油气层。完井工程作为石油钻探屮重要的一环，直接决定着油气层开发的成败。完井液作为完井作业过程屮的血液，在油气山勘探开发和钻采工业屮起着至关重耍的作用。对完井液的研究也

8、一直在进行，伴随着对油气层保护的口益重视及勘探成本的不断增加，完井液的研究和应用更是得到了长足发展。为了避免钻井完井液中的固相损害，发展出了无固相完井液，由于不含固相，无固相钻完井液就具有以下一些独特的优势［叫（1）提高钻速，延长钻头寿命，缩短生产周期；（2）减薄泥饼，减少压差卡钻和测井工具遇卡率；（3）降低粘度，利于高压喷射，减小激动压力；（4）减轻汕气层损害；（5）使钻井液性能稳定，简化维护处理，减少钻井液费用；（6）降低