(优选)钻井液基础知识一非开挖钻井液性能介绍

较多 低密度，防漏失，护孔、悬碴较好，制用较复杂
盐水浆液
盐、基浆
少
专用于高含盐量地层抑制孔壁分散
钻井液概述
钻井液的组成
目前的定向穿越工程中，最为常用的钻井液为粘土-水基 钻井液，其为多相分散体系，主要构成： 1.水（淡水或盐水） 2.活性固体颗粒（膨润土和泥页岩钻屑） 3.惰性固体颗粒（加重材料和砂岩等钻屑） 4.化学药品（处理剂）
钻井液性能
钻井液流动性
描述流动性能的术语： 表观粘度AV， mPa·S ； 塑性粘度PV， mPa·S ； 屈服值（动切力）YP，Pa； 静切力（初切、终切）Gels, 马氏漏斗粘度FV，s/qt； 动/塑比 YP/PV，Pa·S、mPa·S； 流型指数n值； 稠度系数k值；
钻井液流动性
这些性能参数钻井液在循环系统中的预期状态， 粘度反映流动阻力的大小，切力反映结构强度的 大小，流型系数反映流变状态。
➢ 密度过小的不利影响
1.易造成井眼不稳定，缩径、塌孔； 2.泥浆携带钻屑的能力下降。
钻井液密度
➢ 钻井液密度的测量
钻井液密度秤示意图
钻井液密度
钻井液密度的测量步骤
1.标定 钻井液杯盛满清水 ,盖上盖子,杯内多余的水自孔中溢Baidu Nhomakorabea,
把溢出之水擦净。 秤杆刀口于刀垫上，使游动砝码对准 1.0刻度。 如果水平泡居中，则合乎要求。否则，就要在调节器内加
材料组成 清水
品种 特点及适应性 单一 流动性好，取用便利，低粘，护孔、悬碴效果差
泥浆
粘土、水、处理剂 多
粘性和比重等可宽调、尤适于许多松散和水敏地层
化合物溶液 化合物、水
多
粘性可宽调，流动性较好，选配方可适于广泛地层
乳状液
水、油、乳化剂 较少 润滑性强，流动性好，护孔、悬碴效果较差
泡沫浆液
空气、发泡液
1）钻井液首要和最基本的功用是通过其本身的循环，将 井底被钻头破碎的岩屑携至地面；其静切力可悬浮钻屑； 2）不重复切削，提高钻进效率； 3）孔底清洁干净，提高铺管安全系数； 4）影响钻井液携渣能力：
环空流动速度 ； 钻井液密度； 钻井液粘度。
钻井液的功用
➢ 冷却并润滑孔内钻头、钻具
1）钻头、钻柱与地层的摩擦产生热，循环的泥浆使热消散 2）钻井液中存在的膨润土及部分添加剂具有良好的润滑作 用，减小钻头钻具的磨损和拉管摩阻力。
（优选）钻井液基础知识一非开挖钻井液 性能介绍
钻井液概述
钻井液的功用
1.悬浮并将孔内钻屑携带至地表； 2.冷却并润滑孔内钻头、钻具； 3.稳定井壁和平衡地层压力； 4.冲洗钻头、扩孔器切削刀； 5.为孔底泥浆马达提供水力动力； 6.高压液流冲击并软化岩土，提高钻进效率。
钻井液的功用
➢ 悬浮并将孔内钻屑携带至地表
钻井液基础知识
钻井液性能
锐林非开挖
钻井液性能
钻井液性能分类
➢ 密度 ➢ 流动性 ➢ 滤失性 ➢ 化学成分 ➢ 润滑性 ➢ 其他
钻井液性能
钻井液性能主要测定和计算项目
密度
马氏漏斗粘度 表观粘度 塑性粘度 动切力（屈服值） 切力（静切力-初切、终切） API滤失量 HTHP滤失量
含砂量
PH值 n值（流型指数） k值（稠度系数） 浮筒切力 泥浆润滑性 固相含量 岩屑含量
钻井液性能
➢ 钻井液密度
指单位体积钻井液的质量，在钻井工程中，钻井液密度 和比重是两个等同术语，常用单位g/cm³、kg/m³，英制 单位lb/gal（磅/加仑），1 g/cm³=8.345 lb/gal
钻井液密度
➢ 密度过大的不利影响
1.降低钻进速度； 2.易压差卡钻； 3.易引起过高的粘度和切力； 4.多消耗材料和动力； 5.泥浆的抗污染能力降低。
钻井液的功用
➢ 稳定井壁和平衡地层压力
1）形成滤饼涂敷孔壁，减小自由水对周围地层的影响； 2）孔内液柱压力部分平衡地层压力； 3）钻井液的抑制性能够稳定敏感性地层。
➢ 清洗钻头、扩孔器切削刀
液流对钻头或扩孔刀头进行冲洗，清洁钻具表面积存 物 ，提高钻进效率。
钻井液的功用
➢ 为孔底泥浆马达提供水力动力
层压力，有助于稳定井眼； 液柱压力与垂直深度正相关； 淡水的密度是1 g/cm³=8.345 lb/gal；加量4～6%膨润土
的泥浆比重在1.03～1.05左右；造浆率差的膨润土加量20 ～30%以上，此时泥浆比重高达1.15以上； 因钻屑没能完全除去，正常钻进时泥浆密度会不断增大
钻井液密度
钻井液流动性对钻进作业的影响： 井眼清洁问题、钻屑的悬浮、循环压力损失、抽
汲压力与冲击波动压力、经济性、钻进速度、 井眼稳定性、井眼冲蚀问题、泥浆漏失问题。 钻井液的流变性能受制于成分和环境因素。
钻井液流动性
影响钻井液流动性的因素
➢ 钻井液的成分 液体部分（电解质种类、浓度；聚合物种类和浓度） 惰性固体颗粒（浓度和细度） 活性固体颗粒（种类、浓度和细度）
➢ 环境因素 温度 剪切速率 压力
影响钻井液流动性的因素
➢ 液体部分对钻井液流动性的影响
溶解的盐一般增大粘度； 温度增高降低粘度； 剪切速率一般不影响液相粘度； 增大压力不明显影响水的粘度。
影响钻井液流动性的因素
➢ 影响密度变化的因素
增大密度 添加加重剂、泥浆除气、增加钻速、钻屑累积、降低泵 排量以增大钻屑浓度、加入较高密度的泥浆、孔内失水
减小密度 加水、固控设备出去固相、控制钻速、孔内地下水侵入 、加入较低密度的泥浆、加强固控设备的清渣能力、降 低钻进速度和增大泵排量
钻井液密度
➢ 调节密度的计算公式
减填料（铅粒），使之居中。 2.测量 将充分搅拌的钻井液盛满钻井液杯 ,盖好盖子,擦净杯外
钻井液。 置秤杆刀口于刀垫上，拨动游动砝码，使水平泡居中，砝
码左侧边线所对刻度即为所测钻井液的密度，并记录。
钻井液密度
➢ 关于密度的几个认识
泥浆的密度直接与固相的数量和重度有关； 密度的重要性在于使井内泥浆液柱具有适当的压力平衡地
岩石钻进中使用的螺杆马达正是以钻井液为动力、把液 体压力能转化为机械能的容积式井下动力钻具；钻井液在 此过程提供了源源不断的液压能。
➢ 高压液流冲击并软化岩土，提高钻进效率
钻井液在钻头喷嘴处以极高的流速冲击岩层，同时软化 岩层，从而提高了钻进速度和破岩效率。
钻井液概述
HDD钻井液的类型
类型名称 清水