预水化膨润土浆
2020(技术规范标准)中国石油天然气集团公司钻井液技术规范
中国石油天然气集团公司钻井液技术规范第一章总则第一条钻井液技术是钻井技术的重要组成部分，直接关系到钻探工程的成败和效益。
为提高钻井液技术和管理水平，保障钻井工程的安全和质量，满足勘探开发需要，特制定本规范。
第二条本规范主要内容包括：钻井液设计，现场作业，油气储层保护，钻井液循环、固控和除气设备，泡沫钻井流体，井下复杂的预防和处理，钻井液废弃物处理与环境保护，钻井液原材料和处理剂的质量控制与管理，钻井液资料管理等。
第三条本规范适用于中国石油天然气集团公司所属相关单位的钻井液技术管理。
第二章钻井液设计第一节设计的主要依据和内容第四条钻井液设计是钻井工程设计的重要组成部分，主要依据包括但不限于以下几方面：1. 以钻井地质设计、钻井工程设计及其它相关资料为基础，依据有关技术规范、规定和标准进行钻井液设计。
2. 钻井液设计应在分析影响钻探作业安全、质量和效益等因素的基础上，制定相应的钻井液技术措施。
主要有：地层岩性、地层应力、地层岩石理化性能、地层流体、地层压力剖面（孔隙压力、坍塌压力与破裂压力）、地温梯度等信息；储层保护要求；本区块或相邻区块已完成井的井下复杂情况和钻井液应用情况；地质目的和钻井工程对钻井液作业的要求；适用的钻井液新技术、新工艺；国家和施工地区有关环保方面的规定和要求。
第五条钻井液设计内容主要包括：邻井复杂情况分析与本井复杂情况预测；分段钻井液类型及主要性能参数；分段钻井液基本配方、钻井液消耗量预测、配制与维护处理；储层保护对钻井液的要求；固控设备配置与使用要求；钻井液仪器、设备配置要求；分段钻井液材料计划及成本预测；井场应急材料和压井液储备要求；井下复杂情况的预防和处理；钻井液HSE管理要求。
第二节钻井液体系选择第六条钻井液体系选择应遵循以下原则：满足地质目的和钻井工程需要；具有较好的储层保护效果；具有较好的经济性；低毒低腐蚀性。
第七条不同地层钻井液类型选择1. 在表层钻进时，宜选用较高粘度和切力的钻井液。
钻井液与完井液
第一章1钻井液：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。
钻井液又称做钻井泥浆（Drilling Muds），或简称为泥浆(Muds)2完井液：在油气井完井作业过程中所使用的工作液统称为完井液，这些作业包括钻开油层、下套管、射孔、防砂、试油、增产措施和修井等。
因此从广义上讲，从钻开油层到采油及各种增产措施过程中的每一个作业环节，所使用的与产层接触的各种工作液体系统称为完井液。
3钻井液的功能: 1．携带和悬浮岩屑(这是钻井液首要和最基本的功用)2．稳定井壁和平衡地层压力3．冷却和润滑钻头、钻具4．传递水动力5．获取井下信息6。
保护油气层4钻井液类型：1.分散钻井液2．钙处理钻井液3．盐水钻井液4．饱和盐水钻井液5．聚合物钻井液6．钾基聚合物钻井液7．油基钻井油8．合成基钻井液9．气体型钻并流体10．保护油气田钻井液。
5钻井液的常规性能：密度、漏斗粘度、塑性粘度、动切力、静切力、API滤失量、HTHP滤失量、pH值、碱度、含砂量、固相含量、膨润土含量、滤液中各种离子的质量浓度6钻井液密度的调节方法：加重钻井液密度方法：加重材料是提高钻井液密度最常用的方法。
在加重前，应调整好钻井液的各种性能，特别要严格控制低密度固相的含量。
一般情况下，所需钻井液密度越高，加重前钻井液固含及粘度、切力应控制得越低。
可溶性无机盐也是提高密度常用方法。
如保护油气层清洁盐水钻井液，通过加入NaCl，可将钻井液密度提高至1.20 g/cm3左右。
降低钻井液密度方法：为实现平衡压力钻井或欠平衡压力钻井，通常降低密度的方法有以下几种：(1)清除无用固相: 最主要的方法用机械和化学絮凝的方法清除无用固相，降低钻井液的固相含量。
(2)加水稀释:但往往会增加处理剂用量和钻井液费用。
(3)混油:但有时会影响地质录井和测井解释。
(4)充气:钻低压油气层时可选用充气钻井液等。
8钻井液的固相含量：钻井液固相含量通常用钻井液中全部固相的体积占钻井液总体积的百分数来表示，固相含量的高低以及这些固相颗粒的类型、尺寸和性质均对钻井时的井下安全、钻井速度及油气层损害程度等有直接的影响。
钾钙基有机盐钻井液在准噶尔盆地沙探1井的应用
配方1： 4%膨润土浆+2%SMP-2+2%SPNH+2%HY2+0.5%NaOH+0.4%AP220+4%天然沥
青粉+0.2%IND10+1%FMS-1+0.2%SP80+7%KCl+20%weigh2+2%QCX+1%WC-1+重晶石粉。
配方2： 4%膨润土浆+2%HY-2+3%SPNH+0.5%NaOH+0.4%AP220 +4%天然沥青粉+1%FMS-1+0.2%IND10+0.2%SP80+7%KCl+20%weigh2 +2%QCX+1%WC-1+重晶石粉。 配方3： 3%膨润土浆+0.5%NaOH+0.4%AP220+0.2%PMHA2+2%HY-2+3%SPNH +4%天然沥青粉+1%FMS1+0.2%SP-80+7%KCl+20%weigh2 +2%QCX+1%WC-1+ 重晶石粉。 配方4： 3%膨润土浆+0.5%NaOH+0.5%AP220+0.2%PMHA2+2%HY-2+4%SPNH+4%天然沥青粉+1%FMS1+0.2%SP-80+7%KCl+20%weigh2 +0.5%润滑剂 +2%QCX+1%WC-1 +重晶石粉（见表2）。
50℃测量热滚
配方4 16h/130℃ 50℃
1.84 1.84
2.8/0.5 8 2.5/0.5 8
钻井液技术与应用
对测井解释和储层可能造成严重危害。
××井采用盐水钻井液钻井，测井解释时误把水层解
释为油层。
股份公司勘探与生产工程监督中心
前言
钻井液对勘探开发投资效率影响大
• 在钻井过程中，油层被打开后，首先接触的外来液体是 钻井液，钻井液就会对油层产生损害，这种损害在钻开 油层的整个过程中都一直存在。钻井液损害油层后，要
的有二项:钻井液和井下工具。
–钻井液对井壁周围的地层性质和井眼稳定影响最大.
控制和平衡地层压力、浸泡井壁、形成泥饼等。
–钻井液受地层影响及破坏最严重.
钻屑、掉块、地层流体侵入等均直接进入钻井液中。
股份公司勘探与生产工程监督中心
前言
钻井液对录井影响大
• 地层物质（包括钻屑、地层流体等）是由钻井液循环带出，因此
润土，对钙、镁等二价离子敏感。
股份公司勘探与生产工程监督中心
一、钻井液的组成与体系分类
氯化钾聚合物钻井液 (1) 基本组成 - 高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝 剂(PAM、PHPA、KPAM ) - 水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN，NH4PAN) - 低分子量聚合物解絮凝剂或木质素磺酸盐稀释剂(FCLS) - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 (2) 特点 - 强抑制性 - 高温稳定性较好 - 固容能力较强 - 对金属的腐蚀性较强 - 影响电测解释
股份公司勘探与生产工程监督中心
一、钻井液的组成与体系分类
聚磺钻井液 (1) 基本组成 - 高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝 剂(PAM、PHPA、KPAM) - 水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN，NHห้องสมุดไป่ตู้PAN) - 磺甲基酚醛树脂(SMP)和/或磺甲基褐煤(SMC)和/或褐煤 树脂共聚物(SNPH)降滤失剂 - 磺甲基丹宁稀释剂(SMT) - 磺化沥青防塌剂(FT-1) - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 (2) 特点 - 中等抑制性 - 良好的高温稳定性 - 抗污染能力较强
第六章 高密度饱和盐水钻井液
第六章高密度饱和盐水钻井液技术第一节高密度饱和盐水钻井液概述一、饱和盐水钻井液的作用和发展概况凡NaCl含量超过1%（质量分数，Cl-含量约为6000 mg/l）的钻井液统称为盐水钻井液。
一般将其分为以下三种类型：（一）欠饱和盐水钻井液其Cl-含量自6000 mg/l直至饱和之前均属于此类。
（二）和盐水钻井液是指含盐量达到饱和，即常温下NaCl浓度为3.15×105 mg/l（Cl-含量为1.89×105mg/l）左右的钻井液。
注意NaCl溶解度随温度变化而变化。
（三）海水钻井液是指用海水配制而成的含盐钻井液。
体系中不仅含有约3×104 mg/l的NaCl，还含有一定量的Ca2+和Mg2+。
根据含盐量的多少，在国外出版的专著中又将盐水钻井液分为以下几种类型：含盐量在1%~2%时为微咸水钻井液，在2%~4%时为海水钻井液，在4%与近饱和之间时为非饱和盐水钻井液，在含盐量达最大值31.5%时则被称为饱和盐水钻井液。
如前所述，为了防止盐膏层发生塑性变形和盐溶而造成缩径或井塌等复杂情况的发生，—154—提高所用钻井液的密度是非常有效和必要的，这一点已被国内外盐膏层钻井的实践所证实。
例如，华北油田新家4井使用油包水乳化钻井液钻3630~4518m的盐膏层井段，当钻井液密度为1.90~1.95 g/cm3时，在盐岩或含盐膏泥岩处，起下钻均会遇阻。
而钻井液密度提高至2.03~2.04g/cm3时，井下情况正常，下钻仅轻微遇阻，不需划眼就可通过。
因此，为保证安全顺利钻穿盐膏层，必须提高钻井液密度至能够控制盐岩蠕变和塑性变形所需范围。
所需密度应根据井深、井温及盐岩蠕变规律来确定，同时还要根据已钻井实际资料和岩心实测试验数据来进行修正，钻井过程中还需根据该井段的实际情况随时进行调整，以确保钻井作业的顺利进行。
钻井液密度的具体确定方法和应用图版已在第四、五章详细介绍过，在此不再赘述。
一般情况下，盐的溶解是造成盐膏层钻井过程中各种井下复杂情况的主要原因。
大牛地气田水平井钻井液技术
水防塌材料 控制。 钻井液性能 以低粘切为主 ， 大排量钻进 ． 随水平段延 伸逐 渐提高粘 切， 提 高携砂能力 ， 每钻进 ２ ０ ０ ｍ短起下钻一次。 钻井液性能 ： 粘度 ３ Ｏ ～ ６ Ｏ ｓ ， 密度 １ ． ０ ３ １ ． ０ ８ ￣ｃ ｍｓ 失水 ３ ｍＬ泥饼 ０ ． ３ ｍ ｍ， 切力 ２ ～ ４ ， ｐ Ｈ值 １ Ｏ ， 塑粘 １ １ ～ １ ３ ｍｐ ． ｓ 。 含砂 ０ － ３ ％， 固相 含量 ６ － １ ０ ％， 摩 擦 系数 ０ ． ０ ８ ３ ． ５ 钻遇极易坍塌 的泥岩地层 ３ ． ５ ． １ 选用适 当的钻井液密度， 提高钻井液对井壁 的支撑能力 一般 情况 下 ， 钻井液密度必须大于地层坍塌压力。 ３ ． ５ ． ２ 严格控制钻井液滤失量 ． 特别是高温高压 滤失 量 施 工实践发 现， 在钻井液 中加入适量 的磺化沥青等沥青类 防塌剂效果较好 。 ３ ． ５ ． ３ 当钻至易塌地 层时加大钻井液 中防塌剂 的用量 ．如乳 化沥青 Ｒ Ｈ Ｊ 一 ３等 ． 可以有效地 防止井壁坍塌 ３ ． ６ 钻遇煤层 ３ ． ６ ． １ 根据 地质提示进入 煤层前降低钻井液 液面张力减小煤 层毛细 管效应 ． 控 制失水在 ４ ｍＬ以下 ． 防止煤层垮塌。 ３ ． ６ ． ２ 提高钻井液密度至设计上限 ． 若上限仍 不够 ． 可向甲方请 示 ． 将 密度提高至 ｉ ． ２ ｇ ／ ｃ ｍ ３ 以维持井壁的力学平衡 实钻过程 中要认真分析 井下情况 ， 结合钻井 中地层压力监测结果 ． 及时调整钻井液密度 ． 控制 力学不稳固因素造成 的井壁坍塌 。 ３ ． ６ ． ３ 加入 １ ％的单项封 闭剂 和 １ ２ ％乳化沥青在煤层钻进 时对煤层 裂隙有效封堵起到支撑作用 改变钻井液的性质 ． 满足对泥页岩的有 效抑制和封堵 ３ ． ６ ． ４ 保持钻井液 内高分子包被剂和钾离子含量 ． 利用包被和钾离子 对粘土晶格 固定 ， 防止煤层泥岩物质 的水化分散引起的煤层垮塌的加 剧。 ３ ． ６ ． ５ 在易塌层调整钻井液流型 ， 减轻钻井液对井壁 的冲刷 。 ３ ． ６ ． ６ 起钻 时 ， 连续灌满钻井液 、 严格控制起下钻速度 ． 防止抽吸及压 力激动造成 井塌
钻井液工艺原理
名词解释 1. 晶格取代2. 钻井液:用于钻井的具有各种各样功用以满足钻井工作需要的循环流体3. 钻井液的阳离子交换容量：每100ml 钻井液所能吸附亚甲基蓝的量，用()m CEC 表示粘土的阳离子交换容量CEC ： 在分散介质的PH 值为7的条件下，100g 粘土所能交换下来的阳离子总量4. 粘土的水化作用：粘土矿物遇水后，在其颗粒外表吸附水分子形成水化膜，经层间增大的过程5.造浆率:1t 粘土所能配出的表观黏度为15mPa*s 的钻井液体积6. 取代度d :纤维素分子每一葡萄糖单元上的三个羟基中,羟基上的氢被取代而生成醚的个数称为取代度7. 剪切速率：垂直于流速方向上单位间隔 流速的增量 剪切应力：单位面积上的剪切力8.表观粘度：又称有效粘度，是在某一剪切速率下，剪切应力与剪切速率的比值，a τμγ=宾汉：0a p ττμμγγ==+ 幂律 ：1n ak τμγγ-==a γμ增加，减小9. 剪切稀释性：塑性流体和假塑性流体的表观粘度随着剪切速率的增加而降低的特性钻井液的触变性：指搅拌后钻井液变稀，静置后又变稠的性质〔一般用终切力与初切力之差表示〕 10.钻井液的造壁性：钻井液滤失过程中，其自由水进入岩层，固相颗粒附着在井壁上形成泥饼，减小浸透性阻止或减慢钻井液继续侵入地层 填空SMP/SMC/SMT动切比 0.36-0.48pa/〔mpa*s 〕 流性指数n 控制在0.4-0.7 试验渗滤压差 0.89mpa影响粘土阳离子交换容量大小的因素：粘土矿物的本性；粘土的分散度；溶液的酸碱度 电动现象的存在说明胶粒外表总带有电荷，其主要来源：电离作用，晶格取代作用，离子吸附作用，未饱和键 简答1. 钻井液的组成:由膨润土,水.各种处理剂,加重材料,及钻屑所组成的多相分散体系钻井液的功用：携带和悬浮岩屑；稳定井壁和平衡地层压力；冷却和光滑钻头、钻具；传递水动力此外钻井液还要做到： 与所钻遇的油气层相配伍，满足保护油气层的要求； 有利于底层测试，不影响对地层的评价； 防止对钻井人员和环境发生伤害和污染； 不腐蚀井下工具及地面装备或尽可能减轻腐蚀 钻井液分类：分散钻井液〔细分散〕；钙处理钻井液，盐水钻井液，饱和盐水钻井液〔粗分散〕； 聚合物钻井液，甲基聚合物钻井液〔不分散〕；油基钻井液；合成钻井液；气体型钻井液；保护油气层钻井液2.静电稳定理论〔DLVO理论〕：溶胶在一定条件下是稳定存在还是聚沉，取决于胶粒之间存在的两种相反的作用力，即互相吸引力与静电斥力，当胶体颗粒在布朗运动中互相碰撞时，吸力大于斥力，溶胶就会聚结，反之，斥力大于吸力时，粒子碰撞后又分开，保持其分散状态3.粘土水化膨胀受三种力制约：外表水化力；浸透水化力；毛细管作用力影响粘土水化膨胀的因素：粘土晶体的部位不同，水化膜厚度不一样；粘土矿物不同，水化作用的强弱不同；粘土吸附的交换性阳离子不同，其水化程度有很大差异泥浆中可溶性的盐类及泥浆处理剂的影响温度和压力的影响粘土水化膨胀作用机理：粘土矿物外表吸附水分子和补偿阳离子吸附水分子，增大晶层间距的过程4.丹宁的稀释机理:单宁酸钠苯环上相邻的双酚羟基可通过配位键吸附在粘土断键边缘的铝离子处，而剩余的—ONa和—COONa均为水化基团，他们又能给粘土颗粒带来较多的负电荷和水化层，使粘土颗粒端面处的双电层斥力和水化膜厚度增加，从而拆散和削弱了粘土颗粒间通过端--面和端—端连接形成的网架构造，使粘度和切力下降5.不同交换性阳离子引起水化程度不同的原因P42粘土单元晶层间存在两种力：膨胀力和带负电荷的晶层之间的斥力，—层间阳离子—粘土单元晶层之间的静电引力假设静电引力大于晶层间的斥力，即2〉1，那么粘土只能发生晶格膨胀假设晶层间斥力大于静电引力，即2〈1，粘土发生浸透膨胀6.对抗高温钻井液处理剂的一般要求1）高温稳定性好，在高温条件下不易降解2）对粘土颗粒有较强的吸附才能，受温度影响小3）有较强的水化基团，使处理剂在高温下有良好的亲水特性4）能有效抑制粘土的高温分散作用5）在有效加量范围内，抗高温滤失剂不得使钻井液严重增稠6）在PH较低〔7-10〕时也能充分发挥其效力，有力与控制高温分散，防止高温胶凝和高温固化现象的发生7．聚合物钻井液的特点1．固相含量低而且亚微粒子所占比例也较低2．具有良好的流变性3．钻速快4．井壁稳定民井径规那么5．对油气层伤害小，有利于发现和保护气层6．防止井漏7．钻井本钱低阐述1.影响聚结稳定性的因素并举例（1）电解质浓度的影响1）在高浓度电解质存在时，除了胶粒非常靠近以外，在任何间隔上都是吸引能占优势，在这种情况下聚结速度最快2）在中等电解质浓度下，由于存在远程斥力能的作用，聚结过程被延缓了3）在低电解质浓度下，由于存在明显的远程斥力能的作用，聚结过程很慢例：钻井时发生盐侵或钙侵时，易导致钻井液性质发生变化，应采用饱和盐水钻井液体系（2）反离子价数的影响电解质中起聚沉作用的主要是与胶粒带相反电荷的反离子，反离子价数越高，聚沉值越低，聚沉率越高，聚沉才能越强例：（3）反离子大小的影响水化离子半径越小越容易靠近胶粒，越容易发生聚沉，尤其对低价离子影响显著例：钾基聚合物钻井液中钾离子起页岩抑制剂的作用（4）同号离子的影响同号离子对胶体有一定的稳定作用，可以降低反离子的聚沉才能，但有机高聚物离子例外例：HPAM在膨润土颗粒上吸附，可增加粘土颗粒的电动电位（5）互相聚沉现象带一样电荷的两种溶胶混合后没有变化，除个别例外，而两种相反电荷的溶胶互相混合那么发生聚沉例：正电胶MMH参加水基钻井液中，使得其切力增加，滤失量也增加2．无机处理剂在钻井液中的作用机理(举例说明)〔1〕离子交换吸附在配置预水化膨润土时，参加适量碳酸钠，使钠离子与钙蒙脱土颗粒外表的钙离子发生交换，从而使粘土的水化和造浆性能进步，分散成更小的颗粒，使钻井液粘度和切力升高，滤失量降低〔2〕调控钻井液的PH值添加适量的烧碱进步钻井液的PH值，以应对PH值下降的现象3〕沉淀作用如有过多的钙离子或镁离子侵入钻井液，那么会削弱粘土的水化和分散才能，破坏钻井液性能，这时可先参加适量烧碱出去镁离子，然后用适量纯碱除去钙离子〔4〕结合作用在受到钙侵的钻井液中参加足量的六偏磷酸钠，可生成稳定的络离子，将钙离子束缚起来，相当于从钻井液中除去钙离子(5) 与有机处理剂生成可溶性盐单宁腐殖酸等有机处理剂在水中溶解度很小，不易吸附在粘土颗粒上，参加适量烧碱，使之转化为可溶性盐，如单宁酸钠和腐植酸钠，才能发挥其效能〔6〕抑制溶解的作用在钻遇岩盐和石膏地层时，常使用盐水钻井液和石膏处理的钻井液，甚至是使用饱和盐水钻井液，来增强钻井液抗污染才能，以及防止可溶性岩层的溶解，使井径保持规那么推导静滤失方程：假设：泥饼厚度与钻井直径相比很小，泥饼是平的且厚度为定值，泥饼不可压缩且其浸透率不变 滤失速率：f mcdV kA Pdth μ∆=〔1〕 K —泥饼浸透率 2m μsm m sc mc f V f h A ⋅=⋅⋅ μ--滤液粘度 amP s ⋅()sm f mc sc mc f V h A f h A +⋅=⋅⋅ f V --滤液体积 3cm 于是有 ()1sm f f mc sc sm sc sm f V V h A f f f A f ⋅==-⎛⎫- ⎪⎝⎭〔2〕 m V --钻井液体积 3m将〔2〕带入〔1〕中得：1f scf sm dV f kA P A dtV f μ⎛⎫∆=- ⎪⋅⎝⎭将上式积分得：022112fV tscf f sm f sc sm f f kA P V dV A dtf V f kA Pt f V μμ⎛⎫∆=- ⎪⎝⎭⎛⎫=-∆ ⎪⎝⎭==⎰⎰分析静滤失量的影响因素：1〕滤失时间；2〕压差越大，滤失量越大；3〕滤液的粘度；4〕温度〔T 增大，粘度减小，滤失量增大〕；5〕固相含量，钻井液中固相含量越高，泥饼中固相含量越小，钻井液滤失量越小；6〕岩层的浸透性；7〕泥饼的压实性，泥饼越薄，浸透性越小，滤失量越小；8〕钻井液的絮凝和聚结，可进步泥饼浸透率，从而增大滤失量7. 流变参数的计算11/min 1.703r s -= 0.511τθ= Pa τ-0.51130010001.703N Na r N Nθθτμ==⨯= a a mP s μ-⋅ :N N θ转速为时的读数60012a μθ=宾汉流体：()6003006003006003006003000.51110001022511p θθττμθθγγ--==⨯=---()()60030006006006003000.51110220.5111000p p θθττμγθθμ-=-=-⨯=-假塑性流体：6003003.322lg n θθ= 3000.511511n k θ=2.几种主要粘土矿物的晶体构造特点及其对储层的影响（1）高岭石1〕1:1层型粘土矿物；2〕几乎无晶格取代，CEC很小，负电量少；3〕晶层与晶层之间容易形成氢键，故晶层间连接严密；4〕水化性能差，造浆性能不好影响：1）在钻井过程中，含高岭石的泥页岩地层易发生剥蚀掉块2）高岭石常见疏松地层，在砂岩空隙中常以分散质点式存在且颗粒较大，附着力弱，是储层中产生微粒运移的根底物质3）流体以较高流速流向油层时，因剪切力作用使其从砂岩颗粒外表脱落随流体一起流动，在喉道上产生堵塞4）当储层中有较多高岭石成分时，应控制流体流速（2）蒙脱石1〕2:1型粘土矿物2〕晶格取代多在八面体中，CEC大，负电量大3〕晶层间引力以分子间力为主，因力弱，晶层间距较大，水分子易进入晶层，引起晶格膨胀4〕晶层的内外外表均可进展水化及阳离子交换，吸水性强，造浆率高影响：1）钻井时易导致缩径，卡钻事故2）易出如今浅层，以薄膜形式粘附在碎屑颗粒外表3）亲水性强，比外表高其水化膨胀会降低储层浸透率，降低产量（3）伊利石1）2:1层型粘土矿物2）晶格取代多发生在四面体中，其晶胞平均负电荷比蒙脱石高，产生的负点主要由钾离子平衡3）晶层间引力以静电引力为主，比氢键强，晶层间距较小是非膨胀型粘土矿物4）水化作用仅限于外外表影响：1）多是搭桥式，有很多微细孔隙，产生强吸水区，外来液体侵入后，易造成含水饱和度增加，使油层的相对浸透率下降2）一些毛发状的伊利石在流体流动时有可能被粉碎，并运移至喉道外形成阻塞，其单向阀作用，从而伤害油气层的浸透率（4）绿泥石1）2:2层型粘土矿物2）层间有水镁石晶片，静电核数很低3）非膨胀性粘土矿物影响：1）富含铁，具有酸敏性2）酸化时被溶解，释放铁离子，当酸耗尽时会形成氢氧化铁沉淀，其粒度比一般底层喉道尺寸大，易堵塞喉道而损害油层，造成酸化失败3. 调整钻井液宾汉形式流变性参数的一般方法可概括为：〔1〕降低p μ：1〕通过合理使用固控设备，加水稀释，减少固相含量2〕用化学絮凝方法降低粘土分散度〔2〕进步p μ：1〕参加低造浆率粘土，重晶石，增加固相含量 2〕混入原油或适当进步PH 值 3〕增加聚合物处理剂的浓度〔3〕降低0τ：1〕参加降粘剂，拆散钻井液中已形成的网架构造2〕如因2a C +，2Mg +等污染引起的0τ升高，可用沉降方法去除这些离子3〕用清水或稀浆稀释也可起到降低0τ的作用〔4〕进步0τ：1〕可参加预水化膨润土浆，或增大高分子聚合物的加量2〕对于钙处理钻井液或盐水钻井液，可通过适当增加2a C +和aN +浓度来进步0τ8. 钻井液在井内发生滤失的全过程由三个阶段组成：瞬时滤失；动滤失；静滤失瞬时滤失：地层刚钻开尚未形成泥饼之前的滤失特点：时间短；滤失速率最大；利于钻井动滤失：钻井液循环时的滤失特点：压差较大；泥饼薄；滤失量由较大减小至定植 静滤失：钻井液停顿循环时的滤失特点：压差较小；泥饼较厚；滤失量较小 结论:静滤失比动滤失的滤失速率小，但泥饼厚控制滤失量应控制动滤失，控制泥饼厚度应控制静滤失。
钻井液体系介绍
PEM钻井液
国内领先近10年的环境可接受的水基防塌钻井 液体系（简称PEM泥浆体系，Protecting Environment Mud） - 满足钻井作业要求 - 满足环境保护的要求 - 满足保护油气层的要求 - 节约钻井整体成本 - 提高泥浆服务质量
PEM钻井液
应用范围： 用于中下部井眼段、强水敏性复杂地层、大斜度大位 移井，环境敏感地区作业井的作业。 基本配方（kg/m3） 预水化膨润土 烧碱 PAC-HV XC PF-JLX KCl 2040 23 35 12 3050 3050 纯碱 PF-FLO PF-PLUS PF-TEX PF-LPF 12 510 35 510 515
海水膨润土浆钻井液
常见性能： FV：30-40 s YP/PV〉2
维护处理： 用海水钻进，膨润土稠泥浆塞洗井携砂； 维持稠泥浆的YP(Pa)等于或大于PV(mPa.s)； 预水化膨润土浆配好以后，在泵入前加入石灰来提 高泥浆的粘度和切力，加入石灰后停止循环和搅动 以保持絮凝状态。
海水聚合物浆钻井液
分散体系
由水、配浆膨润土和各种对粘土、钻屑起分散作用的处理剂（简称为分散剂） 配制而成的水基钻井液称为分散钻井液。为了与钙处理钻井液区别，有时又 称为细分散钻井液。 在较深井段，需要泥浆密度较高或井眼条件可能比较复杂时，泥浆通常需要 分散，典型的分散剂有木质素磺酸盐、褐煤或单宁。它们是有效的反絮凝剂 和降滤失剂。经常使用一些含钾化学品可提高页岩稳定性。添加专门的化学 品调节或保持特定的泥浆性能。
钻井液体系分类
低固相钻井液体系
该体系的固相体积含量和类型受到控制，总的固相体积含量不能超过 610%。粘土固相体积含量不超过3%并要求钻井固相和膨润土的比 例小于2:1。该体系是不分散体系，通常使用结合添加剂作增粘剂和膨 润土增效剂。该体系的一个最显著优点是能大大提高钻井速度。
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预水化膨润土浆
一、理论依据
1膨润土是水基钻井液的重要配浆材料，其逐渐分散在水中致使钻井液的粘度、切力不断增加的过程称为造浆，由于无机盐对膨润土的水化分散具有一定的抑制作用，因此膨润土在淡水中和在盐水中的造浆率不同，盐水造浆率一般要低一些。
将膨润土先在淡水中预水化，然后再加入盐水中，可以提高其在盐水中的造浆率。
2膨润土在淡水钻井液中具有以下作用：增加粘度和切力，提高井眼净化能力；形成低渗透率的致密泥饼，降低滤失量；对于胶结不良的地层，可以改变井壁稳定性；防止漏失。
3钻井过程钻遇地层，如泥页岩、泥质砂岩、砂岩等可能发生井壁不稳定。
钻井液的滤失与造壁性是钻井液的重要性质，它对松散、破碎或遇水失稳地层的井壁稳定有十分重要的影响。
若钻井液中细粘土颗粒多，而粗颗粒少，则生成的泥饼薄而致密，钻井液滤失量则小。
反之粗粒多而细颗粒少，则形成的泥饼厚而疏松，钻井液的滤失量则大。
钻井液中的固相，按其作用可分成两类：一类是有用固相，如膨润土、化学处理剂、加重剂等；另一类是有害固相，主要是钻井过程中进入钻井液中的钻屑。
有害固相的过度积累和增加将会对钻井液性能乃至钻井工程的安全、快速带来极大危害。
固相控制是钻井工程中的一个很重要的环节。
二、实践探索
雁翎区块**底砾岩及**街组泥岩、砂岩、油页岩，易漏、易垮塌、掉块，施工中严格控制HTHP失水，加足抑制防塌剂、润滑剂，维护井壁稳定，并做好防漏、防掉工作。
由于雁翎区块地层造浆严重，粘度不好控制，而目前既行之有效又节约成本的措施为加水稀释法，但这种方法严重影响滤失量，针对这一弊端，我们采取的措施为稀释钻井液的同时适当补充预水化膨润土浆，并加强固控设备的使用。
一开采用预水化膨润土浆开钻，二开钻至**组砾岩段前，加入2% DFT-1，并补充预水化膨润土浆。
**街地层含油页岩、泥岩，随时保持大分子的加量，增加KJ-1和DFT-1等的加量，同时补充预水化膨润土浆，严格控制HTHP失水，改善泥饼质量，屏蔽保护井壁减少钻井液对储层的损害。
完钻后，充分循环钻井液，保持了井眼清洁，并配置含预水化膨润土浆的稠塞封堵钻井液，确保了电测一次成功，套管顺利下入。
以下是雁翎区块四口生产井完井液性能总结。
其中不同膨润土投入量对钻井液性能的影响如下：
雁翎区块完井液性能总结
井号
膨润土投入量（t）
般土含量（g/L）
API失水(ml) 泥饼厚度（mm）HTHP失水(ml) 泥饼厚度(mm) 雁63-64x
1
74.36
3.6
0.5
15.8
3
雁63-107x
1
82.58
3.4
0.5
15
3
雁63-105x 2
82.94
3
0.5
13.2
3
雁63-61x 2.5
83.66
2.4
0.5
12
3
三、结论
通过理论联系实际，得出结论：钻井液中提高有用固相即膨润土含量，减少劣质固相可以明显改善泥饼质量、降低滤失量，在井壁形成薄而光滑、致密的泥饼，降低摩阻系数稳定井壁利于电测、下套管的顺利进行。
同时可以降低钻井液成本、减少降滤失剂、润滑剂的用量。