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1、钻井液维护及处理钻井液维护及处理钻井液维护及处理钻井液维护及处理第1页，本讲稿共45页 一、基本概念一、基本概念 二、油田常用钻井液特性二、油田常用钻井液特性 三、钻井液处理剂简介三、钻井液处理剂简介 四、常规性能的意义四、常规性能的意义 五、单井钻井液维护处理五、单井钻井液维护处理 六、钻特殊地层的钻井液准备及处理六、钻特殊地层的钻井液准备及处理 七、从钻井液的变化了解井下情况七、从钻井液的变化了解井下情况 第2页，本讲稿共45页基本概念基本概念 钻井液：对用于钻井作业过程中循环流体的总称，其主钻井液：对用于钻井作业过程中循环流体的总称，其主要功能包括平衡地层压力、净化井眼、稳定井壁、冷却钻
2、头、要功能包括平衡地层压力、净化井眼、稳定井壁、冷却钻头、润滑钻柱和钻头。按照润滑钻柱和钻头。按照API标准，钻井液分为油基钻井液、标准，钻井液分为油基钻井液、水基钻井液、气基钻井液和合成基钻井液四大类型。水基钻井液、气基钻井液和合成基钻井液四大类型。钻井液体系：为满足钻井工艺要求及适应地层特性而设计的一套钻井液体系：为满足钻井工艺要求及适应地层特性而设计的一套钻井液配方及维护工艺。钻井液配方及维护工艺。第3页，本讲稿共45页 油基钻井液：以油为连续相的钻井循环流体。包括柴油基钻井液、油基钻井液：以油为连续相的钻井循环流体。包括柴油基钻井液、轻质原油基钻井液、白油基钻井液等。轻质原油基钻井液、
3、白油基钻井液等。水基钻井液：以水为连续相的钻井循环流体。按不同分水基钻井液：以水为连续相的钻井循环流体。按不同分类方式分为淡水钻井液和盐水钻井液，粗分散钻井液和细分类方式分为淡水钻井液和盐水钻井液，粗分散钻井液和细分散钻井液，低固相钻井液和高密度钻井液等。散钻井液，低固相钻井液和高密度钻井液等。气基钻井液：以气体为连续相的钻井循环流体。常用的气基钻气基钻井液：以气体为连续相的钻井循环流体。常用的气基钻井液包括空气、氮气、天然气、二氧化碳气等。井液包括空气、氮气、天然气、二氧化碳气等。合成基钻井液：以人工合成或改性有机合成材料为连续相的钻井合成基钻井液：以人工合成或改性有机合成材料为连续相的钻井
4、循环流体，主要包括酯基、聚循环流体，主要包括酯基、聚烯烃、醚基、线性石蜡等。烯烃、醚基、线性石蜡等。第4页，本讲稿共45页油田常用钻井液及其特性油田常用钻井液及其特性 大港油田自六四年建厂以来，为了满足勘探开发的需要，随着钻大港油田自六四年建厂以来，为了满足勘探开发的需要，随着钻井技术的发展，钻井液技术也得到了很大的发展，通过引进吸收和自井技术的发展，钻井液技术也得到了很大的发展，通过引进吸收和自主研发等不同方式逐步完善钻井液技术，形成了饱和盐水钻井液、聚主研发等不同方式逐步完善钻井液技术，形成了饱和盐水钻井液、聚合物钻井液、钙处理钻井液、钾基石灰钻井液、硅基防塌钻井液等多合物钻井液、钙处理钻
5、井液、钾基石灰钻井液、硅基防塌钻井液等多套体系，经过多年的实践检验，形成了现在我油田常用的钻井液体系。套体系，经过多年的实践检验，形成了现在我油田常用的钻井液体系。满足普通定向井、大位移大斜度定向井、水平井、深井等不同井型钻满足普通定向井、大位移大斜度定向井、水平井、深井等不同井型钻井施工的需要，构建了大港油田比较完善的钻井液技术体系。井施工的需要，构建了大港油田比较完善的钻井液技术体系。第5页，本讲稿共45页聚合物钻井液聚合物钻井液 聚合物钻井液是七十年代由大港、华北等油田率先引入国内，在聚合物钻井液是七十年代由大港、华北等油田率先引入国内，在现场试验获得成功，随后在各油田得到普遍推广应用，
6、多年来该体系现场试验获得成功，随后在各油田得到普遍推广应用，多年来该体系的处理剂及施工工艺得到不断完善和发展，现在已经成为应用最广泛、的处理剂及施工工艺得到不断完善和发展，现在已经成为应用最广泛、工艺较成熟的一种常用钻井液体系。它基本组分为大分子包被抑制剂、工艺较成熟的一种常用钻井液体系。它基本组分为大分子包被抑制剂、中小分子降失水剂、聚合物降粘剂、防塌剂、润滑剂、油层保护剂及中小分子降失水剂、聚合物降粘剂、防塌剂、润滑剂、油层保护剂及其它辅助处理剂。目前油田常用的大分子聚合物主要为其它辅助处理剂。目前油田常用的大分子聚合物主要为K-PAMK-PAM、乳液、乳液大钾，降失水剂主要是铵盐，基本不
7、用降粘剂。大钾，降失水剂主要是铵盐，基本不用降粘剂。第6页，本讲稿共45页 其主要特点概括为：泥页回收率高，抑制地层粘土造浆其主要特点概括为：泥页回收率高，抑制地层粘土造浆能力强，能够防止泥岩粘土地层的水化分散，稳定井壁，降能力强，能够防止泥岩粘土地层的水化分散，稳定井壁，降低般土含量，有利于保护油气层；减少泥浆的排放量，泥浆低般土含量，有利于保护油气层；减少泥浆的排放量，泥浆性能稳定。同时，由于它具有良好的剪切降粘特性，有利于性能稳定。同时，由于它具有良好的剪切降粘特性，有利于各种井眼条件下的携砂和发挥水力破岩作用，提高机械钻速。各种井眼条件下的携砂和发挥水力破岩作用，提高机械钻速。该体系适
8、用于我油田不同区块的浅该体系适用于我油田不同区块的浅-中深井，特别适合于中深井，特别适合于我油田明化镇地层和馆陶组地层，有效抑制地层粘土造浆。我油田明化镇地层和馆陶组地层，有效抑制地层粘土造浆。根据不同施工环境条件要求，在该钻井液加入其它处理剂后，形根据不同施工环境条件要求，在该钻井液加入其它处理剂后，形成聚合物泥浆体系的分枝，如：加成聚合物泥浆体系的分枝，如：加KCLKCL等处理剂后，形成钾盐聚合物等处理剂后，形成钾盐聚合物泥浆，适用于易塌区块、盐池区域、海上及滩海地区。加入泥浆，适用于易塌区块、盐池区域、海上及滩海地区。加入SMPSMP、SMCSMC、SMTSMT等抗高温磺化处理剂形成聚磺
9、钻井液，适用于深井、超深井。等抗高温磺化处理剂形成聚磺钻井液，适用于深井、超深井。第7页，本讲稿共45页抑制性钻井液抑制性钻井液 该钻井液使用时间最长，适应范围较广的一种钻井液体系，自油该钻井液使用时间最长，适应范围较广的一种钻井液体系，自油田建立之时起，到目前为止，长期应用于钻井施工中。此体系最初仅田建立之时起，到目前为止，长期应用于钻井施工中。此体系最初仅简单使用几种泥浆处理剂，各项性能指标较低，在钻井中容易发生井简单使用几种泥浆处理剂，各项性能指标较低，在钻井中容易发生井塌划眼、卡钻等复杂和事故。随着处理剂的发展，该体系也得到不断塌划眼、卡钻等复杂和事故。随着处理剂的发展，该体系也得到不
10、断完善，现在它已成为基本能够解决一般地层问题，各种相关处理剂品完善，现在它已成为基本能够解决一般地层问题，各种相关处理剂品种配套齐全，能够较好地满足安全施工需要。适用于钻井施工难度较种配套齐全，能够较好地满足安全施工需要。适用于钻井施工难度较低井，适应于环保要求较低的地区。低井，适应于环保要求较低的地区。其基本组分为：降粘剂、降失水剂、润滑剂、屏蔽暂堵剂和辅其基本组分为：降粘剂、降失水剂、润滑剂、屏蔽暂堵剂和辅助性处理剂助性处理剂。第8页，本讲稿共45页 其其特特点点是是适适应应性性强强，抗抗盐盐、钙钙污污染染能能力力强强。不不但但可可以以用用于于一一般般环环境境和和地地层层条条件件下下的的钻
11、钻井井施施工工，而而且且能能够够用用于于钻钻一一些些特特殊殊岩岩性性，如如石石膏膏层层、盐盐层层、高高矿矿化化度度盐盐水水地地层层的的施施工工，抑抑制制性性泥泥浆浆在在此此具具有有其其它它体体系系无无法法替替代代的的优优势势，因因此此，该该体体系系使使用用时时间间较较长长。不不足足之之处处在在于于：泥泥浆浆维维护护周周期期较较短短，处处理理较较为为频频繁繁、泥泥浆浆性性能能波波动动幅幅度度较较大大、不不利利于于环环境境保保护护，但但仍仍是是现现在在较较常常用用的的泥浆类型之一。在我油田的南部地区仍然广泛使用。泥浆类型之一。在我油田的南部地区仍然广泛使用。在在该该钻钻井井液液的的基基础础上上，加
12、加入入NaCLNaCL等等盐盐类类，成成为为盐盐水水泥泥浆浆或或饱饱和和盐盐水水泥泥浆浆，用用于于钻钻易易塌塌地地层层、岩岩盐盐地地层层、盐盐膏膏地地层层；加加入入石石灰灰等等处处理理剂剂成成为为石石灰灰泥泥浆浆及及钾钾基基石石灰灰泥泥浆浆，用用于于钻钻易易塌塌地地层层和和膏膏盐盐硭硭硝硝地地层层；加加入入SMPSMP、SMCSMC、SMKSMK等等处处理理剂剂成成为为“三磺三磺”泥浆，用于钻深井或超深井。泥浆，用于钻深井或超深井。第9页，本讲稿共45页硅基防塌钻井液硅基防塌钻井液 该该钻钻井井液液是是九九十十年年代代初初我我们们为为了了解解决决港港东东地地区区沙沙河河街街地地层层泥泥岩岩坍坍
13、塌塌而而研研究究开开发发的的钻钻井井液液体体系系，以以其其多多项项优优异异的的特特性性，应应用用于于油油田田深深井井、大大位位移移井井、水水平平井井等等高高难难度度井井的的钻钻井井施施工工中中。该该体体系系的的工工艺艺技技术术居居于于国国内内领领先先水水平平。最最近近我我们们与与钻钻采采院院合合作作研研究究成成功功了了以以无无机机硅硅为为主主要要抑抑制制剂剂的的硅硅酸酸盐盐钻钻井井液液，其其防防塌塌效效果果和和环环保保性性能能更优，但也存在其应用的局限性。更优，但也存在其应用的局限性。其其基基本本组组成成为为：有有机机硅硅稳稳定定剂剂、有有机机硅硅稀稀释释剂剂、有有机机硅硅腐腐钾钾、润滑剂、屏
14、蔽暂堵剂、降滤失剂和辅助处理剂。润滑剂、屏蔽暂堵剂、降滤失剂和辅助处理剂。第10页，本讲稿共45页 其其优优越越性性概概括括为为：防防塌塌能能力力强强，特特别别是是一一些些易易塌塌区区块块的的防防塌塌效效果果十十分分显显著著；泥泥浆浆稳稳定定性性周周期期长长,它它介介于于聚聚合合物物泥泥浆浆和和分分散散性性泥泥浆浆之之间间,具具有有二二者者各各自自特特有有的的优优点点,易易于于维维护护,有有利利于于防防止止井井下下事事故故复复杂杂的的发发生生；抗抗温温能能力力强强，固固相相容容量量大大，在在高高温温深深井井、大大斜斜度度井井、水水平平井井、高密度勘探开发井等条件下，使用它尤其能够表现其优越性。
15、高密度勘探开发井等条件下，使用它尤其能够表现其优越性。不不足足之之处处为为：抗抗盐盐、钙钙污污染染能能力力较较弱弱，不不适适合合于于岩岩盐盐地地层层、膏膏盐地层、海上等地层和地区的施工盐地层、海上等地层和地区的施工。第11页，本讲稿共45页正电聚醇钻井液正电聚醇钻井液 聚醇类钻井液由于聚合醇的浊点效应，在保护油气层、防塌、润滑等方面具有特殊优势，目前在国内得到广泛推广应用。正电聚醇钻井液是在普通聚醇基础上，基于保护油气层、保护环境两大原则新开发的新型钻井液体系，其正电特性使之与带负电的粘土之间的吸附能力更强，具有其它聚醇类钻井液优势的基础上，防塌效果更好。其基本组成为：正电聚醇、大分子包被抑制
16、剂、降滤失剂、正电护壁剂及其它辅助材料第12页，本讲稿共45页有机正电胶钻井液有机正电胶钻井液 有机正电胶钻井液是我公司与冀东油田共同研究开发的新有机正电胶钻井液是我公司与冀东油田共同研究开发的新钻井液，于钻井液，于20032003年首先成功应用于冀东柳赞、高尚堡地区的水平井，年首先成功应用于冀东柳赞、高尚堡地区的水平井，然后在大港油田唐然后在大港油田唐H2H2、扣、扣H1H1井、港井、港H1H1井等水平井进行了推广应用。井等水平井进行了推广应用。截止到去年底，共完成截止到去年底，共完成3636口水平井，形成了比较成熟的现场工艺技口水平井，形成了比较成熟的现场工艺技术，取得了良好的应用效果。术
17、，取得了良好的应用效果。其基本组成为：有机正电胶、两性离子聚合物、降滤失剂、润滑其基本组成为：有机正电胶、两性离子聚合物、降滤失剂、润滑剂、油层保护材料和辅助材料剂、油层保护材料和辅助材料。第13页，本讲稿共45页 正电胶钻井液体系是国际公认的对油层损害最轻的钻井正电胶钻井液体系是国际公认的对油层损害最轻的钻井液体系之一，但传统的无机正电胶电性不够高，且水溶油不液体系之一，但传统的无机正电胶电性不够高，且水溶油不溶；无机正电胶钻井液滤失量较大；可配伍的降滤失剂较少。溶；无机正电胶钻井液滤失量较大；可配伍的降滤失剂较少。无机正电胶钻井液对降粘剂特别敏感，粘度、切力一旦被破无机正电胶钻井液对降粘剂
18、特别敏感，粘度、切力一旦被破坏，再恢复其特性非常困难。而有机正电胶具有更强的正电坏，再恢复其特性非常困难。而有机正电胶具有更强的正电性，能被水润湿，具有油溶性，并易于与其他处理剂配伍，性，能被水润湿，具有油溶性，并易于与其他处理剂配伍，具有更强的页岩抑制性、稳定井壁和油层保护能力，因此，具有更强的页岩抑制性、稳定井壁和油层保护能力，因此，它非常适合于水平井的勘探与开发。它非常适合于水平井的勘探与开发。第14页，本讲稿共45页甲酸盐钻井液甲酸盐钻井液 甲酸盐钻井液是国际泥浆界公认的低毒、高效型钻井液体甲酸盐钻井液是国际泥浆界公认的低毒、高效型钻井液体系，国外用它已完成了多口高难度井施工。我们于二
19、系，国外用它已完成了多口高难度井施工。我们于二000000年年开始研究甲酸盐钻井液，形成了有膨润土和无膨润土两套配开始研究甲酸盐钻井液，形成了有膨润土和无膨润土两套配方，主要由提粘剂、降滤失剂、辅助抑制剂和甲酸盐等组成，方，主要由提粘剂、降滤失剂、辅助抑制剂和甲酸盐等组成，根据需要，还可加入消泡剂、润滑剂等处理剂。从二根据需要，还可加入消泡剂、润滑剂等处理剂。从二0000一年一年开始进行现场试验，取得了预期效果，到二开始进行现场试验，取得了预期效果，到二0000五年共完成三十二口五年共完成三十二口井的现场应用，其中水平井三口，形成了较成熟的现场工艺技井的现场应用，其中水平井三口，形成了较成熟的
20、现场工艺技术。术。第15页，本讲稿共45页 甲酸盐克服了无机盐的不足，其溶解度大，甲酸钠的盐甲酸盐克服了无机盐的不足，其溶解度大，甲酸钠的盐水密度为水密度为1.35g/cm1.35g/cm3 3，甲酸钾的盐水密度高达，甲酸钾的盐水密度高达1.60g/cm1.60g/cm3 3左右；甲左右；甲酸根酸根HCOOHCOO-与地层水配伍性良好，与与地层水配伍性良好，与CaCa2 2、MgMg2 2等高价离子的生等高价离子的生成物可溶；甲酸盐对钻具和套管的腐蚀性小，成物可溶；甲酸盐对钻具和套管的腐蚀性小，K K 含量达含量达10000ppm10000ppm的的甲酸盐钻井液对管材的腐蚀速度为甲酸盐钻井液对
21、管材的腐蚀速度为3.6mm/a3.6mm/a，而相同钾离子浓，而相同钾离子浓度的氯化钾钻井液腐蚀速度为度的氯化钾钻井液腐蚀速度为13mm/a13mm/a，甲酸盐毒性低，甲酸根可，甲酸盐毒性低，甲酸根可生物降解，对环境污染小。甲酸盐钻井液对地层伤害小，保护油生物降解，对环境污染小。甲酸盐钻井液对地层伤害小，保护油气层效果好；钻井液性能稳定，易于维护；抑制防塌能力强，有气层效果好；钻井液性能稳定，易于维护；抑制防塌能力强，有利于井壁稳定；抗盐、钙污染能力强。利于井壁稳定；抗盐、钙污染能力强。不足之处在于：配制成本高。不足之处在于：配制成本高。第16页，本讲稿共45页钻井液处理剂简介钻井液处理剂简介
22、材料分类材料分类一、按化学性质分类一、按化学性质分类1、原材料：如粘土、水、油、加重剂等。原材料：如粘土、水、油、加重剂等。2、无无机机处处理理剂剂：如如氯氯化化钠钠、硫硫酸酸钾钾、磷磷酸酸盐盐、氢氢氧氧化化钠钠等等，凡用于钻井液的无机化学药剂均可划入此类。凡用于钻井液的无机化学药剂均可划入此类。3、有有机机处处理理剂剂：凡凡用用于于钻钻井井液液的的有有机机化化合合物物均均属属此此类类，如沥青类、淀粉类、腐植酸类、丙烯酸类、纤维素类等。如沥青类、淀粉类、腐植酸类、丙烯酸类、纤维素类等。4、表面活性剂：如非离子型、阴离子型、阳离子型和、表面活性剂：如非离子型、阴离子型、阳离子型和两性活性剂等。两
23、性活性剂等。第17页，本讲稿共45页二、二、按用途分类按用途分类共分十八类，包括：共分十八类，包括：1）碱碱度度调调节节剂剂 2）杀杀菌菌剂剂 3）除除钙钙剂剂 4）腐腐蚀蚀抑抑制制剂剂 5）消消泡泡剂剂 6）乳乳化化剂剂 7）降降失失水水剂剂 8）絮絮凝凝剂剂 9）发发泡泡剂剂 10）堵堵漏漏材材料料 11）润润滑剂滑剂12）页岩水化抑制剂）页岩水化抑制剂 13）配浆材料）配浆材料14）降降粘粘剂剂 15）增增粘粘剂剂 16）加加重重剂剂 17）解解卡剂卡剂 18）高温稳定剂。）高温稳定剂。第18页，本讲稿共45页常用处理剂简介常用处理剂简介磺化酚醛树脂：磺化酚醛树脂：代号代号SMP，分，分
24、型和型和型型型用于矿化度型用于矿化度10万万mg/l的水基钻井液。的水基钻井液。型可抗盐至饱和盐水。型可抗盐至饱和盐水。用用途途：高高温温降降滤滤失失剂剂兼兼有有一一定定的的防防塌塌能能力力，抗抗盐盐、抗抗钙钙与与磺磺化化褐煤等腐植酸类复配，可抗温褐煤等腐植酸类复配，可抗温200。一般加量。一般加量1-3%。第19页，本讲稿共45页磺化沥青：磺化沥青：FT1或或SAS它它是是由由沥沥青青发发烟烟硫硫酸酸或或SO3进进行行磺磺化化而而成成，其其主主要要成成分分为为沥沥青青磺磺酸酸钠钠，此此外外还还会会有有少少量量的的沥沥青青酚酚盐盐，无无机机物物和和氧氧化化沥沥青青，约约含含70%的的水水溶溶物
25、物，既既溶溶于于水水又又溶溶于于油油的的成成分分约约40%，干干制制品品为为脆脆性性薄薄片片状状，呈暗褐或黑色，软化点高于呈暗褐或黑色，软化点高于260，密度约，密度约0.98g/cm3。用途（作用）：高温降滤失，改善滤饼质量，抑制页岩水化膨用途（作用）：高温降滤失，改善滤饼质量，抑制页岩水化膨胀，兼有润滑作用，高温下能维持低切力，低滤失。胀，兼有润滑作用，高温下能维持低切力，低滤失。第20页，本讲稿共45页水解聚丙烯腈铵盐：水解聚丙烯腈铵盐：俗称铵盐，代号俗称铵盐，代号NH4-HPAN它是由腈纶废丝在高温高压下水解而成。它是由腈纶废丝在高温高压下水解而成。用用途途：降降滤滤失失剂剂，由由于于
26、可可提提供供NH4+，有有类类似似K+的的抑抑制制粘粘土土水水化化分分散散作作用用，故故亦亦是是一一种种较较好好的的防防塌塌剂剂，兼兼有有降粘作用。降粘作用。第21页，本讲稿共45页聚丙烯酸盐类（聚合物大分子包被剂类）聚丙烯酸盐类（聚合物大分子包被剂类）外观为白色或微黄色流动粉末。外观为白色或微黄色流动粉末。用用途途：包包被被剂剂，主主要要用用于于聚聚合合物物、低低固固相相不不分分散散聚聚合合物物水水基基钻钻井井液液，有有改改善善流流变变参参数数，提提高高剪剪切切稀稀释释能能力力，降降低低滤滤失失量量，包包被被钻钻屑屑，抑抑制制分分散散等等作作用用，抗盐、抗钙、抗温。抗盐、抗钙、抗温。推荐加量
27、：淡水浆：推荐加量：淡水浆：0.1%0.3%盐水浆盐水浆0.5%1.2%饱和盐水浆饱和盐水浆0.7%1.5%第22页，本讲稿共45页羧甲基纤维素钠盐羧甲基纤维素钠盐CMC分高粘、中粘、低粘三种类型分高粘、中粘、低粘三种类型组分：由棉花与氯乙酸反应而成。组分：由棉花与氯乙酸反应而成。特征：白色或微黄色纤维状粉末，吸潮特征：白色或微黄色纤维状粉末，吸潮用用途途：（1）低低粘粘（LV-CMC）主主要要用用作作水水基基钻钻井井液液降滤失剂。降滤失剂。（2）中中粘粘（MV-CMC）：水水基基钻钻井井液液降降滤滤失失剂剂，兼兼作作增粘剂。增粘剂。（3）高粘（）高粘（HV-CMC）：主要作为增粘剂。）：主要
28、作为增粘剂。CMC有有一一定定的的抗抗盐盐性性，但但缺缺点点是是抗抗温温性性较较差差（100左左右）。右）。第23页，本讲稿共45页腐植酸钾腐植酸钾代号代号 KHm它是由褐煤或风化煤用它是由褐煤或风化煤用KOH提取而得。提取而得。特征：黑褐色粉末，易溶于水。特征：黑褐色粉末，易溶于水。用途：为腐植酸类页岩抑制剂，兼有降粘用途：为腐植酸类页岩抑制剂，兼有降粘和降失水作用，抗温达和降失水作用，抗温达180，加量一般，加量一般13%。第24页，本讲稿共45页常规性能的意义常规性能的意义 密度：单位体积钻井液的质量。常用密度：单位体积钻井液的质量。常用g/cmg/cm3 3表示，主要作用是平衡地表示，
29、主要作用是平衡地层压力、防塌。层压力、防塌。漏斗粘度：用漏斗粘度计测得的流出一定体积钻井液所经历的漏斗粘度：用漏斗粘度计测得的流出一定体积钻井液所经历的时间，单位时间，单位s s。可以直观反映钻井液悬浮携砂能力的强弱。可以直观反映钻井液悬浮携砂能力的强弱。滤失量：按滤失量：按GB/T167831997GB/T167831997中规定的仪器及方法测得的钻井液滤中规定的仪器及方法测得的钻井液滤失量失量,ml/30min,ml/30min。分为常温常压、高温高压滤失。分为常温常压、高温高压滤失,是钻井液中自由水是钻井液中自由水含量和造壁性的综合反映含量和造壁性的综合反映.静切力：是塑性流体从静止状态
30、开始流动时所需的最低剪切应力，单位静切力：是塑性流体从静止状态开始流动时所需的最低剪切应力，单位Pa,Pa,它表征钻井液的凝胶强度。分为初切和终切。它反映了钻它表征钻井液的凝胶强度。分为初切和终切。它反映了钻井液悬浮携砂能力。井液悬浮携砂能力。第25页，本讲稿共45页常规性能的意义常规性能的意义 泥饼：钻井液在过滤过程中沉积在过滤介质上的沉积物，从过泥饼：钻井液在过滤过程中沉积在过滤介质上的沉积物，从过滤介质表面到泥饼表面的平均厚度，称为泥饼厚度，单位滤介质表面到泥饼表面的平均厚度，称为泥饼厚度，单位mmmm。含砂量：钻井液中粒径大于含砂量：钻井液中粒径大于7474m的固相的含量。的固相的含量
31、。单位。单位。般土含量（般土含量（MBT）：）：每毫升钻井液用每毫升钻井液用0.01mol/L0.01mol/L亚甲基蓝标准溶液亚甲基蓝标准溶液滴定到终点时所耗标准溶液的毫升数。单位或滴定到终点时所耗标准溶液的毫升数。单位或g/lg/l。固相含量：钻井液中固体物质的总量，单位。固相含量：钻井液中固体物质的总量，单位。润滑系数：用极压润滑系数仪测得的钻井液摩阻系数，也叫极压润滑系数：用极压润滑系数仪测得的钻井液摩阻系数，也叫极压摩阻系数。摩阻系数。第26页，本讲稿共45页常规性能的意义常规性能的意义 泥饼粘附系数：用泥饼粘附系数测定仪测得的钻井液泥饼与粘附泥饼粘附系数：用泥饼粘附系数测定仪测得的
32、钻井液泥饼与粘附盘之间的摩阻系数。盘之间的摩阻系数。剪切应力：克服流体流动阻力所需单位面积上的应力。单位剪切应力：克服流体流动阻力所需单位面积上的应力。单位PaPa。表观粘度：在表观粘度：在1022s-11022s-1剪切速率下剪切应力与剪切速率的比值，单剪切速率下剪切应力与剪切速率的比值，单位位mPa.smPa.s。塑性粘度：塑性流体在层流条件下，剪切应力与剪切速率成线性关塑性粘度：塑性流体在层流条件下，剪切应力与剪切速率成线性关系时的斜率值，单位系时的斜率值，单位mPa.smPa.s。动切力：塑性流体在层流条件下，剪切应力与剪切速率成线性动切力：塑性流体在层流条件下，剪切应力与剪切速率成线
33、性关系时的截距，单位关系时的截距，单位PaPa。第27页，本讲稿共45页单井钻井液维护处理单井钻井液维护处理 目前油田大多数井的井身结构设计为二开或三开，少数为四开。目前油田大多数井的井身结构设计为二开或三开，少数为四开。一开基本为膨润土浆，少数深表层井为聚合物钻井液，二开大部分为一开基本为膨润土浆，少数深表层井为聚合物钻井液，二开大部分为聚合物钻井液体系，三开、四开阶段根据不同区块使用聚合物、抑制聚合物钻井液体系，三开、四开阶段根据不同区块使用聚合物、抑制性、有机硅防塌钻井液体系等钻井液体系。下面分阶段对钻井液维护性、有机硅防塌钻井液体系等钻井液体系。下面分阶段对钻井液维护处理措施进行简单的
34、阐述。处理措施进行简单的阐述。第28页，本讲稿共45页一开井段：钻井液体系：膨润土浆或聚合物钻井液。钻井液体系：膨润土浆或聚合物钻井液。1）开钻前在）开钻前在3、4罐中打满清水罐中打满清水,按配方依次加入纯碱、土粉，按配方依次加入纯碱、土粉，预水化预水化24小时后开钻。小时后开钻。2）如果采用膨润土浆，钻进过程中，直接用清水控制钻井液粘切。）如果采用膨润土浆，钻进过程中，直接用清水控制钻井液粘切。如果采用聚合物钻井液，钻进过程中补充如果采用聚合物钻井液，钻进过程中补充 NH4-HPAN等聚合物，保等聚合物，保持聚合物的有效含量，适度抑制地层造浆，用处理剂胶液和水调持聚合物的有效含量，适度抑制地
35、层造浆，用处理剂胶液和水调整钻井液的粘切和流变性，保证井眼稳定和清洁。整钻井液的粘切和流变性，保证井眼稳定和清洁。3）钻完一开进尺后，大排量充分洗井，起钻前替入粘度为）钻完一开进尺后，大排量充分洗井，起钻前替入粘度为5060s的稠浆，以保证电测和下套管顺利。对于存在流沙层的的稠浆，以保证电测和下套管顺利。对于存在流沙层的地区，稠浆必须是用般土配制，要求般土含量大于地区，稠浆必须是用般土配制，要求般土含量大于10，配，配合单封和合单封和CMC提粘，粘度大于提粘，粘度大于80s。第29页，本讲稿共45页二开井段二开井段钻井液体系：聚合物钻井液。钻井液体系：聚合物钻井液。1）钻井液基本配方：基浆）钻
36、井液基本配方：基浆+NH4-HPAN+KPAM+KHm+SAS+片碱。片碱。2）一般利用一开井段的般土，根据室内化验数据确定一开钻井液留用量，）一般利用一开井段的般土，根据室内化验数据确定一开钻井液留用量，然后加水稀释，然后依据聚合物钻井液配方进行预处理，大分子聚合物然后加水稀释，然后依据聚合物钻井液配方进行预处理，大分子聚合物必须充分水化分散，调整钻井液达到设计要求。必须充分水化分散，调整钻井液达到设计要求。3）钻水泥塞时，加入适量纯碱，清除钙离子，防止水泥污染。）钻水泥塞时，加入适量纯碱，清除钙离子，防止水泥污染。4）钻进过程中，每钻进）钻进过程中，每钻进1m补充补充0.5-1kg KPA
37、M、2-4kgNH4-HPAN，保，保持聚合物的有效含量以抑制地层造浆，用处理剂胶液调整钻井液的粘切和流持聚合物的有效含量以抑制地层造浆，用处理剂胶液调整钻井液的粘切和流变参数。变参数。5）如果是定向开发井，定向前加入原油，并充分乳化，钻进过程中）如果是定向开发井，定向前加入原油，并充分乳化，钻进过程中定期补充原油；如果是探井，则加入水基润滑剂或低荧光油基润滑剂，定期补充原油；如果是探井，则加入水基润滑剂或低荧光油基润滑剂，保证钻井液具有良好的润滑性。同时补充保证钻井液具有良好的润滑性。同时补充SAS、KHm，改善泥饼质，改善泥饼质量，满足施工中润滑防卡要求。量，满足施工中润滑防卡要求。第30
38、页，本讲稿共45页6）必须合理控制钻井液的粘度、切力和其它流变性能。对于明化镇）必须合理控制钻井液的粘度、切力和其它流变性能。对于明化镇上部地层，必须采用低粘、低切钻进，既要抑制地层造浆，又要防上部地层，必须采用低粘、低切钻进，既要抑制地层造浆，又要防止钻具泥包；进入明下地层后要适当增加大分子聚合物的加量，适止钻具泥包；进入明下地层后要适当增加大分子聚合物的加量，适当提高粘度；进入馆陶组地层后，钻井液粘度要求大于当提高粘度；进入馆陶组地层后，钻井液粘度要求大于40s，钻井液，钻井液动塑比控制在动塑比控制在0.4-0.6之间，使钻井液具有较好的携砂能力。之间，使钻井液具有较好的携砂能力。7）进入
39、馆陶组底部含砾砂岩地层前，依据邻井含砾程度加入单封量和）进入馆陶组底部含砾砂岩地层前，依据邻井含砾程度加入单封量和泥浆粘度的控制范围，提高泥浆的防漏能力。泥浆粘度的控制范围，提高泥浆的防漏能力。8）钻完二开进尺后要充分循环洗井，调整钻井液性能，补充相关处）钻完二开进尺后要充分循环洗井，调整钻井液性能，补充相关处理剂，循环清洁后可根据井下情况用封闭液封闭裸眼井段，保证电理剂，循环清洁后可根据井下情况用封闭液封闭裸眼井段，保证电测和下套管施工顺利。测和下套管施工顺利。第31页，本讲稿共45页9 9）对于二开井，井较深，设计要求在适当地层转换钻井液体系。）对于二开井，井较深，设计要求在适当地层转换钻
40、井液体系。转型前必须对钻井液进行室内分析，做转型的小型实验，依据转型前必须对钻井液进行室内分析，做转型的小型实验，依据实验配方提前备料。准备实施转型时必须与技术员和当班司钻、实验配方提前备料。准备实施转型时必须与技术员和当班司钻、跟班干部沟通，保证在转型期间设备完好，转型一次连续进步，跟班干部沟通，保证在转型期间设备完好，转型一次连续进步，确保泥浆转化彻底，为下部井段安全施工创造条件。确保泥浆转化彻底，为下部井段安全施工创造条件。1010）其它措施：依据井眼直径确定合理排量；依据施工井型、难）其它措施：依据井眼直径确定合理排量；依据施工井型、难度、现场施工状况搞好短起下钻，确保井眼净化；控制好
41、井身规度、现场施工状况搞好短起下钻，确保井眼净化；控制好井身规矩，为施工安全创造条件。矩，为施工安全创造条件。第32页，本讲稿共45页三开井段三开井段 三开预处理时，放掉部分二开钻井液加水稀释，并充分清除三开预处理时，放掉部分二开钻井液加水稀释，并充分清除其中的有害固相，根据三开将使用钻井液体系加入或补充相其中的有害固相，根据三开将使用钻井液体系加入或补充相应的各种处理剂，使钻井液性能达到设计要求。应的各种处理剂，使钻井液性能达到设计要求。三开井段要在钻进过程中及时补充相应处理剂，保持体系中处理剂三开井段要在钻进过程中及时补充相应处理剂，保持体系中处理剂的有效含量，严格控制钻井液的滤失量，保证
42、体系具有良好的抑制性，的有效含量，严格控制钻井液的滤失量，保证体系具有良好的抑制性，以抑制地层造浆和防止井塌和井壁不稳定，以及保持体系较好润滑性。以抑制地层造浆和防止井塌和井壁不稳定，以及保持体系较好润滑性。开启固控设备，及时清除岩屑及其它有害固相。开启固控设备，及时清除岩屑及其它有害固相。为了便于携岩，必须合理控制钻井液的粘度、切力和其它流变性为了便于携岩，必须合理控制钻井液的粘度、切力和其它流变性能，使钻井液具有较好的携岩能力。同时，工程上提高泵排量，能，使钻井液具有较好的携岩能力。同时，工程上提高泵排量，保持钻井液较高的环空返速，起钻前适当增加循环时间，以彻底保持钻井液较高的环空返速，起
43、钻前适当增加循环时间，以彻底清洗井内的岩屑。清洗井内的岩屑。钻完三开进尺后，大排量充分洗井，必要时配制封闭液封闭裸眼钻完三开进尺后，大排量充分洗井，必要时配制封闭液封闭裸眼井段，以保证井眼通畅和套管的顺利下入。井段，以保证井眼通畅和套管的顺利下入。第33页，本讲稿共45页油气层保护措施油气层保护措施根据不同储层的特性选择合理的钻井完井液类型。主要是选择对储层损害根据不同储层的特性选择合理的钻井完井液类型。主要是选择对储层损害小的完井液添加剂，使钻井完井液滤液与储层流体有良好的配伍性。小的完井液添加剂，使钻井完井液滤液与储层流体有良好的配伍性。根据不同的储层特性设计不同油气层保护添加剂或采取不同
44、油气层根据不同的储层特性设计不同油气层保护添加剂或采取不同油气层保护技术措施。一般是在进入储层前保护技术措施。一般是在进入储层前50-100m左右，调整钻井液性能，左右，调整钻井液性能，按要求加入油气层保护处理剂或采取相应油气层保护技术措施。在钻进中按要求加入油气层保护处理剂或采取相应油气层保护技术措施。在钻进中及时补充油气层保护材料，保持其在钻井完井液中的含量，保证油气层保及时补充油气层保护材料，保持其在钻井完井液中的含量，保证油气层保护的效果。护的效果。加强现场管理，严格控制钻井完井液的滤失量，减少钻井完井液滤液对加强现场管理，严格控制钻井完井液的滤失量，减少钻井完井液滤液对储层的侵入。储
45、层的侵入。强化固控设备的使用。减少钻井完井液中的固相含量，特别是细及强化固控设备的使用。减少钻井完井液中的固相含量，特别是细及超细粒子的含量，可有效控制固相颗粒对储层侵入，减轻对储层的超细粒子的含量，可有效控制固相颗粒对储层侵入，减轻对储层的损害。损害。完井作业过程中保持钻井完井液性能的稳定，同其它作业部门搞好配合，完井作业过程中保持钻井完井液性能的稳定，同其它作业部门搞好配合，提高完井作业速度，缩短完井作业时间，减少对储层的浸泡时间。提高完井作业速度，缩短完井作业时间，减少对储层的浸泡时间。第34页，本讲稿共45页钻井液转型注意事项钻井液转型注意事项钻井液体系的转换尽量在中间套管内完成。钻井
46、液体系的转换尽量在中间套管内完成。转换前必须进行室内或现场小型试验，在试验数据基础上分转换前必须进行室内或现场小型试验，在试验数据基础上分循环周进行逐步转换。循环周进行逐步转换。转型时首先对基浆进行稀释，启动固控设备充分清除其有害固相，转型时首先对基浆进行稀释，启动固控设备充分清除其有害固相，降低膨润土含量，然后按配方和顺序加入相应的处理剂，调整好降低膨润土含量，然后按配方和顺序加入相应的处理剂，调整好钻井液性能，使之达到设计要求。钻井液性能，使之达到设计要求。转型实施前必须与井队技术员、当班司钻、值班干部进行沟通协转型实施前必须与井队技术员、当班司钻、值班干部进行沟通协调，保证设备运行正常。
47、调，保证设备运行正常。转型必须转型彻底，根据所转型体系要求加入各种处理剂，在转型必须转型彻底，根据所转型体系要求加入各种处理剂，在中间套管内循环钻井液使其性能达到设计要求，并在钻进过程中间套管内循环钻井液使其性能达到设计要求，并在钻进过程中及时补充相应的处理剂，保持体系中处理剂的有效含量。中及时补充相应的处理剂，保持体系中处理剂的有效含量。第35页，本讲稿共45页特殊地层的钻井液准备及预处理特殊地层的钻井液准备及预处理易漏地层（如馆陶底、生物灰岩、玄武岩）易漏地层（如馆陶底、生物灰岩、玄武岩）1)依据邻井施工状况制定施工预案，储备防漏、堵漏材料，配浆依据邻井施工状况制定施工预案，储备防漏、堵漏
48、材料，配浆材料、加重剂及其它处理剂，尽量储备足量泥浆。材料、加重剂及其它处理剂，尽量储备足量泥浆。2）依据邻井资料提高钻井液粘度，提前加入单封等防漏材料，）依据邻井资料提高钻井液粘度，提前加入单封等防漏材料，提高钻井液的防漏能力提高钻井液的防漏能力3）控制钻井液密度在设计低限，在保证井壁稳定的前提下，）控制钻井液密度在设计低限，在保证井壁稳定的前提下，可尽量降低钻井液密度，减小钻井液静液柱压力。可尽量降低钻井液密度，减小钻井液静液柱压力。4)适当降低钻井液排量，降低循环当量密度适当降低钻井液排量，降低循环当量密度第36页，本讲稿共45页易塌地层（东营、沙河街组地层）易塌地层（东营、沙河街组地层
49、）1)依据邻井选择适应地层特性的钻井液类型及处理剂。依据邻井选择适应地层特性的钻井液类型及处理剂。2）进入易塌地层前调整钻井液，补充沥青等封堵类处理剂，提高）进入易塌地层前调整钻井液，补充沥青等封堵类处理剂，提高钻井液对地层层理、微裂缝的封堵能力，减少滤液进入地层。钻井液对地层层理、微裂缝的封堵能力，减少滤液进入地层。3）加大防塌类处理剂的用量，提高钻井液防塌能力。）加大防塌类处理剂的用量，提高钻井液防塌能力。4）依据邻井资料和压力预测选择适当的钻井液密度，要求钻井液密）依据邻井资料和压力预测选择适当的钻井液密度，要求钻井液密度大于地层坍塌压力，使井壁处于力学稳定状态。度大于地层坍塌压力，使井
50、壁处于力学稳定状态。5）严格控制滤失量，特别是高温高压滤失量，从而减少滤）严格控制滤失量，特别是高温高压滤失量，从而减少滤液进入地层，造成水化坍塌。液进入地层，造成水化坍塌。第37页，本讲稿共45页玄武岩地层玄武岩地层该地层如果微裂缝发育、破碎，则容易发生井漏，应该地层如果微裂缝发育、破碎，则容易发生井漏，应按照易漏地层做好准备工作；按照易漏地层做好准备工作；如果地层不破碎，则可能发生井塌，在钻遇该地层如果地层不破碎，则可能发生井塌，在钻遇该地层时，必须提高钻井液密度；降低钻井液的滤失量；时，必须提高钻井液密度；降低钻井液的滤失量；改善泥饼质量，提高钻井液的封堵性；工程上减少改善泥饼质量，提高