钻井液基础知识课件.ppt

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1、钻井液基础知识什么是钻井液？其有什么作用？钻井液主要分类及其适用范围钻井液相关基础知识钻井液主要性能及其测定钻井液使用及其调整维护要点与钻井液有关的基础理论知识无机化学有机化学高分子化学胶体化学流体力学矿物学什么是钻井液？钻进过程中，用液体或气体的连续循环把孔内的岩屑冲洗或吹洗出来，称为钻孔冲洗。冲洗用的介质，不论是液体还是气体习惯上都被叫做冲洗液或钻井液(drillingfluid)。由于早期的冲洗液多为粘土与水的混合物，所以冲洗液也被笼统地称做泥浆(mud)，泥浆这个术语一直沿用，现在还有不少人把冲洗液统称为泥

2、浆。钻井液相关基础知识钻井液的作用悬浮和携带岩屑及加重剂；平衡地层压力和井壁侧压力，稳定井壁，防止井喷、井漏和井塌等事故的发生；传递水功率，帮助和破碎岩石；冷却和润滑钻头及钻具；为井下钻具提供动力；部分地支承钻柱和套管的重量；从钻井液中获得所钻地层的地质资料。钻井液相关基础知识冷却、排粉、润滑、支撑泥浆基本性状造浆率稳定性流变性润滑性抑制性配伍性性价比泥浆基本性能参数粘度比重失水量pH值胶体率含砂量固含量钻井液主要分类根据钻井液连续相的相态而划分：有以水为连续相的水基钻井液（泡沫除外）、以油为连续相的油基钻井液和以

3、气体为基本介质（气体可为连续相或分散相）的三大类流体。钻井液相关基础知识钻井液主要分类液态－清水、低固相－无固相、水基－油基、细分散－粗分散－不分散、淡水－盐水等；气态－空气、天然气；气液混合态－充气泥浆、泡沫泥浆等。钻井液相关基础知识细分散泥浆钻井液相关基础知识细分散泥浆一般指的是含盐量小于1%、含钙量小于1.2×10-4、不含抑制性高聚物的分散型泥浆。其组分除黏土、碳酸钠和水外，往往还加稀释剂和降失水剂，以满足降粘和降失水的需要。常用的添加剂有铁络盐（主要起稀释作用，为了降失水，常加入Na-CMC），以及木质素

4、磺酸盐（一般与煤碱剂配合使用）等。粗分散泥浆钻井液相关基础知识粗分散泥浆是在分散的粘土悬浮液中加人有机聚结剂，使泥浆中高度分散的粘土颗粒适当聚结变粗，同时加人有机保护胶处理剂，从而形成适度聚结的粗分散体系。目前使用的粗分散泥浆有钙处理泥浆、盐水泥浆和钾基泥浆。钙处理泥浆是在粘土悬浮液中加人钙盐无机聚结剂（石灰、石膏、氯化钙）以抑制粘土的分散。钾离子泥浆是利用钾离子的弱水化作用来抑制粘土的水化性能。钾离子半径为2.66Ao，刚好与粘土六方晶格的尺寸相符，且钾离子水化弱，易嵌入粘土的六方晶格而使粘土不易水化膨胀和分散，

5、从而使含粘土质地层的孔壁保持稳定。为保持和发挥钾离子的抑制作用，最好用全钾基泥浆，如分散粘土用K2CO3，调节PH值用KOH，抑制作用靠KCI（或KOH)。同时KCI最好保持不低于5％的水平。分散泥浆的特点钻井液相关基础知识分散钻井液是用淡水、膨润土和各种分散剂配制而成的钻井液。由于它的配制方法简单且成本较低，所以是常用的一种钻井液。其主要特点在于：可以容纳较多的固相，适于配制高密度钻井液；容易在井壁上形成较致密的滤饼，因此其滤失量一般较低；某些分散钻井液，如三磺钻井液的抗高温能力较强，可以用于钻深井和超深井；钻井

6、液的分散性强，因此其抑制性和抗污染能力差；钻井液的固相含量高，对提高钻速和保护油气层不利。不分散泥浆钻井液相关基础知识不分散低固相聚合物泥浆是指在高聚物的作用下，粘土颗粒聚成较大的颗粒，且泥浆中的固相含量（包括膨润土和岩屑）按体积计不大于4％。这种泥浆是以聚丙烯酞胺（(PAM）絮凝剂为主要处理剂的不分散低固相聚合物泥浆，其主要组成包括：预水化膨润土、PAM、降失水剂、润滑剂和水。乳状液泥浆钻井液相关基础知识乳状液是液体（油和水）分散在另一种液体（水和油）中形成稳定的分散体系。常用的是水包油型乳状液，它有较好的润滑性

7、能，不仅能有效地提高钻头和钻具的寿命，而且能明显地降低钻进所需的功率消耗，还可以起到降低或消除钻杆柱的振动，从而提高钻具的钻速，使小口径金刚石钻进的钻进速度和钻进深度大幅度的提高。近年来，随着小口径金刚石钻进的发展，水包油乳状液已成为固体矿床钻探中主要的钻孔冲洗液之一。钻探时可购买已配制好的乳化油，现场使用时加水稀释成乳化液（乳化油的含量一般为0.3％一0.5％）。无固相冲洗液钻井液相关基础知识这是仅含有无机盐和有机高分子（聚合物）的溶液。它与泥浆相比，因不含固相（配制的原液），故其相对密度低，因而可获得较高的钻进

8、效率。与清水相比，它有较好的携带和悬浮岩屑的能力。它可在孔壁上形成薄膜而对孔壁起保护作用，有较好的润滑和减阻作用。无固相冲洗液可用于裂隙地层。在小口径金刚石钻进中，特别适用于绳索取心钻进，它可防止钻杆内壁结泥皮和降低压力损失。在石油钻井中钻进生产层时，可减轻对油层的损害。钻井液的主要性能参数密度drillingfluiddensity与固相含量solidco