钻井液固相控制技术

钻井液固相控制系统优化方案的探索

液固控系统的现状，提出了钻井液固控系统优化方案的思路，为制定科学、简洁、经济性强、可操作性强的固控系统系列配套技术方案提供了依据。关键词：钻井液；固相控制系统；优化方案；匹配合理化；模块化；通用化；标准化
中图分类号：Ｔ２４．Ｅ５＋６文献标识码：Ｂ
认识和做法。应进一步提高整个系统的功效，消除钻井液与设备和固控设备之间的相互影响，满足不同地质条件和钻井作业不同阶段对固控系统的要求；加强关键设备的研发，从根本上解决钻井速度、钻井质量、钻井收益、钻井成本以及环保问题，改善固控系统的性能和使用寿命。因此，开展钻井液固相控制系统的优化与产品研制开发，对பைடு நூலகம்全面提高我国石油钻井系统设备研制水平，提高钻机系统效率有重要的现实意义和良好的经济与社会效
生产现状，缺乏市场竞争力，不适应于钻探领域的拓展，更满足不了海外钻井作业的发展对固相控制
设备的总体．能要求，严重损害了用户的利益。１生
２生产应用方面．
随着我国钻井工程技术的快速发展，固控设备的制造及合理使用有了一定改善。目前固控系统已基本上配置了三级以上的净化设备，大部分的中深井钻机都配置了五级净化设备。但是由于大部分钻井生产人员对如何合理配置、合理使用固控设备还存在着许多误区，又没有统一的标准可以执行，因此造成固控设备配置的随意性和设备维护保养水平

钻井液固相的数学分析

钻井液固相的数学分析非加重钻井液的固相分析1．连续相全部是水时，有V l = 0.625（ρm －1）【V x (某种固相的百分数%)=(ρm-1)/(ρx-1)】2．连续相中混有部分油时，有V l = 0.625（ρm －1－ρo V o ）3．特殊情况下，当体系中的固相全部为重晶石时，有V h = 0.3125（ρm －1）式中：V l —低密度固相的体积百分数，%；V h —高密度固相的体积百分数，%；ρm —钻井液密度，g/cm 3；【ρx —某种固相或加重剂的密度】ρo —油的密度，一般取0.84 g/cm 3；V o —液相中油的体积百分数，%。

加重钻井液的固相分析1．在非含油的淡水体系中，各固相组份有如下关系：lh m s h s l V V V ρρρρρ--⋅+-=)1(水 lh s s l m h V V V ρρρρρ---⋅-=)1(水 V s = V l + V h式中：V s —体系中总固相的体积分数，%；ρ水—水的密度，取1g/cm 3；ρl —低密度固相的密度，一般取2.6g/cm 3；ρh —加重材料的密度，g/cm 3；其余同上。

2．加重钻井液体系中含有部分油相时的固相分析lh m o o s h o s l V V V V V ρρρρρρ--+⋅+--=)1(水 lh o s o o s l m h V V V V V ρρρρρρ----⋅-⋅-=)1(水式中符号意义同上。

3．含有可溶性盐的加重钻井液体系固相分析lh m o o s h w w l V V V V ρρρρρρ--+⋅+⋅=lh w w o o s l m h V V V V ρρρρρρ-⋅-⋅-⋅-= 式中：ρw —含有可溶性盐的钻井液体系中液相（滤液）的比重，g/cm 3；一般采用下式计算：ρw = ρ水（1 + 1.94×10－6×〔Cl －〕0.95）〔Cl －〕—滤液中Cl －的浓度，mg/l ；V w —含有可溶性盐的钻井液体系中水相的体积分数，%；可由下式确定：V w = V 水（1 + 5.88×10－8×〔Cl －〕1.2）V 水—纯水的体积分数，现场采用蒸馏方式得到，%。

钻井液固相控制技术及设备(钻机厂)

钻井液固相控制技术及设备第一章钻井液中的固相及其影响第一节概论钻井液是钻井过程中使用的循环流体，它是液体固体和化学处理剂的混合物。

钻井液中的固体颗粒分为有害固相和有用固相，岩屑是钻井中的最主要的有害固相。

有害固相在钻井过程中将影响钻井液的物理性能，使钻井液的密度、粘度、动切力、失水、泥饼、研磨性、粘滞性、流动阻力增加，其结果导致损害油气层，降低钻速，增加钻盘扭矩，起下钻遇阻，粘附卡钻，井漏井喷等井下复杂情况，对钻井液循环系统造成磨损。

第二节钻井液的作用与组成一、作用：1、清洗井底2、携带岩屑3、冷却和润滑钻头及钻柱4、形成泥饼保护井壁5、控制与平衡地层压力6、悬浮钻屑和加重剂沉砂7、提供地层资料保护油气储层防止伤害8作为动力液传递水功率。

二、钻井液组成1、水－淡水、盐水、咸水和饱和盐水2、膨润土－钠膨润土，钙膨润土3、化学处理剂－无机类、有机类、表面活性剂类、高分子聚合物类4、油－轻质油或厚油类5、加重剂－重晶石类、赤铁矿6、气－空气、天然气，三、液相选择的原则选择何种液相主要取决于对所钻地层需要的抑制作用。

液相抑制能力强可防止流体减少和活性固体的膨胀，抑制地层的造浆。

第三节固相颗粒粒度的影响（固相颗粒粒度通常指颗粒的大小尺寸）一、固相颗粒粒度对钻速的宏观影响宏观上钻井液中不同性质的固相颗粒对钻速影响不同，小于1微米的胶体要比粗颗粒的影响更严重，在固相量大于6%时，分散性钻井液细颗粒与不分散钻井液细颗粒固相对钻速的影响几乎一样，当固相含量低于6%时，不分散钻井液比分散钻井液的钻速要高，固相含量越低，钻速差别越大，这是因为固相含量低于6%时，分散性钻井液中的胶体颗粒所占的百分比越大。

二、固体颗粒粒度的微观影响任何水基钻井液中的颗粒，其表面都吸附水分子，自由液体受到约束。

钻井液中的钻屑在钻井循环中不断破裂，其表面积不断增加，因而增加了吸附的水分子。

一个小颗粒被立体型分裂后，颗粒变为多少倍，表面积就增加多少倍。

储气库井煤层防塌钻井液技术

储气库井煤层防塌钻井液技术储气库井12 1/4″井眼穿山西、太原、本溪煤层与碳质泥岩，煤层段井斜为50°～75°左右，累计段长48米，钻井周期长延长了侵泡时间，井眼大携砂困难（返速0.76m/s），根据上述难点，钻井液处理主要做好以下几个方面：1.处理好钻井液组份做到硬性封堵，评价好封堵性;2.控制好高固相钻井液的流型，解决好携砂性能;3.对比分析储气库井各项数据，得出结论与建议。

标签：硬性封堵;钻井液流型;数据分析一.处理好钻井液组份做到硬性封堵，评价好封堵性1.1封堵性评价钻井液的失水控制要得当，减少降滤失剂，适当增加固相颗粒含量可以提高泥饼封堵性，控制自由水与结合水出入，高温高压失水仪更好的模拟了井下环境，对泥浆封堵性的评价更为准确和可靠。

1.2现场处理思路储气库井煤层要求高封堵，不一定高固相，梯配好固相颗粒组分，尽量减少降滤失剂加量，预防泥包及保证好钻井液流型防止井下形成岩屑床，对封堵性要求越高的地层越要使钻井液中保留一定的自由水，使得钻井液有一定的溶解空间，易于调整钻井液性能。

1.3现场处理经验该井施工中安全通过煤层且起下钻正常，从上述性能分析，梯配好固相颗粒组分控制住高温高压失水，不刻意加降滤失剂去控中压失水，放弃控制漏斗粘度转为控制钻井液流型，保证好12 1/4″井眼的携砂性能防粘卡，是穿煤层的性能控制的关键环节。

1.4处理建议通过实验室小型试验优化好配方，控制好穿煤层的钻井液性能，重点处理好钻井液中固相颗粒和降滤失剂的组分。

二.控制好高固相钻井液的流型，解决好携砂性能2.1 钻井液流型与携砂性的关系从流体力学角度分析钻井液携砂性能，以钻井液层流（紊流）状态下环空携砂效率为例进行说明：（1）计算环空中流动速度：υa=0.408×Q/（D2-D2po）（1.1）（2）计算幂律模式流变参数：ηa=0.5×lg（φ300/φ3）（2.1）Ka=（5.11×φ300）/511ηa（2.2）（3）鉆屑剪切应力的计算：τctg=7.9[Tctg（20.8-ρ）]0.5（3.1）（4）钻屑剪切速率的计算：γctg=（τctg/ Ka）1/ηa（4.1）（5）钻屑在环空中滑落速度的计算：υb=1/60×1.22×τctg[（γctg×Dctg）/ρ0.5]0.5（5.1）（6）环空中钻井液携带钻屑速度的计算：υT-ctg=υa-υb（6.1）（7）环空中钻井液携带钻屑效率的计算：ET-ctg=υT-ctg/υa×100（7.1）由以上公式推导：环空中钻井液携带钻屑的效率ET-ctg与范氏旋转粘度计300r/min读数φ300成反比、φ300/φ3读数成反比、钻屑直径Dctg成反比。

钻井液固相控制技术特点与现场应用

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四、节约办公资源
合理控制办公用品的使用，减少办公费用是杜绝浪费的一大举措。节约用纸，提倡双面用纸，开展电子办公，减少纸张消耗；多采用网络、电子邮件等现代的网络通讯方式。办公书写的中性笔用完后，更换笔心继续２钻井工程对钻井液固相控制的要求使用，尽量多用钢笔书写，可以 ① 提高机械钻速。相对于其他方面，钻井液重复吸墨水。平时注意保养和爱固相控制对提高机械钻速还有很大潜力可挖。②保护办公设备、生产设备、使设备障井下安全。③保护油气层。钻井液高固相含量，始终保持完好状态，尽量减少损特别是分散过细的固相粒子，易进入储层孔隙中，坏，节约耗材，节约维修费用。堵塞油气运移通道，降低储层渗透率，损害油气五、节约电话费层。④减少环境影响。⑤降低钻井液成本。良好的近年来公用电话费开支非常固相控制可以减少钻井液排放。之大，短说长话，坐在办公室闲３地层特点聊、办私事，甚至一聊长大一小时钻井液固相控制要针对地层特点进行，不能之多的大有人在。大家应互相监抛开地层谈固相控制。以渤海湾盆地济阳坳陷为督，做到厉行节约、人人有责。例，按沉积顺序，其下第三系地层包括孔店组、六、节约生产资源沙河街组和东营组，上第三系地层包括馆陶组、明我们是生产镍铜钴的大型化镇组和第四系平原组。粘土矿物类型主要有蒙皂企业，使用大量的生产原材料，石、蒙皂石，伊利石、伊利石／蒙皂石、伊利石、高在采矿、拉运、生产中免不了流岭石、绿泥石等，纵向分布类型以蒙皂石一伊利石基本上不存在蒙皂石—伊利石不失现象，要制定一系列科学管理正常转化型为主，】。以东营凹陷为例，其泥岩粘土矿物的制度，通过降低生产成本，从正常转化型个带。第一带是埋而可以提高企业的效益。在班组纵向分布类型自上而下可分为３０００—２４００ｍ的蒙皂石或蒙皂石／伊利石带，节省和利用好每一颗镙钉，重复深浅于２利用一些废旧机器拆下来的零部层位主要是明化镇组、馆陶组、东营组和凹陷边缘件，充分利用机器维修所剩的原的沙一段、沙二段和沙三段。粘土矿物易水化分散，造浆能力强，是钻井液固相控制的重点。第材料和废料。０００～２４００ｍ至３３００ｍ之间的伊利总之，我们应有高度的责二带是埋深界于２蒙皂石带，以伊利石／蒙皂石为主，相对含量为任感，从小事做起，从身边点点石，３％～３２％，造浆能力有所减弱。第三带是埋深大滴滴的细节做起，以实际行动厉７３００ｍ的伊利石带，其粘土矿物水化分散能力很行节约，崇尚节约光荣，增强节于３约意识，坚持杜绝浪费行为。提弱，钻井液固相控制方式以机械清除为主。倡节约，节约是中华明族的传统美德，杜绝浪费，建立节约型的公司，不仅是我们员工应有的责任，更是公司持续发展的需要。作为公司的一员，我们有义务去节约公司的每一点资源，养成勤俭的习惯，倡导节约的风尚，承担起节约资源、杜绝浪费的责

钻井液的固相及其含量的控制

钻井液的固相及其含量的控制舒儒宏(渤海钻探钻井技术服务公司泥浆公司)摘要钻井液的固相含量是指单位体积钻井液中固相物质的质量。

钻井液的固相控制，就是使用一切可以利用的手段，最经济地、最大限度的清除在钻井液中的钻屑，目的是维护钻井液性能，减少钻井事故，提高钻速，降低成本。

认识钻井液的固相类型、掌握它在钻井液中作用及对它的要求、控制方法等，对今后的工作意义重大。

关键词类型作用要求方法钻井液中的固相，包括人为加入的粘土和加重材料以及钻屑。

前两者是钻井液的主要成分，使钻井液具有所需要的性能，后者属于有害成分，使钻井液的性能变坏，如果钻井液中的钻屑过多，将会引起一系列问题。

例如：钻井液密度升高，粘切增大，泥饼变厚，会加剧设备的磨损，会影响固井质量，影响测井，损害油气层；也可能引起卡钻，、井漏等井下复杂情况；还会使钻速降低，钻井液维护处理费用增加和钻井总成本增加等。

可见，搞好钻井液固相含量的控制，维持有用的固相含量，清除钻屑，对于保证钻井工艺的顺利进行，对于提高钻速和降低成本都是至关重要的。

如果将钻井液中的有害固相控制在适当的范围，可以有以下几方面的好处：降低钻井的扭矩和摩阻；减小抽吸压力和压力激动；减小压差卡钻的可能性；减小测井工具的阻卡；可以改善下套管的条件；提高固井质量；延长钻头寿命；减轻设备磨损；增强井眼稳定性；提高钻速；降低钻井液和钻井成本等11方面。

一、钻井液中固相的类型1、按照作用可分为(1)有用固相：例如粘土和加重材料以及非水溶性或油溶性的化学处理剂。

(2)有害固相：例如钻屑、劣质土和砂粒等。

2、按照尺寸大小(1)砂：不能通过200目筛网，即大于74微米的固体。

(2)淤泥：即2--74微米的固体。

(3)粘土：即小于2微米的固体。

3、按照固体的密度可分为(1)低密度固体，即密度小于2.7的固体，如粘土和钻屑。

(2)高密度固体，即密度大于4.2的固体，也就是平时说的加重剂。

4、按照反应活性可分为(1)活性固体，即容易与水发生反应的或相互之间易发生反应的固体。

钻井液的固相及其含量的控制

钻井液的固相及其含量的控制舒儒宏(渤海钻探钻井技术服务公司泥浆公司)摘要钻井液的固相含量是指单位体积钻井液中固相物质的质量。

钻井液的固相控制，就是使用一切可以利用的手段，最经济地、最大限度的清除在钻井液中的钻屑，目的是维护钻井液性能，减少钻井事故，提高钻速，降低成本。

认识钻井液的固相类型、掌握它在钻井液中作用及对它的要求、控制方法等，对今后的工作意义重大。

关键词类型作用要求方法钻井液中的固相，包括人为加入的粘土和加重材料以及钻屑。

前两者是钻井液的主要成分，使钻井液具有所需要的性能，后者属于有害成分，使钻井液的性能变坏，如果钻井液中的钻屑过多，将会引起一系列问题。

例如：钻井液密度升高，粘切增大，泥饼变厚，会加剧设备的磨损，会影响固井质量，影响测井，损害油气层；也可能引起卡钻，、井漏等井下复杂情况；还会使钻速降低，钻井液维护处理费用增加和钻井总成本增加等。

可见，搞好钻井液固相含量的控制，维持有用的固相含量，清除钻屑，对于保证钻井工艺的顺利进行，对于提高钻速和降低成本都是至关重要的。

如果将钻井液中的有害固相控制在适当的范围，可以有以下几方面的好处：降低钻井的扭矩和摩阻；减小抽吸压力和压力激动；减小压差卡钻的可能性；减小测井工具的阻卡；可以改善下套管的条件；提高固井质量；延长钻头寿命；减轻设备磨损；增强井眼稳定性；提高钻速；降低钻井液和钻井成本等11方面。

一、钻井液中固相的类型1、按照作用可分为(1)有用固相：例如粘土和加重材料以及非水溶性或油溶性的化学处理剂。

(2)有害固相：例如钻屑、劣质土和砂粒等。

2、按照尺寸大小(1)砂：不能通过200目筛网，即大于74微米的固体。

(2)淤泥：即2--74微米的固体。

(3)粘土：即小于2微米的固体。

3、按照固体的密度可分为(1)低密度固体，即密度小于2.7的固体，如粘土和钻屑。

(2)高密度固体，即密度大于4.2的固体，也就是平时说的加重剂。

4、按照反应活性可分为(1)活性固体，即容易与水发生反应的或相互之间易发生反应的固体。

钻井液固控系统

加重剂
加重剂是一种密度较大的物质，加入钻井液中可以增加钻井液的密度，提高对井壁的支撑力，防止井壁坍塌。
降滤失剂
降滤失剂是一种能够降低钻井液滤失量的物质，加入钻井液中可以减少钻井液在钻井过程中的滤失量，保持钻井液性能稳定。
防塌剂
防塌剂是一种能够防止井壁坍塌的物质，加入钻井液中可以减少对井壁的侵蚀和破坏，保持井壁稳定。
钻井液固控系统面临的挑战
01
技术更新换代
随着钻井技术的不断进步和应用需求的不断提高，钻井液固控系统需要
不断进行技术更新和升级。这需要不断投入研发力量，加强技术创新和
产品升级，以满足市场和客户的不断变化的需求。
02
成本控制与市场竞争
钻井液固控系统的成本直接影响到钻井工程的总成本。如何在保证系统
性能和质量的前提下，降低系统成本，提高市场竞争力，是钻井液固控
钻井液固控系统
• 引言 • 钻井液固控系统组成 • 钻井液固控系统工作原理 • 钻井液固控系统应用 • 钻井液固控系统发展趋势与挑战
01
引言
目的和背景
钻井液固控系统是石油钻井工程中用于控制钻屑和钻井液固相含量的重要设备。
随着钻井技术的不断发展，钻井液固控系统的应用越来越广泛，对于提高钻井效率、降低钻井成本、保障钻井安全具有重要意义。
系统面临的重要挑战。
03
复杂工况适应能力
钻井液固控系统在面对不同地质条件、气候环境和工作压力等复杂工况
时，需要具备较高的适应能力。如何提高系统的稳定性和可靠性，降低
故障率，是钻井液固控系统面临的重要挑战之一。
未来研究方向与展望
新材料与新技术的应用
随着新材料和新技术的不断发展，未来钻井液固控系统将进一步探索和应用新型材料、节能技术和智能控制技术等，以提高系统的性能、环保性和智能化水平。