钻井及油层保护对泥浆的性能要求ppt课件.ppt

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1、钻井液基本知识与保护油气层技术高培中心党校勘探开发教研室乔春会一、钻井液基本知识二、保护油气层钻井液技术主要内容钻井液的分类钻井液的功用钻井液的性能钻井液维护与处理几种污染物的处理保护油气层钻井液技术一、钻井液基本知识钻井液是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。钻井液又称钻井钻井液，或简称钻井液。俗称泥浆，是用各种原料和化学添加剂配制而成的一种流体。人们常常以“泥浆是钻井的血液”来形象地说明钻井液在钻井中的重要性。概述一、钻井液基本知识钻井液组成水基钻井液是由膨润土、水（或盐水）、各种处理剂、加重材料以及钻屑所组成的多

2、相分散体系。油基钻井液是以水滴为分散相，油为连续相，并添加适量乳化剂、润湿剂、亲油的固体处理剂（有机土、氧化沥青等）、石灰和加重材料等所形成的乳状液体系。(一)钻井液的分类钻井液分类按分散体系的标准分综合分类法聚合物钻井液体系钾基钻井液体系饱和盐水钻井液体系分散钻井液体系钙处理钻井液体系盐水钻井液体系油基钻井液体系气体钻井流体水基钻井液油基钻井液气体型钻井液（二）钻井液的功用钻井液的功用最基本的有以下两个方面：1、保证快速优质的钻井（1）清除井下钻屑并携带至地面；（2）平衡地层压力，以防地层流体进入井内；（3）保持井壁稳定；（4）冷却与润滑钻头、钻

3、具；（5）传递水功率。2、保护油气层，取全取准资料（1）对油气层不发生损害作用；（2）有利于地层测试，不影响地层评价；（3）对钻井人员及环境不发生伤害和污染；（4）对井下工具及地面装备不腐蚀或减轻腐蚀。（三）钻井液的性能常规性能密度*马氏漏斗粘度塑性粘度*动切力静切力API滤失量*HTHP滤失量pH值（酸碱度）*含砂量固相含量膨润土含量（坂含）滤液中主要无机离子的浓度1、钻井液密度钻井液密度是单位体积钻井液的质量。主要用来调节钻井液的静液柱压力，平衡地层孔隙压力、地层构造应力，避免井塌，确保安全钻井。钻井液密度必须满足地质和工程的要求，密度过高，会

4、引起钻井液过度增稠、易漏失、钻速下降、对油气层损害加剧和钻井液成本增加等，密度过低则容易发生井涌甚至井喷，造成井塌、井径缩小和携屑能力下降等。（1）钻井中对钻井液密度的要求钻井液密度的附加值（在裸眼井段最高压力梯度基础上））泥岩和油层：O.05～0.l0g/cm3气层：0.07～0.15g/cm3有浅气层的井，胜利油田规定的密度附加值0.20～0.25g/cm3对于调整井、高压水层、岩盐岩膏层等特殊井等可适当提高附加值，（2）调整钻井液密度的方法提高密度方法加入各种加重材料降低钻井液密度的方法用机械和化学絮凝的方法清除固相降低钻井液固相含量；加水稀

5、释；钻井液充气（钻低压油气层）（3）加重材料重品石粉（4.2g/cm3）用于不超过2.3Og/cm3的水基和有机油基钻井液青石粉（2.2～2.9g/cm3）用于配制密度不超过1.30g/cm3的钻井液钛铁矿粉和铁矿粉（4.5～5.1g/cm3、4.9～5.31g/cm3）用于配制密度较高的钻井液方铅矿粉（>7.5g/cm3）用于配制大于2.3g/cm3的超高密度钻井液（4）加重方法通常加重时，要求每个循环周不超过0.03g/cm3。(随着大量重晶石的加入,钻井液有可能在短时间内迅速增稠,这是因重晶石粉具有极大的表面积，它们会吸收钻井液中大量的自由水

6、。)为了防止粘度的增加超过允许的范围，必要时采取的方法是，在加入重晶石的同时，配合加入一定量的水。(水量不宜过多，否则会耗费更多重晶石。通常每100kg重晶石仅加水约8.3升，这少量的水只起到对加重材料的颗粒表面加以润湿的作用。)（以重晶石为例）流体和悬浮体可分为以下四种类型牛顿流体、塑性流体、假塑性流体、膨胀性流体。钻井液是塑性流体，其流变性复杂，其流变性能不但受各种化学处理剂等内部因素的的影响，而且还受温度、压力、剪切速率、剪切方式等外部因素的影响。钻井液流变性能一般用宾汉模式和幂律模式来描述。宾汉模式（低剪切速率范围）：τ=τｏ＋ηｐｒ幂律模

7、式（钻井液实际流动情况下）：τ=Krn2、钻井液的流变性能对于非加重钻井液塑性粘度（PV）的适宜范围为5～12mPa.s,动切力（YP）一般应保持在1.4～14.4Pa范围内。对于加重钻井液初切较低、终切适中的，能够悬浮重品石的最低初始静切力为1.44Pa。携岩性能能够有效携带岩屑的钻井液要求具有较高的动塑比值。（一般将聚合物钻井液的动塑比保持在0.48Pa/mPa·s左右是适宜的，正电胶钻井液的的动塑比值一般要求是>0.5。当使用幂律模式时,ｎ值保持在0.4～0.7之间有利于维持平板型层流和剪切稀释性能。对钻井液流变性的一般要求3、钻井液的滤失性

8、能（1）钻井液滤失量和所形成的泥饼钻井液的滤失性能用滤失量和所形成的泥饼来表示。适宜的滤失量形成薄而低渗透性的泥饼常常是钻