硅酸盐钻井液
硅酸盐钻井液
硅酸盐钻井液是一种功能比较独特的钻井液，各种钻井液一般只在某一种或几种特定的技术指标上表现比较良好，如抑制能力、封堵效应、储层保护效果、流变性能、现场维护性等，但其余功能无法兼顾，有时为了达到某种技术要求甚至需要削弱或放弃一些重要功能。从国内外使用硅酸盐钻井液的经验得知，除对地层有一定程度污染外，几乎具备了所有其它钻井液的优良功能
1．硅酸盐—聚合物钻井液
80年代以来，硅酸盐与聚合物配伍钻井液逐渐在现场中应用。其中前苏联在卡巴科沃62号井5410"--'5521m井段所用的钻井液配方为：5～7％膨润土+5----7％硅酸盐+O．7～1．0％CMC+O．2"--'0．5％不水解PAM，现场应用中井眼的规则性和钻井综合效益要明显优于无聚合物的硅酸盐钻井液；80年代后期美国杜邦公司优选的硅酸盐钻井液配方为：基浆+O．35％聚阴离子纤维素+O．2％XC+0．3％PVA(部分水解聚醋酸乙烯酯)+O．3％硅酸钾+0．3％碳酸钾，其指导思想是以硅酸盐为催化剂，利用硅酸根夺取PVA羟基的质子，使PVA分子链上产生强亲核性的醇氧负离子，后者与粘土表面的硅醇基缩合，把多个粘土颗粒胶结起来，从而大大提高井壁稳定性。80年代，在北海中部渐新世、始新世的高地应力页岩层钻井过程中，我国曾用含水54"---56％的液体硅酸钾钠与PHP作为泥页岩稳定剂，现场取得了较好地应用效果。1987年在川东卧96井130"--'996m井段，使用l～5％含有150目粉状硅酸钾钠的聚合物钻井液，机械钻速比同地区提高lO．8～21．2％阱l。塔西南KS一1井在近40MPa的井底压差下发生四次严重卡钻之后，使用了一定比例的硅酸钾与聚合物降滤失剂，改善了钻井液的防塌性能和润滑性能，从而有效地解决了超高压差卡钻的难题
2．硅酸盐硼凝胶钻井液
用三聚磷酸钠、煤碱剂与硅酸钠(体积比7～15％)复配成高效的降粘降滤失剂；用硼酸与硅酸钠制成液态硅酸盐硼凝胶，密度1．12～1．13kg／L，漏斗粘度40"--60s，pH值10"-11，加量为0．5～1．O％时有降粘作用。这两种复配剂可单独使用，也可同时使用，对于未胶结的易塌页岩或粉砂岩地层，能减少洗井和扩眼所需的时间。用硅酸盐—硼凝胶钻井液钻灰岩层或岩盐层时，未加上述含煤碱剂的降粘降滤失剂，也具有良好的防塌效果。
3．混合会属硅酸盐钻井液
在美国奥斯汀的Chalk油田白垩系裂缝性油气层钻水平井时，使用含有混合金属硅酸盐、增粘剂、降滤失剂和除氧剂等处理剂的钻井液，因具有凝胶性质而对地层裂缝起了封堵作用，防止了钻井液漏失，从而保护了储层。而在同一地区用常规聚合物钻井液钻井时，曾出现严重漏失和频繁井涌等问题。地层中C02的侵入仅使混合金属硅酸盐钻井液的pH值稍微降低；而其它钻井液在C02侵入时，会发生严重絮凝，并且粘度及滤失量大幅度增加。
1．5硅酸盐钻井液防塌机理
(1)堵塞页岩孔隙和微裂缝，阻止滤液进入地层，同时减少了压力穿透。带负电的硅酸根聚集体很小，能够因扩散和水力流动而进入页岩孔隙中，当这些聚集体进入孔隙水pH接近中性的页岩后，会克服凝聚而形成三维网状凝胶结构，同时地层水中的多价金属离子(如Ca2+，M92+)会与这些聚集体反应生成沉淀，提供物理屏障以防止滤液进一步侵入和压力穿透。上述形成凝胶和沉淀的过程非常快，能在发生较大滤失量和压力穿透前形成。
(2)抑制页岩中粘土矿物水化膨胀和分散。
滤液进入到泥页岩中，滤液中的硅酸根离子有较强的抑制粘土水化膨胀和分散的作用，产生的水化应力较小，有利于保持井壁稳定。
(3)硅酸盐与粘土矿物发生反应。
在较高温度下，硅酸盐和粘土接触一定时间后，粘土会和硅酸盐反应生成一种类似沸石的新矿物。将高岭石浸泡于模数为2．83，浓度为3％和5％的硅酸钾溶液中一周时间，维持温度为150。C，X射线衍射结果表明高岭石和石英含量减少了一半左右，生成了一种非晶质的连接非常致密的新矿物，这种新矿物的剪切强度达6MPa。硅酸盐与地层粘土矿物之间的这种化学反应有利于井壁稳定。
(4)无机盐的协同稳定井壁作用。
硅酸盐钻井液与KCI配伍使用，由于KCl本身具有抑制页岩中粘土矿物水化膨胀的作用，会协同硅酸根离子稳定井壁。
硅酸盐钻井液降黏机理研究
对于硅酸盐钻井液来说，其黏度过大的主要原因是pH值偏低引起的，这在预实验中已经得到证实。原因有三：(1)硅酸盐在通常加量下，钻井液pH值保持在11．0，而当钻井液中侵入Ca2+、M92+后，钻井液的流变性变得很差，pH 值小于10．5，这时在硅酸盐钻井液中起抑制作用的硅酸根离子转变成原硅酸和硅酸盐沉淀，并且Ca2+、M92+会置换吸附粘土表面的Na+，使钠质粘土转变成钙质粘土，导致粘土颗粒毛电势变小，使得阻止粘土颗粒结合的斥力减小，聚结玢散平衡向着有利于聚结的方向变化，这样钻井液中粘土颗粒变粗，网状结构加强，致使钻井液的黏度和
切力增大，导致了钻井液的流变性能变差。因此硅酸盐钻井液的pH值较低时不能形成稳定的钻井液流态。(2)在高温状态下钻井液中的Na+、K+等低价金属离子与膨润土颗粒中的H+发生离子交换，释放出的H+消耗钻井液中部分OH 一，这会导致钻井液的pH值降低，钻井液形成凝胶，钻井液的黏度剧烈增大，即凝胶沉淀稠化。(3)空气中的C02也会对钻井液黏度产生影响。硅酸酸性比碳酸弱，钻井液在搅拌、静置、循环时不可避免要与空气接触，硅酸盐与C02发生反应，降低了钻井液的pH值，将具有防塌作用的硅酸根离子转化成硅酸，使硅酸盐防塌效果失效，同时钻井液的黏度增加。因此，硅酸盐钻井液必须保持较高的pH值才能有稳定的流变性。实验研究发现，硅酸盐钻井液黏度过大时，可直接添加硅酸盐或复合碱调节钻井液的pH值来降低黏度。以较高模数硅酸盐配制的钻井液对碱有缓冲作用，加碱不会使pH值产生大的波动，添加复合碱不仅不会削弱硅酸盐钻井液的防塌能力，反而能使由于pH值降低而生成的原硅酸重新转化为起防塌作用的硅酸根离子。现场应用硅酸盐钻井液
时应当注意，硅酸盐钻井液黏度升高反映了钻井液pH值下降，这就给硅酸盐钻井液流变性调节提供了维护依据。因此，为了保证钻井过程中钻井液流变性良好，硅酸盐钻井液的pH值应该保持在ll～13之间。
钻井液用低粘度羧甲基纤维素钠的研制
万方数据
万方数据
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钻井液用低粘度羧甲基纤维素钠的研制 作者：朱刚卉， Zhu Ganghui 作者单位：上海创菱化工科技有限公司,上海,200122 刊名： 精细石油化工 英文刊名：SPECIALITY PETROCHEMICALS 年，卷(期)：2005(6) 被引用次数：4次 参考文献(4条) 1.朱刚卉羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素在日化产品中的应用[期刊论文]-日用化学品科学 2005(4) 2.董思民钻井液用羧甲基纤维素钠(CMC)质量标准与生产工艺介绍 2001(04) 3.贾开成;乔剑锋高取代高粘度羧甲基纤维素钠盐的制备 2003(04) 4.郁根明钻井用高粘度羧甲基纤维素钠盐的研究 2001(04) 本文读者也读过(10条) 1.张洁.杨贺卫.ZHANG Jie.YANG He-wei聚合糖与硅酸盐钻井液的配伍性评价[期刊论文]-天然气工业2009,29(3) 2.李丽.王白鸥.罗仓学综述提高羧甲基纤维素钠粘度的方法[期刊论文]-中国果菜2007(6) 3.朱阿成.邱正松.袁晓景.胡红福.ZHU A-cheng.QIU Zheng-song.YUAN Xiao-jing.HU Hong-fu纳米改性CMC的制备、结构表征和性能评价[期刊论文]-钻井液与完井液2007,24(5) 4.梁燕芬.彭金满.LIANG Yan-fen.PENG Jin-man超低粘羧甲基纤维素钠的研制[期刊论文]-精细与专用化学品2007,15(10) 5.张黎明.尹向春.李卓美.ZHANG Li-Ming.YIN Xiang-Chun.LI Zhuo-Mei羧甲基纤维素接枝AM/DMDAAC共聚物的合成[期刊论文]-油田化学1999,16(2) 6.郑友广.李铭东.吉民.Zheng Youguang.Li Mingdong.Ji Min托烷司琼盐酸盐的合成[期刊论文]-化工时刊2006,20(6) 7.杨可武.姜玄珍HZSM-5催化的多相酯化法合成氯乙酸甲酯[期刊论文]-分子催化2003,17(3) 8.白小东.黄进军.徐赋海.彭斌望.BAI Xiao-dong.HUANG Jin-jun.XU Fu-hai.PENG Bin-wang钻井液组分对气体水合物的影响[期刊论文]-钻井液与完井液2005,22(z1) 9.余协卿.梁永光.杨水金TiSiW12O40/TiO2催化合成氯乙酸乙酯[期刊论文]-化学推进剂与高分子材料2001(2) 10.李德江.付和清稀土固体超强酸催化合成氯乙酸甲酯[期刊论文]-广东化工2004,31(1) 引证文献(3条) 1.朱春玲一种速溶性CMC作用为钻井液降滤失水剂的室内评价[期刊论文]-化工中间体 2009(09) 2.吴军虎,陶汪海,王海洋,王全九羧甲基纤维素钠对土壤团粒结构及水分运动特性的影响[期刊论文]-农业工程学报 2015(02) 3.徐明橡胶的平均分子量对流变性质影响的研究[期刊论文]-科技创业月刊 2011(12) 引用本文格式：朱刚卉.Zhu Ganghui钻井液用低粘度羧甲基纤维素钠的研制[期刊论文]-精细石油化工 2005(6)
膏盐层的钻进措施
盐膏层钻进技术措施（一）在膏盐层井段钻进时，由于膏盐层的塑性流动及易造成卡钻、套管挤毁事故同时由于膏盐污染泥浆体系，造成井壁坍塌，形成不规则井眼，影响固井质量为此在钻进膏盐层前，应做好充分的物资与技术准备，措施如下： 1．钻膏盐层时，每钻进0.5米上提2米划眼到底，如划眼无阻卡、无蹩劲显示则可增加钻进井段和划眼行程，但每钻进4—5米至少上提划眼一次，每钻完一单根，方钻杆提出转盘面，然后下放划眼到底；钻进4小时（或更短，短起钻过盐层顶部，全部划眼到底，若无阻卡显示，可适当延长起钻间隔，但坚持钻具在盐层段作业时间不超过12—15小时。 2．钻膏盐层时应调整机械参数，控制机械钻速，每米钻时不低于10分钟。 3．注意钻速的变化，若机械钻速减小，立即上提划眼到底。4．密切监视各种参数的变化情况，如发现任何异常，立即上提钻具划眼； 岩盐层及其上下井段要保持钻具一直处于活动状态，防止钻 具静止而卡钻。 6. 发现有任何缩径的井段都要进行短程起钻到复合盐层顶，以验证钻头能否通过。钻穿盐层和软泥岩层，应短起至套管内，静止一段时间，再通井观察其蠕变情况，检查钻井液性能是否合适。
7. 钻进出现复杂情况不宜接单根，不宜立即停转盘、停泵，应维持转动、循环，待情况好转后，再上提划眼，判断分析复杂情况发生的原因。 8. 尽可能延长开泵时间，接单根时钻具坐于转盘后方可开泵。 9. 应首先确定安全时间，如需进行取芯或下部作业需花较多时间，钻头在盐层以下时间不得超过安全时间 采用扩孔器以增大膏盐层井径。 二、复杂情况预防与处理 A、防塌措施 调整好钻井液性能，钻入易塌层段前，按钻井液设计要求一次性加入防塌剂，含量达到3%左右。 起钻必须连续向井内灌入钻井液。 起钻遇阻，应将钻具下到畅通井段开泵重新循环洗井，避免因抽吸引起井塌。 钻进中发现泵压升高、悬重下降、扭距增加、打倒车严重、钻杆内倒返浆严重现象，应停止钻进或接单根，上提钻具到畅通井段，采用冲、通、划的方法处理。 循环时，注意经常变换钻头位置，防止长时间在一个地方冲刷。循环时避开井塌层段。 因井塌造成起钻遇卡，不能硬提，要开泵上提钻具，起出后下钻划眼。 垮塌严重井段，应提高泥浆粘切，用稠泥浆封井和带砂。
塔里木常用钻井液体系简介
塔里木常用钻井液体系简介 塔里木常用的钻井液体系主要以水基钻井液体系为主，油基钻井液只在少数几口井使用，一是为开发而进行的油基钻井液取心做业，二是用来解决极为严重的井下复杂情况，总的归纳起来大致有以下几种：不分散聚合物体系，分散型聚合物体系（即塔里木聚合物磺化体系），钾基（抑制性）钻井液体系，饱和盐水钻井液体系，正电胶钻井液体系，油基钻井液体系，”三低”正电胶钻井液体系。 1. 不分散聚合物钻井液体系 不分散聚合物钻井液体系指的是经过具有絮凝及包被作用的有机高分子聚合物处理的水基钻井液。塔里木使用的不分散聚合物钻井液体系大致有三种；既多元聚合物体系，复合离子型聚合物体系，阳离子聚合物体系。 塔里木不分散聚合物钻井液体系特点： （1）具有很强的抑制性。通过使用足量的高分子聚合物作为 絮凝包被剂，实现强包被钻削，在钻削表面形成一层 光滑的保护膜，抑制钻削分散，使所钻出来的钻削基 本保持原状而不分散，以利于地面固控清除，从而实 现低密度，低固相，提高钻速。 （2）具有较强的悬砂，携砂功能。通过控制适当的板土含量， 使聚合物钻井液形成较强的网架结构，确保其悬砂， 携砂功能，满足井眼净化需求。 （3）通过使用磺化沥青，超细碳酸钙等降低泥饼渗透率，能 够获得良好得泥饼质量。 （4）该体系以其良好的剪切稀释特性使得钻头水眼小，环空 粘度大，有利于喷射钻井，能使钻头水马力充分发挥， 钻速提高。 （5）低密度。低固相有利于实现近平衡钻井，
（6）抑制性强，且粘土微粒含量较低，滤液对地层所含粘土 矿物有抑制膨胀作用，故可减轻对油气层的损害。 2.配方(1).多元聚合物体系（2）.复合离子型聚合物 体系 材料名称加量材料名称 加量 扳土4% 扳土 4% KPAM PMNK 80A51任意两种0.6-1% FA-367 0.4-0.6% HPAN 0.15% XY-27 0.15% MAN101 0..1% JT-888 0.2-0.3 SAS 5.0% SAS 5.0 QS-2 2.0% QS-2 2.0% RH-3D 0.4-0.6% RH-4 0.3-0.5% RH-4 0.3-0.5% RH-3D 0.4-0.6 % （3）阳离子聚合物体系 材料名称加量 扳土4% SP-2 0.3-0.4% CSW-1 0.1%
钻井液
钻井液 钻井液工艺（90%的原题，可能考试中有选择，自己感觉吧。 以下内容仅供参考） 一、选择 1、高温对钻井液处理剂的影响是（高温降解、高温交联）。 2、用六速旋转粘度计测量静切力，用（3r/min）的速度。 3、盐水钻井液体系中除了必要的配浆土和盐以外，还需要加入（降粘剂、降滤失剂）。 4、测得某钻井液旋转计600r的读数为60，300r的读数为38，则该钻井液塑性粘度为（22）。 5、机械钻速增大或出现放空现象，并且钻井液中出现油气显示，钻屑中发现油砂或水砂，气测值升高，氯离子含量升高，这种现象一般表示为（井喷）。 6、钻井液密度、粘度、切力和含砂量都有升高，泵压忽高忽低，有时突然憋泵，这属于（井塌）。 7、不能防塌的钻井液是（分散型钻井液）。 8、如果旋流器的底流口调节到比平衡点的开口大，则（这种不合理调节成为湿底）。 9、对于一般地层，API滤失量要求（小于10ml）,HTHP滤失量要求（小于20ml）。10、聚合物钻井液的携岩能力强，主要是因为这种钻井液的剪切稀释性（强），环空钻井液的粘度和切力（大）。11、进入除砂器的钻井液必须首先经过（振动筛）。12、旋流器的规格尺寸指（圆柱部分的内径）。13、钻井液清洁器的筛网通常使用（150）目。14、由于钻井液悬浮性能不好，其中所悬浮的钻屑或重晶石沉淀，埋住井底一段井眼，造成卡钻，称为（沉砂卡钻）。15、若沉砂卡钻发生后不能恢复循环，只能采取（倒扣套铣）。16、钻井液密度在钻井中的主要作用是（平衡地层压力）。17、化学除砂是通过加入化学（絮凝剂），将细小颗粒由小变大，再通过机械方法除砂。18、易塌地层钻进时，滤失量应（不大于5ml）。
钻井液组成及作用
钻井液（drilling fluid） 钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。清水是使用最早的钻井液，无需处理，使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区。泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。 旋转钻井初期，钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带至地面。目前，钻井液被公认为至少有以下十种作用： （1）清洁井底，携带岩屑。保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率。 （2）冷却和润滑钻头及钻柱。降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命。 （3）平衡井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁。防止对油气层的污染和井壁坍塌。 （4）平衡（控制）地层压力。防止井喷，井漏，防止地层流体对钻井液的污染。 （5）悬浮岩屑和加重剂。降低岩屑沉降速度，避免沉沙卡钻。 （6）在地面能沉除砂子和岩屑。 （7）有效传递水力功率。传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率。 （8）承受钻杆和套管的部分重力。钻井液对钻具和套管的浮力，可减小起下钻时起升系统的载荷。 （9）提供所钻地层的大量资料。利用钻井液可进行电法测井，岩屑录井等获取井下资料。 （10）水力破碎岩石。钻井液通过喷嘴所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石。 钻井液的运用历史 很久以前，人们钻井通常是为了寻找水源，而不是石油。实际上，他们偶然间发现石油时很懊恼，因为它把水污染了！最初，钻井是为了获得淡水和海水，前者用于饮用、洗涤和灌溉；后者用作制盐的原料。直到19 世纪早期，由于工业化增加了对石油产品的需求，钻井采油才逐渐普及。 有记载的最早的钻井要追溯到公元前三世纪的中国。他们使用一种叫做绳式顿钻钻井的技术，实现方式是先使巨大的金属钻具下落，然后用一种管状容器收集岩石的碎片。中国人在这项技术上比较领先，中国也被公认为是第一个在钻探过程中有意使用流体的国家。此处所讲的流体是指水。它能软化岩石，从而使钻具更容易穿透岩石，同时有助于清除被称作钻屑的岩石碎片。（从钻孔中清除钻屑这一点非常重要，因为只有这样，钻头才能没有阻碍地继续深钻。）
欠饱和复合盐硅酸盐钻井液KSN配方研究
文章编号：!""!#$%&"（&""$）"$#"""’#"( 欠饱和复合盐硅酸盐钻井液)*+配方研究 李树皎,徐加放,邱正松,于连香,黄维安,张红星 （中国石油大学（华东）石油工程学院，山东东营） 摘要,欠饱和盐水钻井液具有较强的抗盐能力和抑制性能，而硅酸盐钻井液具有费用低、抑制性强、保护环境等优点，因此考虑用欠饱和复合盐硅酸盐体系解决盐膏层的井壁不稳定问题。通过室内实验，研制出了一种防塌能力强的欠饱和复合盐硅酸盐钻井液（)*+）体系。该体系稳定盐膏层井壁机理为：+-&*./(0123#!协同封固井壁，阻缓压力传递及滤液传递；)450+-&*./(协同抑制石膏溶解；)450+-&*./(0+-45协同抑制地层水化，防塌作用效果显著。评价了该体系的抗石膏和抗劣土污染性能、阻缓压力传递和滤液传递能力、抑制石膏溶解能力、抑制水化以及稳定井壁效果。实验结果表明，所研制的)*+体系具有优异的护壁防塌能力和滤失造壁性能， 动塑比高，携带能力强。关键词,欠饱和,硅酸盐,井壁稳定,石膏,抑制性,阻缓压力传递中图分类号：67&$’8( 文献标识码：9 ,,在钻井过程中经常钻遇大段盐岩层、盐膏层或复杂的盐膏泥混层，若在这些地层的钻进中使用分散钻井液，则地层中会有大量的氯化钠和其它无机盐溶解于钻井液中，使钻井液的粘度、切力升高，滤失量剧增；盐岩的溶解会造成井径扩大，深部地层塑性盐岩的流动变形会造成井眼缩径甚至卡钻，给继续钻进带来困难，并会严重影响固井质量。在钻遇高压盐水层时，盐水的侵入对钻井液性能也有很大的影响。因此，在钻井工程中盐膏层的井壁不稳定问题较为突出，现场使用的常规钻井液体系防塌效果不理想。（欠）饱和盐水钻井液因具有较强的抗盐能力和抑制性，成为顺利钻穿上述复杂地层的钻井液体系之一。近年来，硅酸盐钻井液因具有费用低、抑制性好和保护环境等优点，引起了人们的关注。本文介绍了欠饱和复合盐硅酸盐体系稳定井壁机理及其配方的研制与性能评价。 !,稳定井壁机理 ［!:(］!矿化度高。根据活度平衡理论和化学反渗透 理论，欠饱和复合盐硅酸盐钻井液能够限制钻井液中的自由水向地层扩散，甚至在化学势差的作用下，诱导地层孔隙水向钻井液中渗透，防止地层水化，利于井壁稳定。"抗盐能力强。该钻井液能够有效抵抗 盐侵和钙侵，并具有很好的抗高温能力，适于盐岩层或盐膏层的钻进。#硅酸盐的抑制性强。硅酸盐可抑制地层中粘土矿物的水化膨胀和分散，使粘土去水化，提高泥页岩的结构强度。$硅酸盐的封堵作用。硅酸盐进入地层孔隙后形成三维凝胶结构和沉淀物，快速在井壁处堵塞地层孔隙和微裂缝，阻止滤液进入地层；覆盖在岩石表面的沉淀物起到了封堵作用，降低地层的水化。%氯化钠0氯化钾0硅酸盐的协同增效作用。氯化钠0氯化钾的存在可以进一步提高硅酸盐的抑制性。 &,室内实验 &8!,仪器及药品 六速旋转粘度计、失水仪、滚子加热炉、针入度仪、31!"—&8’9型电动高速离心机、泥页岩水化#力学耦合模拟装置（*;<）、电子天平、恒温水浴等。 <=#4<4、>9(%?、123#!、@94!’!、+-;@9+、429#&、42A#&、424#!、)45、+-45、+-&*./(（模数为&8B ）、无水石膏、+-/;、钙膨润土（二级）。&8&,实验方法 &8&8!,石膏溶解度的测定 取!""C3试液于!$"C3三角瓶中，加入$D ,,基金项目：中国石油天然气集团公司重点科技攻关项目（+E8&""$""!?’）。,,第一作者简介：李树皎，!F?F 年生，中国石油大学（华东）石油工程学院硕士研究生，主要从事钻井液完井液方面的研究。 地址：山东省东营市中国石油大学石油工程学院；邮政编码&$?"%!； 电话（"$’%）B(F!(B’；7#C-.5：5-GC-H&!I J.H-8KEC8KH 。第&&卷第$期,,,,, ,,,钻,井,液,与,完,井,液,,,,,,,,,,,,,=E58&&+E8$ &""$年F 月,,,, ,,LMN33N+1>3ONL P 4/<@376N/+>3ONL,,,,,,,*QRST &""$ 万方数据
硅酸盐钻井液
硅酸盐钻井液 硅酸盐钻井液是一种功能比较独特的钻井液，各种钻井液一般只在某一种或几种特定的技术指标上表现比较良好，如抑制能力、封堵效应、储层保护效果、流变性能、现场维护性等，但其余功能无法兼顾，有时为了达到某种技术要求甚至需要削弱或放弃一些重要功能。从国内外使用硅酸盐钻井液的经验得知，除对地层有一定程度污染外，几乎具备了所有其它钻井液的优良功能 1．硅酸盐—聚合物钻井液 80年代以来，硅酸盐与聚合物配伍钻井液逐渐在现场中应用。其中前苏联在卡巴科沃62号井5410"--'5521m井段所用的钻井液配方为：5～7％膨润土+5----7％硅酸盐+O．7～1．0％CMC+O．2"--'0．5％不水解PAM，现场应用中井眼的规则性和钻井综合效益要明显优于无聚合物的硅酸盐钻井液；80年代后期美国杜邦公司优选的硅酸盐钻井液配方为：基浆+O．35％聚阴离子纤维素+O．2％XC+0．3％PVA(部分水解聚醋酸乙烯酯)+O．3％硅酸钾+0．3％碳酸钾，其指导思想是以硅酸盐为催化剂，利用硅酸根夺取PVA羟基的质子，使PVA分子链上产生强亲核性的醇氧负离子，后者与粘土表面的硅醇基缩合，把多个粘土颗粒胶结起来，从而大大提高井壁稳定性。80年代，在北海中部渐新世、始新世的高地应力页岩层钻井过程中，我国曾用含水54"---56％的液体硅酸钾钠与PHP作为泥页岩稳定剂，现场取得了较好地应用效果。1987年在川东卧96井130"--'996m井段，使用l～5％含有150目粉状硅酸钾钠的聚合物钻井液，机械钻速比同地区提高lO．8～21．2％阱l。塔西南KS一1井在近40MPa的井底压差下发生四次严重卡钻之后，使用了一定比例的硅酸钾与聚合物降滤失剂，改善了钻井液的防塌性能和润滑性能，从而有效地解决了超高压差卡钻的难题 2．硅酸盐硼凝胶钻井液 用三聚磷酸钠、煤碱剂与硅酸钠(体积比7～15％)复配成高效的降粘降滤失剂；用硼酸与硅酸钠制成液态硅酸盐硼凝胶，密度1．12～1．13kg／L，漏斗粘度40"--60s，pH值10"-11，加量为0．5～1．O％时有降粘作用。这两种复配剂可单独使用，也可同时使用，对于未胶结的易塌页岩或粉砂岩地层，能减少洗井和扩眼所需的时间。用硅酸盐—硼凝胶钻井液钻灰岩层或岩盐层时，未加上述含煤碱剂的降粘降滤失剂，也具有良好的防塌效果。 3．混合会属硅酸盐钻井液 在美国奥斯汀的Chalk油田白垩系裂缝性油气层钻水平井时，使用含有混合金属硅酸盐、增粘剂、降滤失剂和除氧剂等处理剂的钻井液，因具有凝胶性质而对地层裂缝起了封堵作用，防止了钻井液漏失，从而保护了储层。而在同一地区用常规聚合物钻井液钻井时，曾出现严重漏失和频繁井涌等问题。地层中C02的侵入仅使混合金属硅酸盐钻井液的pH值稍微降低；而其它钻井液在C02侵入时，会发生严重絮凝，并且粘度及滤失量大幅度增加。 1．5硅酸盐钻井液防塌机理 (1)堵塞页岩孔隙和微裂缝，阻止滤液进入地层，同时减少了压力穿透。带负电的硅酸根聚集体很小，能够因扩散和水力流动而进入页岩孔隙中，当这些聚集体进入孔隙水pH接近中性的页岩后，会克服凝聚而形成三维网状凝胶结构，同时地层水中的多价金属离子(如Ca2+，M92+)会与这些聚集体反应生成沉淀，提供物理屏障以防止滤液进一步侵入和压力穿透。上述形成凝胶和沉淀的过程非常快，能在发生较大滤失量和压力穿透前形成。 (2)抑制页岩中粘土矿物水化膨胀和分散。 滤液进入到泥页岩中，滤液中的硅酸根离子有较强的抑制粘土水化膨胀和分散的作用，产生的水化应力较小，有利于保持井壁稳定。 (3)硅酸盐与粘土矿物发生反应。 在较高温度下，硅酸盐和粘土接触一定时间后，粘土会和硅酸盐反应生成一种类似沸石的新矿物。将高岭石浸泡于模数为2．83，浓度为3％和5％的硅酸钾溶液中一周时间，维持温度为150。C，X射线衍射结果表明高岭石和石英含量减少了一半左右，生成了一种非晶质的连接非常致密的新矿物，这种新矿物的剪切强度达6MPa。硅酸盐与地层粘土矿物之间的这种化学反应有利于井壁稳定。 (4)无机盐的协同稳定井壁作用。 硅酸盐钻井液与KCI配伍使用，由于KCl本身具有抑制页岩中粘土矿物水化膨胀的作用，会协同硅酸根离子稳定井壁。 硅酸盐钻井液降黏机理研究 对于硅酸盐钻井液来说，其黏度过大的主要原因是pH值偏低引起的，这在预实验中已经得到证实。原因有三：(1)硅酸盐在通常加量下，钻井液pH值保持在11．0，而当钻井液中侵入Ca2+、M92+后，钻井液的流变性变得很差，pH 值小于10．5，这时在硅酸盐钻井液中起抑制作用的硅酸根离子转变成原硅酸和硅酸盐沉淀，并且Ca2+、M92+会置换吸附粘土表面的Na+，使钠质粘土转变成钙质粘土，导致粘土颗粒毛电势变小，使得阻止粘土颗粒结合的斥力减小，聚结玢散平衡向着有利于聚结的方向变化，这样钻井液中粘土颗粒变粗，网状结构加强，致使钻井液的黏度和
雁木西盐膏层调整井固井技术
价值工程 表2雁木西油田目的层地层含盐情况地层含盐量碳酸盐含量 Esh K 7.65％11.56％ 6.78％ 5.83％表1盐膏层成份分析 成份Mg 2+Ca 2+ Na +、K +Cl -SO 42-HCO 3-总矿化度钻井液滤液成份mg/l 170～486600～ 220080950～16970367750～117150961～80481224～3060138860～2225151雁木西油田地质特征雁木西油田目的层位于1200－1620m ，完钻井深一般在1700～1800m 。第三系(N1t 、Esh)600—1500m 井段为盐、膏、硝、泥的复合地层，含盐量在7%～11%之间，盐类型主 要是NaCL ，其中含石膏5%，氯化物50%左右，硝8%，层 多且薄，岩性变化大，由薄层盐岩、盐膏、石膏、芒硝，以盐 为胶结的角砾岩、 残余混合盐、含盐泥盐、碎泥盐、碎泥与盐的结合物组成的地层。泥岩层理裂隙发育，软泥岩易水 化膨胀分散，总矿化度达130000mg/l 以上。 从上表看出：雁木西油田盐膏总矿化度达13万到23万mg/l ；主要成分是Cl -和Na +、K +，盐类型主要是NaCl 。该油田存在两套油层Esh 、K1s ，分别位于1590～1640m 和1800m 左右，该层从上到下分别为油层、油水同层、水层，层间太薄甚至没有明显的隔层。近几年由于油田采取注水开发，地层压力系统遭到严重破坏，地层压力系数由原来的0.85-0.95上升到现在的1.75。2固井技术难点雁木西油田盐膏层发育、矿化度高，又受到注水影响，地层压力受到严重破坏，固井难度比较大。 2.1雁木西油田盐膏矿化度高达1.3×105～2.3×105mg/l ，固井过程中水泥浆极易受到污染，导致水泥浆流动性差，施工压力高，有时造成憋泵； 2.2受盐溶的影响，封固段存在众多“糖葫芦”段，井径极不规则（见图1），最大井径； 从上图可以看出雁6-58井最大井径538mm ，最小井径216mm ， 平均井径271mm ；最大井径环容212L/m ，最小井径环容21.32L/m 。2.3受注水影响，井下压力系统被严重破坏，井底压力1年时间内由原来的0.85上升到1.75，而且井下流体 比较活跃，严重影响固井质量； 2.4目的层埋深比较浅，完钻井深在1700m 左右，由于受井深条件限制，组合液柱压力比较困难，很难通过液柱压力实现平衡。 3技术对策3.1水泥浆技术在盐膏层固井，解决水泥浆受污染，防止水泥浆流变性受影响是其先决条件，在雁木西油田采用的是G33S 抗盐水泥浆体系， 其具备以下特点：3.1.1具备有很好的抗盐性在水泥浆中加入氯化钠常常是有益处的，盐水水泥浆及钻井液和某些类型的地层较相容， 如盐层和易塌的页岩井段。然而，加盐到水泥浆中会使大多数降失水剂失效。对于G33S 而言，虽然加盐会使失水量略有增大，但适当加大掺量便能很好地控制失 水。G33S 具有很好的抗盐性， 适用于各种浓度的NaCl 盐水水泥浆。图2显示：对于欠饱和盐水，抗盐水泥浆G33S 同样可以很好的控制失水；1.5％加量的G33S ，不论是10％或—————————————————————— —作者简介：樊天朝（1979-），男，湖北钟祥人，现任西部钻探吐哈 钻井公司固井工程公司经理，研究方向为固井技术。雁木西盐膏层调整井固井技术探讨 Discussion on Yanmuxi Salt Paste Layer Adjustment Well Cementing Technology 樊天朝FAN Tian-chao ；丁团峰DING Tuan-feng ；王靓WANG Liang ；杨丹YANG Dan （西部钻探工程有限公司吐哈钻井公司，吐鲁番838200） （Western Drilling Engineering Company Limited Tuha Drilling Company ，Turpan 838200，China ） 摘要：雁木西油田地层富含盐膏层，矿化度高达130000mg/l 以上，近几年由于油田采取注水开发，地层压力系统遭到严重破坏，地层压力系数由原来的0.85-0.95上升到现在的1.75，给固井带来了诸多难题；本文详细论述了在雁木西盐膏层调整井固井中运用的 抗盐水泥浆技术、 洗井顶替技术、地质技术、平衡固井措施和振动固井技术，以及应用效果；分析了原因，提出了对策。Abstract:Yanmuxi oilfield strata is rich in salt paste layer,salinity is as high as above 130000mg/l.In recent years,due to adopting water injection development in the oilfield,formation pressure system was severely damaged,and formation pressure coefficient rises to current1.75from original 0.85-0.95,which brings many problems;This paper discusses resistance to salt mud technology,wash well replace technology,geological technology,balanced cementing measure and vibration cementing technology which are applied in Yanmuxi salt paste layer adjustment well cementing in detail,as well as the effect of application;The reasons were analyzed and countermeasures were proposed. 关键词：雁木西油田；盐膏层；调整井；固井；振动固井 Key words:Yanmuxi oilfield ；salt paste layer ；adjustment well ；cementing ；vibration cementing 中图分类号：TE2文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）30-0094-03·94·
钻井液种类简介
钻井液种类简介 1、聚合物无固相钻井液体系 特点是不含土相，固含低、机械钻速快，用于提高上部地层机械钻速。处理剂以选择性絮凝处理机为主，常用PHP（0.05～0.15%）和K-PAM(0.05～0.3%)。 适用范围：1. 适合于地质情况熟悉的非高地层倾角（≤30°）无流体显示的非易塌构造或区块，主要用于表层的快速钻进。2. 适合于井漏严重、非易塌层位、无流体显示的各构造短时间的强钻。 2、聚合物钻井液体系 聚合物具有很强的包被抑制能力，可以防止粘土矿物进一步水化，防止钻井液性能变差，有利于携带钻屑，保持井壁稳定。 适用范围。 1. 非高地层倾角井的表层易水化分散的泥页岩井段，既有利于防塌，又能适当提高机械钻速。 2. 中深井井段出现恶性纵向裂缝漏失，而上部裸眼井段又易因清水浸泡出现垮塌情况下，作为井底清水强钻时覆盖易塌层的钻井液。 3. 适用于44 4.5mm井眼段大于200m，或311.2mm井眼段1000-2500m，地层倾角小于30度和无固相钻井液已不能适应的井段。 调整原则 随地层破碎程度增加，胶结性变差或裂缝发育，应在保持矿化度的前提下（防起泡）提高沥青类处理剂含量作封堵只用。易塌区块辅
以0.5～1.0%聚合醇或无渗透抑制剂，加强体系的防塌抑制性。 3、聚磺钻井液体系 聚磺钻井液体系具有如下特点：1. 利用KPAM、KPHP、PAC等高分子聚合物作为包被抑制剂，既能提高钻井液体系粘度，同时提供体系K+增强钻井液的抑制性。2. 加入分散型磺化系列处理剂提高钻井液体系的降滤失性能，如加入磺化沥青改善泥饼质量提高护壁能力。 3. 聚磺钻井液体系配制和转化方便。 适用范围 1. 高压力系数的易塌层钻进，能在防塌的基础上适当地提高机械钻速。 2．深井段高温、高密度条件下的易塌层钻进。 3. 适合于非特殊工艺的深井，有利于提高机械钻速，适合于川东地区所有区块。 钻井液现场配制与维护 1、检查井场钻井液材料质量检验单等有关资料，保证钻井液材料的质量。 2、配制钻井液前必须清洗钻井液罐。 3、若需要，必须处理配浆用水。 4、应按钻井液设计要求配制钻井液，并确保其性能达到设计要求。
伊朗雅达FX井盐膏层钻井液技术
伊朗雅达 FX 井盐膏层钻井液技术 X 周成华1,胡德云1,张 珍1,邓天安3 (1.中石化西南石油局钻井工程研究院;2.西南石油大学石油工程学院;3.中石化西南石油局固井公司) 摘 要:伊朗雅达FX 井是中石化部署在Kushk 地区北部脊背构造部署的一口重点预探直井,该井Gachsar an (1027m-1408m)地层含有大量石膏层和盐层(盐膏含量占80%),易造成溶、塌、缩、卡、喷、漏等井下复杂情况。针对FX 井地层特点,采用饱和盐水钻井液体系。室内和现场应用表明,应用的钻井液具有良好的流变性能和较强的携岩能力,稳定井壁效果好,抗盐膏及油气污染能力强,高温稳定性突出,满足了钻井的施工需要,保证了安全、优快钻进。 关键词:FX 井;盐膏层;饱和盐水钻井液;抑制性 中图分类号:T E254 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)03—0098—03 FX 井是中国石化集团国际石油勘探开发有限公司伊朗分公司Yadavaran 项目部在Kushk 地区北部脊背构造部署的一口重点预探直井。设计井深4482.00m ,完钻井深4588m ,主要目的层为 Fahliyan 。 该井盐膏层较厚、含量大、分布广,易造成泥包、缩径、卡钻、井塌等复杂事故。从邻井资料可以得出,KSK-2钻遇盐膏层至1184m 、1444m 时发生缩径、倒划眼、泥包情况,HOS-2钻至1170m 时也发生了这些复杂情况。因此,为顺利钻穿盐膏层本井三开采用饱和盐水钻井液技术。1 工程地质简况1.1 工程简况 FX 井使用660.4mm 钻头一开高坂含钻井液钻进至152m ,套管下入149.69m ;二开使用444.5mm 钻头钻至1043m,套管下入1027m;三开盐膏层使用311.15钻头钻进至1408m,套管下入1406m;四开使的较为容易进行的一个方面。例如:贯叶连翘提取物是目前国际流行的十大植物提取物之一,主要用于治疗忧郁症。提取物是用贯叶连翘药材经水煮或醇提、浓缩、干燥而得。采用超临界CO 2萃取工艺,达到出口标准,比传统工艺优越。 2.2.2 SFE 与中药化学成分的研究 这里主要是指超临界CO 2萃取分离技术应用于中药有效成分的研究或中药化学成分的系统研究,即植物化学范畴。它是新药研究的基础。用超临界CO 2萃取技术进行植物化学的研究,可大大简化提取分离步骤,能提取分离到一些用传统溶剂法得不到的成分,节约大量的有机溶剂。例如:超临界CO 2提取姜黄油,其收油率是水蒸汽的1.4倍,生产周期只是旧工艺的1/3。对所得的姜黄油进行GC/MS 分离鉴定,其化学组成主要由姜黄酮等26个成分组成,其组成与水蒸汽的差不多。姜黄油的超临界CO 2提取已应用于生产中。用超临界CO 2进行中药挥发油或脂肪油化学成分的研究较为简单,只要1～2h 提取油后,直接进行GC-MS-计算机联用技术分析,即可鉴定油中化学成分。在黄花蒿、当归等挥发油的研究中,SFE 能提取出水蒸汽蒸馏法提取不出的成分。3 结论 超临界CO 2萃取新技术完全可用于改造传统中药产业,和传统中药生产工艺比,具有极大优越性和市场潜力。这一领域将是超临界CO 2萃取技术的主要方向。虽然SFE 技术在应用过程中面临设备一次性投资较大的问题,但和传统溶剂提取法相比,由于它在生产过程中投资较小,以及具有很多优越性,因此在实现中药现代化和国际接轨的战略行动中将会发挥较大的作用。 [参考文献] [1] 李菁,葛发欢,黄晓芬,等.超临界CO 2萃取当 归挥发油的研究[J].中药材,1996,19(4).[2] 唐梅.超临界流体萃取技术在中药新药研发中 的应用[J].西北药学杂志,2007,(5). 98 内蒙古石油化工 2012年第3期 *收稿日期5 作者简介周成华(3),男,年毕业于西南石油大学油气井工程专业,获工学硕士学位。现就职于中石化西 南石油局钻井工程研究院伊朗项目部,伊朗雅达项目泥浆工程师。 :2011-12-1:198-2009
第6章钻井液设计
第8章钻井液设计 本章主要介绍了新疆地区常用的钻井液体系，结合A1-4井及探井资料，设计了A区块井组所使用的钻井液体系、计算了所需钻井液用量，提出了钻井液材料计划等。 8.1 钻井液体系设计 钻探的目的是获取油气，保护地层是第一位的任务，因此，搞好钻井液设计，首先必须以地层类型特性为依据，以保护地层为前提，才能达到设计的目的。 新疆地区常用钻井液体系简介[16]： (1)不分散聚合物钻井液体系：不分散聚合物钻井液体系指的是具有絮凝及包被作用的有机高分子聚合物机理的水基钻井液。该体系的特点是：具有很强的抑制性；具有强的携沙功能；有利于提高钻速；有利于近平衡钻井；可减少对油气层的伤害。 (2)分散性聚合物体系（即聚合物磺化体系）：聚合物磺化体系是指以磺化机理及少量聚合物作用机理为主配置而成的水基钻井液。该体系的特点是：具有良好的高温稳定性，使用于深井及超深井；具有一定的防塌能力；具有良好的保护油层能力；可形成致密的高质量泥饼，护壁能力强。 (3)钾基（抑制性）钻井液体系：该体系是以聚合物的钾，铵盐及氯化钾为主处理剂配制而成的防塌钻井液。它主要是用来对付含水敏性粘土矿物的易坍塌地层。该体系特点：对水敏性泥岩，页岩具有较好的防塌效果；抑制泥页岩造浆能力较强；对储层中的粘土矿物具有稳定作用；分散型钾基钻井液有较高的固相容限度。 (4)饱和盐水钻井液体系：该体系是一种体系中所含NaCl达到饱和程度的钻井液，是专门针对钻岩盐层而设计的一种具有较强的抑制能力，抗污染能力及防塌能力的钻井液。该体系特点：具有较强的抑制性，由于粘土在其中不宜水化膨胀和分散，故具有较强的控制地层泥页岩造浆的能力；具有较强的抗污染能力，由于它已被NaCl所饱和，故对无机盐的敏感性较低，可以抗较高的盐污染，性能变化小；具有较强的防塌能力，尤其再辅以KCL对含水敏性粘土矿物的页岩具有较强抑制水化剥落作用；可制止盐岩井段溶解成大肚子井眼。由于钻井液中氯化钠已达饱和，故钻遇盐岩时就会减少溶解，以免形成大井眼；缺点是腐蚀性较强。 (5)正电胶钻井液体系是一种以带正电的混合层状金属氢氧化物晶体胶粒(MMH或MSF）为主处理剂的新型钻井液体该体系的特点：具有独特的流变性;有利于提高钻井速度；对页岩具有较强的抑制性；具有良好的悬浮稳定性；有较
油田盐膏层钻井技术
收稿日期：２００４－１２－２６ 作者简介：王建华（１９６３－），男（汉族），河北内邱人，中国地质科学院勘探技术研究所，钻探工程专业，从事勘探技术研究工作，河北省廊坊市金光道７７号。 油田盐膏层钻井技术 王建华 （中国地质科学院勘探技术研究所，河北廊坊０６５０００） 摘 要：分析了巨厚盐膏层在复杂的压力系统及高温高压下发生塑性蠕动、井径缩小，易发生埋钻、卡钻、下套管困难等严重复杂情况；探讨了盐膏层钻井有关承压堵漏、钻盐膏层的钻井液、钻盐膏层随钻扩孔、盐膏层井径稳态蠕变率测定工艺等问题。 关键词：盐膏层；钻井技术；钻井液；工艺措施 中图分类号：ＴＥ２４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－７４２８（２００５）０４－００４７－０３ＤｒｉｌｌｉｎｇＴｅｃｈ．ｏｆＳａｌｔｙｌａｙｅｒｉｎＯｉｌＦｉｅｌｄ／ＷＡＮＧＪｉａｎｇ－ｈｕａ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ＣＡＧ，ＬａｎｇｆａｎｇＨｅｂｅｉ０６５０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎａｌｙｓｉｓｏｎｐｌａｓｔｉｃｗｒｉｇｇｌｅ，ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｗｅｌｌｄｉａｍｅｔｅｒ，ｂｉｔｂｕｒｙｉｎｇ，ｂｉｔｊａｍｍｉｎｇａｎｄｂｅｉｎｇｄｉｆｆｉｃｕｌｔｆｏｒｃａｓｉｎｇｅｔｃ．ｕｎｄｅｒｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｐｒｅｓｓｕｒｅｓｙｓｔｅｍａｎｄｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｔｈｅｅｘｔｒｅｍｅｌｙｔｈｉｃｋｌａｙｅｒ．Ｌｏａｄｂｅａｒｉｎｇａｎｄｂｌｏｃｋｉｎｇ，ｄｒｉｌｌｉｎｇｆｌｕｉｄ，ｕｎｄｅｒｒｅａｍｉｎｇｗｈｉｌｅｄｒｉｌｌｉｎｇ，ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｔｏｒａｔｉｏｏｆｓｔａｂｌｅｗｒｉｇｇｌｅｉｎｄｒｉｌｌｉｎｇｉｎｓａｌｔｙｌａｙｅｒａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓａｌｔｙｌａｙｅｒ；ｄｒｉｌｌｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｄｒｉｌｌｉｎｇｆｌｕｉｄ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 盐膏层在我国东西部油田广泛分布，由于盐膏层的塑性蠕变、非均质性、含盐泥岩的垮塌等地质因素，及上下压力系统差异，在钻井施工过程中常常引起卡钻、埋钻、套管挤坏、固井管外水泥挤空等工程事故，施工作业风险极大，甚至因盐膏层影响无法钻达设计井深或中途报废。 巨厚盐层是良好的油气盖层，顺利钻穿盐膏层是盐下油气勘探开发技术难点之一。 １ 盐膏层钻井技术难题１．１ 盐膏层塑性蠕动 一般盐膏层除含有大量氯化钠外，还含有石膏、软泥岩等，具有塑性蠕动性和流动性，易溶解，钻井时会引起井径扩大或缩小，发生严重井壁垮塌，甚至造成卡钻事故。１．２ 复杂的压力系统 盐膏层上下地层压力存在差异，为平衡下部井段盐膏层的塑性蠕变，需要调整泥浆密度来平衡盐膏层地层压力。一般使用高密度欠饱和盐水钻井液平衡盐膏层地层压力及溶蚀盐膏层以控制其蠕动速率。当钻井液液柱与地层压差超过临界压差时，易压漏上部地层，给钻井施工带来极大困难。必须对上部低压力地层进行承压堵漏，以提高其承压能力。１．３ 盐膏层扩孔技术难题 为抑制盐膏层蠕动，一般采用盐膏层段扩孔技术控制其蠕动速率。扩孔工具的选择、参数的优选、 措施的制定等都对最终的扩孔安全、扩孔效果产生重要影响。１．４ 解决瞬态蠕变和稳态蠕变问题 盐膏层的瞬态蠕变对钻井安全产生重大影响，而稳态蠕变对于套管的顺利下入和注水泥固井构成严重威胁。掌握盐膏层的瞬态蠕变和稳态蠕变的规律及特性是钻进盐膏层的关键技术。 ２ 盐膏层钻井技术 总结我国东西部各油田盐膏层钻井经验和教训，为减少盐膏层塑性蠕动给钻井施工带来的风险和危害，盐膏层钻进采用以下技术程序：识别盐膏层类别、上下地层压力系统、盐膏层的瞬态蠕变和稳态蠕变规律和特性；根据盐膏层的地质特性，采取上部地层承压堵漏、高密度欠饱和盐水钻井液扩孔钻进技术。 一般高密度欠饱和盐水泥浆随钻扩孔自盐膏层顶板５０～６０ｍ开始，可有效抑制盐膏层的塑性蠕动，保证安全钻进。若因盐膏层上下地层压力系统存在差异，钻盐膏层使用高密度欠饱和盐水钻井液时处于同一裸眼井段的上部低压力地层，因高当量密度钻井液而诱发井漏及压差卡钻时，现场多采用 ７ ４ ２００５年第４期 探矿工程（岩土钻掘工程）
第二章钻井液体系
第二章钻井液体系 目前，国内常用的钻井液体系分为水基、油基和含气钻井液三大系列。水基钻井液因使用方便、配制简单、价格低廉、对环境污染较小而应用广泛；油基钻井液由于其良好的抗泥页岩水化膨胀缩径性能而主要应用于泥页岩水化缩径严重的区块和对油气层保护要求较高的井；含气钻井液主要用于钻易漏的低压底层。 上世纪90年代又成功发展出合成基钻井液、超低渗透钻井液和不渗透钻井液并在大量井现场应用中取得良好的效果。合成基钻井液对环境污染更小，并具有部分油基钻井液的特性，能很好的保持井壁稳定；超低渗透钻井液和不渗透钻井液在防止地层损害和提高油气井产量上有较突出的效果而得到较广泛的应用； 各种钻井液体系是人们在钻井液技术发展过程中不断实践创造和完善的，不要死记硬背，生搬硬套，而应该对其熟练掌握、灵活应用，并在解决所遇到的各种钻井液问题中不断总结，积累并不断的加以完善。 一、膨润土浆（坂土浆） 1、膨润土浆是常用的水基钻井液的基础结构，用于代替清水开钻，形成泥饼以加固上部地层井壁防止冲坏基础和防止井漏；也用于储备钻井液，在钻井过程中各种事故复杂处理后钻井液量不足时用于做配制钻井液的基浆。 2、常规膨润土浆配方： （1）钠膨润土：水+ 0.1-0.2%烧碱+ 0.2-0.3纯碱+ 6-10%钠膨润土 （2）钙膨润土：水+ 0.3-0.5%烧碱+ 8-12%钙膨润土+纯碱（钙膨润土的6%）配置好水化24小时以后可加入0.1-0.3%的CMC-LV护胶降失水。 土是膨润土浆的基础结构，烧碱用于除去水中镁离子和调节膨润土浆PH值并促进膨润土水化，纯碱用于除去水中钙离子和促进膨润土水化；实际应用中，烧碱和纯碱的加量可根据配浆水中的钙镁离子含量来适当增减调节。 3、配置步骤 （1）清淘干净一个配浆罐，用清水清洗干净后装入配浆水（配浆水要求总矿化度小于1000mg/L ）。 （2）软化配浆水：检测配浆水中钙镁离子含量，根据钙镁离子含量加入纯碱、烧碱除去配浆水中钙镁离子，软化水质，以提高膨润土的造浆率，使配制出的膨润土浆有较 理想的粘度。 （3）室内小型实验，配制小样，检测小样性能。 （4）通过加重泵按实验合格的小样配浆，配浆前应用配浆水排替管线，配好后连续搅拌并用泵循环2-4小时，然后预水化24小时备用。 （5）如有必要，加入一定数量的护胶剂护胶，通常是加入0.1-0.3%CMC-LV或中小分子
钻井液体系
国内外钻井液技术发展概述 (2012-05-2711:05:36)摘要：本文主要论述了国内外钻井液的发展状况及发展趋势，介绍了近年来国内外发展起来的16种新型钻井液技术，国内外钻井液技术仍以抗高温、高压、深井复杂地层的钻井液技术为主攻目标，指出了钻井液处理剂的发展方向是高效廉价、一剂多效、保护油气层、尽可能减轻环境污染，并寻求技术更先进、性能更优异、综合效益更佳的钻井液体系及钻井液处理剂。对钻井液技术发展进行了展望，由于深井、复杂井、特殊工艺井以及特殊储藏的开发、环境保护的重视，对钻井液完井液的要求越来越高，所以抗高温、高压、深井复杂地层、油气层保护仍是钻井液完井液技术发展的重要方向。 关键词：钻井液技术发展 一、国内外钻井液技术新发展概述 钻井液作为服务钻井工程的重要手段之一。从90年代后期钻井液的主要功能已从维护井壁稳定，保证安全钻进，发展到如何利用钻井液这一手段来达到保护油气层、多产油的目的。一口井的成功完井及其成本在某种程度上取决于钻井液的类型及性能。因此，适当地选择钻井液及钻井液处理剂以维护钻井液具有适当的性能是非常必要的。钻井液及钻井液处理剂经过80年代的发展高潮以后，逐渐进入稳定期，亦即技术成熟期。可以认为，由于钻井液及钻井液处理剂都有众多的类型及产品可供选择，因此现代钻井液技术已不再研究和开发一般钻井液及钻井液处理剂产品，而是在高效廉价、一剂多效、保护油气层、尽可能减轻环境污染等方面进行深入研究，以寻求技术更先进、性能更优异、综合效益更佳的钻井液及钻井液处理剂。 1．抗高温聚合物水基钻井液 所使用的聚合物在其C-C主链上的侧链上引入具有特殊功能的基团如：酰胺基、羧基、磺酸根（S03H）、季胺基等，以提高其抗高温的能力。不论是其较新的产品，如磺化聚合物P OLYDRILL，或早己生产的产品如S.S.M.A.（磺化苯乙烯与马来酸酐共聚物）均是如此，并采取下列措施：