钻井液性能与钻井的关系.ppt

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1、钻井液性能与钻井的关系钻井液性能与钻井的关系钻井液是在钻井过程中用来悬浮岩屑、清洗井底的一种流体。大多数钻井液是由水、粘土、化学处理剂及一些固体物质等组成，属溶胶悬浮体。搞好钻井液不仅可以提高钻井效率减少井下事故，而且对于油田开发、以及发现新油藏都有着密切的关系。因为钻井液是在钻井过程中不停的运动或变化，其性能也在不停的演变。钻井液各方面的性能不是孤立的，而是互相联系和互相影响的，粘土是钻井液中常用的主要固相成分，在钻井液中加入化学处理剂的主要目的是调节钻井液的理化性能，保持钻井液各项性能的优良稳定，以适应钻井工艺的需要。

2、一、钻井液的密度钻井液的密度在钻井过程中是一项很重要的指标，因此，在钻井过程中应根据地层情况选择适当的钻井液密度。⒈钻井液密度的定义钻井液的重量于同体积水的重量之比，单位：g/cm3。⒉钻井液的密度与钻井的关系合理的钻井液密度可以平衡地层压力。通常在保证井下正常的前提下，钻井液的密度应尽量低，这样可有利于钻井液的稳定、提高机械钻速、保护油气产层，若密度过高，则往往粘度也高、流动性差，消耗循环设备功率大，影响钻速，并损害油气产层。钻遇高压油气层时，钻井液密度应根据其压力大小适当提高，否则，其液柱压力不能和油气层压力保持平衡。

3、油、气、水易侵入钻井液，从而引起井喷、井塌、卡钻等复杂事故。钻遇高压盐水层时，如无油气可采用高密度钻井液，使其液柱压力将盐水层压死；钻遇一般油气层时，钻井液密度应根据“压而不死、活而不喷”的原则确定。钻遇低压油气层时，钻井液密度应尽量低，尤其在探区钻井更应如此。所以说我们对钻井液密度的要求是不能忽视的。⒊钻井液密度的处理方法①提高钻井液密度的常用办法：a.利用惰性固体，如重晶石、石灰石等加重剂；b.利用可溶性盐类溶液，如NaCl、CaCl2等。②降低钻井液密度的常用办法：a.机械除砂；b.利用气体；c.利用化学处理剂，如加

4、入一定的絮凝剂，使钻井液中的粘土颗粒聚沉，以降低其密度；d.清水稀释。二、钻井液的粘度及切力在钻井过程中钻井液的粘度与切力也是一项非常重要的性能之一；所以钻井液的粘度、切力的高低应根据井下情况具体而定，通常在保证岩屑携带正常的前提下，钻井液的粘度应尽量低。⒈钻井液粘度的定义钻井液在流动时，内部分子之间产生一种抵抗流动的力，这个力称为内摩擦力，即用粘度表示，单位：毫帕·秒(mPa·s)。①表观粘度：钻井液在固定剪切速率下的粘度，它是塑性粘度和屈服点的函数，对于牛顿液体在数值上等于塑性粘度。②塑性粘度：钻井液在流动时，对其内部

5、流动阻力的测量称为塑性粘度，这种内部流动阻力与钻井液中所含固相的类型、数量多少有关。⒉钻井液的粘度与钻井的关系在钻井过程中，若钻井液粘度太高，则会造成流动性差、泵压高、排量低、钻速低。其次除气困难，易泥包钻头，起下钻时易发生抽吸或压力激动，以至引起喷、漏、塌、卡等复杂事故，钻井时，钻井液的排量较小，若钻井液的粘度太低，则携带岩屑困难。在易漏地层(区)，粘度低了不利防漏，因此，钻井液的粘度的高低要根据具体情况而定，在保证携带岩屑的前提下，钻井液的粘度应尽量低。⒊钻井液的切力与钻井液的关系切力是钻井液的胶结力，既是钻井液悬浮固

6、相颗粒的能力。在钻井过程中，钻井液的切力应当适当，若钻井液的切力太大流动阻力就大，泵压高，易蹩漏地层，岩屑不易沉淀，影响净化，密度也高；若钻井液的切力太小，则携带和悬浮岩屑效果不好，停泵时易下沉，造成积砂，通常在保证岩屑悬浮能力良好的情况下，切力应尽量低。⒋漏斗粘度在测量漏斗粘度时由于漏斗中液体水平面起变化，从漏斗出来的流速变化很大。这就导致结果对非牛顿流体无定义，非牛顿流体在给定管子尺寸下，在不同流速条件下出现出不同视粘度。遗憾的是，大多数钻井液都呈现为非牛顿液体状态。因此，在漏斗粘度计测出的钻井液稠度不标准时，在处理钻

7、井液之前，做好小型试验。⒌粘度和切力的处理办法①提高粘度和切力的办法：常用增加固相含量及固相分散度、加入增稠或降滤失剂等办法。②降低钻井液粘度、切力的办法：常采用增加钻井液的自由水、减少固相含量、加入稀释剂等办法。③通过离子交换、调节PH值、水化分散、絮凝沉淀、溶胶等作用。调节钻井液的粘度和切力。几乎所有的钻井液处理剂都能调节钻井液的粘度和切力。④表面活性剂也能改善钻井液的流动性。三、钻井液的滤失量与滤饼⒈定义在钻井液受到压差的作用下，通过可渗透性地层，部分液体渗入地层的现象称为滤失。失去液体的多少称为滤失量。在滤失的同时

8、井壁表面形成一层固体颗粒的胶结物称为滤饼(泥饼)，它们都是一个相对值。⒉动滤失与静滤失①动滤失：钻井液在钻进或循环(动态)过程中产生的滤失。②静滤失：钻井液在静止(停钻、起下钻)时产生的滤失。动滤失与静滤失的不同点，在于钻井液沿着井壁流动时会冲掉滤失过程中形成的滤饼，当形成速度大于冲掉速度时才慢慢形成。