钻井液基本知识
钻井液基本知识钻井液是用于钻井的流体，在钻井中的功用：1、清洗井底，悬浮携带岩屑，保持井眼清洁。
2、平衡地层压力，稳定井壁、防止井塌、井喷、井漏。
3、传递水功率、以帮助钻头破碎岩石。
4、为井下动力钻具传递动力，5、冷却钻头、钻具。
6、利用钻井液进行地质、气测录井。
钻井液常规性能对钻井工作有很大的影响。
一、钻井液密度1、钻井液密度概念：单位体积钻井液的质量称为钻井液的密度，其单位是克/厘米3（g/cm3）常用符号表示。
现场一般用钻井液密度计测定钻井液的密度。
2、钻井液密度的计算公式P=(P地×102)÷H+PeP----钻井液密度g/cm3式中：P地----地层压力MPaH-----井深mPe-----附加密度、油层附加0.05—0.1气层附加0.07—0.15由于起钻时可能产生抽吸或液面下降，另外，气体进入井内，也会引起液柱压力降低，因此钻井液密度要有附加值。
3、钻井液密度与钻井工作的关系：在钻井作业中，钻井液密度的作用是通过钻井液柱对井底和井壁产生压力，以平衡地层中油、气压力和岩石侧压力、防止井喷、保护井壁，同时防止高压油气水侵入钻井液，以免破坏钻井液的性能引起井下复杂情况，在实际工作中，应根据具体情况，选择恰当的钻井液密度，若钻井液密度过小，则不能平衡地层流体压力，和稳定井壁，可能引起井喷、井塌、卡钻等事故，若钻井液密度过大则压漏地层，并易损害油气层。
钻井液对钻速有很大的影响，密度大液柱压力也大，钻速变慢，因钻井液柱压力与地层压力之间的正压差使岩屑的清除受到阻碍。
造成重复破碎，降低钻头破碎岩石的效率，使钻速下降，通常在保证井下情况正常的前提下，为了提高钻速，应尽量使用低密度钻井液。
二、钻井液粘度1、钻井液的粘度概念:钻井液粘度是指钻井液流动时，固体棵粒之间,固体颗粒与液体分子之间,以及液体分子之间内摩擦的总反映,钻井液粘度可用漏斗粘度计和旋转粘度计进行测定,由于测定的方法不同,有不同的粘度值,现场常采用漏斗粘度计测量钻井液的粘度,单位是秒。
2、钻井液与钻井工作关系，钻井液粘度的大小，对钻井液携带岩屑能力有很大的影响，一般来说，钻井液粘度大，携带岩屑能力强，但在钻井过程中，钻井液粘度要适当，否则将会引起不良后果。
若钻井液粘度过低，不利于携带岩屑，井内沉砂快，冲刷井壁，易造成井壁剥落，坍塌，井漏等，钻井液粘度过高，则可能造成下列危害：（1）流动阻力大，泵压高，井底清洗效果差，严重影响钻速。
（2）钻头易泥包，起下钻易产生抽吸作用或压力激动。
以至引起井漏、井喷、井塌等复杂情况。
(3)沉砂困难,净化不良,磨损钻具和配件。
(4)除气困难，钻井液密度下降，易引起下钻复杂情况。
（5）岩屑在井壁形成假泥饼，易引起阻卡。
（6）固井时水泥浆易串槽，影响固井质量。
因此、钻井液粘度的高低应根据具体情况而定，通常在保证携带岩屑的前提下，粘度应低，井深时泵压高，泵排量受限制，井眼情况一般比浅井复杂，为了有效的携带岩屑和悬浮岩屑，粘度易大些，当井眼出现垮塌，沉砂较多或出现轻度漏失时，为消除井下复杂情况，粘度也适当增大。
从提高钻速的角度出发，对钻井液的粘度提出新的要求，既钻井液的粘度要随流速梯度上升而下降，这就是剪切降粘的特性。
当钻井液从钻头水眼喷出时有较低的粘度，有利于钻头破碎岩屑。
清洗井底，而在环形空间上返时又具有较高粘度，有利于携带岩屑，这个特性对提高钻速有利，除清水外多数钻井液具有剪切降粘的特性。
三、钻井液切力1、钻井液切力概念：由于钻井渡中粘土颗粒的形状很不规则，表面性质也极不均匀，颗粒之间容易部分粘结，形成絮凝网架结构，当颗粒浓度足够大时，能够形成布满整个有较容积的连续空间网架结构，要是钻井液流动，就必须在一定程度上破坏这种连续网架结构，才能使颗粒之间产生相对运动，切力就是这种网架结构的反映，而且结构强度越大，则切力越大,反之则小。
反映钻井液结构力的参数有静切、触变性、动切力等。
钻井液在静止的条件下形成凝胶结构的强度，称静切力，其物理意义是当钻井液静止时破坏钻井液内部单位面积上的网架结构所需的力，通常用浮筒切力计测定，单位是mg/cm3。
钻井液的触变性是指搅拌后变稀，（切力降低）静置后变稠。
(切力升高)的特性,或者说，钻井液的切力随搅拌后的静置时间长而增大的特性，如钻井时钻井液不断循环粘度较低,而起下钻时钻井液静止循环粘度大,就是这个道理。
由于钻井液有触变性,静止时间不同,则切力不同,通常测两个静止时间的切力值,静止一分钟(或10秒钟)所测切力为初切,静止10分钟后所测的切力为终切，初切力与终切力的差值即表示触变大小，差值越大则触变性越大。
动切力又称屈服值，用旋转粘度计测定，单位是达因厘米22、钻井液切力与钻井工作的关系：钻井液切力大小代表了钻井液悬浮固体颗粒的能钻井工艺要求钻井液具有适当的切力和良好的触变性，在钻井液停止循环时，切力能较快的增大，到某个适当的数值，既有利于钻屑的悬浮又不致于静置后开泵泵压过高，若切力过低，则悬浮携带岩屑效果不好，一旦停泵很容易造成复杂情况，若切力过高，又可能造成下列危害：（1）流动阻力大，下钻后开泵困难易蹩漏地层。
（2）沉砂困难，影响净化，密度上升快。
（3）除气困难，气侵严重时，会使钻井液密度降低,导至井喷。
（4）含砂量增大，磨损钻具和配件，滤饼质量差，易造成粘附卡钻。
（5）钻具转动阻力大，动力消耗大，降低钻速。
四、钻井液的失水及滤饼1、钻井液失水和泥饼的概念：在钻井液液柱压力和地层压力之间的压差作用下,钻井液中的水份从井壁的孔隙裂缝渗到地层,这种现象叫失水(或滤失),失水的多少称为钻井液的失水量,通常现场测定的失水量是指在0.686 MPa压力作用下,30min内通过直径为75mm过滤面积所滤失的水的体积,单位是毫升。
在失水同时,钻井液中的粘土颗粒被阻挡沉积在井壁上形成一层固体颗粒的胶结物叫滤饼。
滤饼的单位是毫米。
钻井液的失水和产生滤饼是同时发生的，也是相互影响的，开始是由于失水而形成的滤饼，失水大形成的滤饼厚，失水小则形成的滤饼簿，而滤饼形成后又反过来阻挡进一步失水，失水主要取决于滤饼本身的渗透性，而失水量并不是决定滤饼厚度的唯一因素，钻井液的失水和滤饼可用气压失水仪测定。
2、钻井液的失水大小，滤饼质量与钻井工作的关系：在钻进过程中,有失水才能形成滤饼,所形成的滤饼又能巩固井壁和阻止进一步失水,一般来讲,钻井要求钻井液要低失水量和簿而韧致密的泥饼。
失水过大滤饼过厚而松散对钻井是不利的。
失水量过大的危害：（1）地层被浸泡，易造成井眼缩径或引起泥页岩剥落坍塌。
（2）水分渗入生产层，使油层中膨润土膨胀，油层气层渗透率降低，生产能力下降。
滤饼过厚的危害有：（1）滤饼厚而松散，摩擦系大，易造成泥饼粘附卡钻。
（2）易泥钻包头或堵水眼，使起下钻波动压力大。
（3）起下钻时摩阻力增加，甚至遇卡。
（4）妨碍套管顺利下入，且影响固井质量。
（5）电测遇阻遇卡，电测和井壁取资料不准确。
但失水并不是越小越好，要求过小的失水量反而是钻井液成本增加，钻速下降，要求泥饼簿，并不一定失水控制得很小，在钻井过程中，应根据地层岩石的特点，井深、井身结构、钻井液等类型来决定，如对石灰岩、白云岩、胶结致密的砂岩，对失水量不做要求，对易吸水膨胀、垮塌的页岩和易垮塌的其它地层，失水量应严格控制，另外、井浅时可放宽，祼眼时间长应从严，使用盐水钻井液应放宽，使用淡水钻井液应从严，总之、在井壁允许的情况下，适当放宽失水量的要求，以最大限度地提高钻井速度。
五、钻井液的固相含量1、钻井液的固相含量及含砂量的概念：钻井液的含砂量是指钻井液中所有的固体物质，包括粘土钻屑，化学处理剂，重晶石粉等,这些固体物质占钻井液体积的百分数称为钻井液固体含量,通常用百分数表示,钻井液中的固体物质并不没有区别的,根据固体对钻井液性能的影响不同和对钻井液的作用不同,钻井液中的固相又可分为两种(1)有用固相,是指维持钻井液所必须的固体,如膨润土粉,化学处理剂,加重剂等。
（2）有害固相，除有用固相以外的固体，如钻屑、劣质膨润土，砂粒等。
在不分散低固相钻井液中，膨润土占钻井液体积的2-4﹪，就可以满足钻井液性能的要求，因此，一般钻井液中有害固相是很多的，为了有效地控制止钻井液的性能，改善井下情况，提高钻井速度，对有害固相全部清除，对有用固相加以控制。
2、钻井液固相含量对钻速的影响：实践证明，当清水钻井时，钻速是最高的，而水中一旦进入了膨润土颗粒钻速就下降了，钻井液中的固相含量增加是引起钻速下降的一个重要原因，钻井液固相含量高还会严重影响钻井液性能，并给钻井带来许多危害，钻头进尺减少，钻井设备磨损严重。
钻井液密度粘度升高，滤饼加厚，容易发生井漏、卡钻等事故、损坏油气层。
并使钻井液流动阻力增大，泵压升高，不利于喷射钻进，使钻井液性能波动处理频繁，耗费大量的钻井液处理剂，因此、要有效地提高钻进速度，安全钻井，必须严格控制固相含量，使用不分散低固相钻井液。
六、钻井液的PH值1、钻井液PH的概念：钻井液的PH值即钻井液的酸碱值，表示钻井液酸碱性的强弱，它等于钻井液中的氢离子浓度的负对数值，又称PH，当PH值小于7时，钻井液为酸性，当PH值等于7时钻井液为中性，当PH值大于7时钻井液为碱性，现场通常用比色法测定钻井液的PH值2、PH对钻井液的影响：PH值对钻井液性能有很大的影响，钻井液中的粘土颗粒在碱性介质中，因负电荷较多，阳离子交换容量大，故较稳定。
其次，有许多有机处理剂，必须在碱性作用下才能发挥作用，如丹宁、腐植酸等，另外PH值低，有机处理剂易在高温下发酵变质，故一般钻井液的PH值保持在8个以上。
但若PH值高氢氧根离子在粘土表面的吸附会促使膨润土水化膨胀，不利于防塌。
经验表明，各种类型的钻井液都有它自已适宜的PH值范围。
如高碱性钻井液PH为12-14，不分散低固相钻井液PH值为8-9，弱酸性钻井液和饱和盐水钻井液PH值为6—7，PH值控制在合适的范围内，钻井液粘切较低，失水量较小，性能比较稳定，另外、PH值是确定处理剂碱比的依据。
七、钻井液处理剂为了满足钻井工艺的要求，单靠使用清水和机械设备来调整和控制钻井液性能是远远不够的，必须在钻井液使用各种各样的化学处理剂。
就生产中常用的钻井液无机处理剂，有机处理剂和表面活性剂有如下类型：（一）无机处理剂1、氢氧化钠（NaOH），氢氧化钠俗名烧碱、苛性钠，常温下密度为2.0—2.2g/cm3,易容于水，溶解时放出大量的热，溶解度随温度升高而增大，水溶解呈强碱性PH值为14。
使用时应注意安全，防止腐蚀皮肤和衣服，NaOH易潮，与空气的CO2作用生成NaOH，存放应注意防潮，NaOH是强碱，主要用来调解钻井液的PH值，与有些有机物配合使用，如与单宁成单宁碱液，与聚丙稀睛进行水解得到水解聚丙稀睛等，另外NaOH还清除有害的Ca2+Mg2+.2、氯化钠（NaCI）俗名食盐，为白色晶体，密度为2.17g/cm3易溶于水，水溶液为中性，溶解度随温度的升高略有增大，纯品NaCI不潮解，含MaCI2CaCI2等杂质的NaCI易吸潮NaCI主要用来配制盐水钻井液和饱和盐水钻井液，以防止岩盐井段的溶解，保持井径规则，NaCI还可用来提高钻井液的矿化度，抑制页岩地层的水化膨胀，防止坍塌。
钻井液基础知识
第三章钻井液基础知识一、钻井液概念钻井液是指油气开发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。
钻井液的循环是通过泥浆泵实现的。
循环池中的钻井液由泥浆泵泵入地面高压管汇，经过立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到达钻头，然后从钻头喷嘴喷出，沿着钻柱与井壁（或套管）形成的环形空间返出，到达地面后经各种固控设备处理后返回循环池。
因此，钻井液又被人们普遍称为石油钻井工程的“血液”。
钻井液又称做钻井泥浆或简称泥浆。
钻井液工艺技术是油气钻井工程的重要组成部分，在确保安全、优质、快速钻井中起着越来越重要的作用。
现场钻井液循环系统如图所示。
泥浆池泥浆泵地面高压管汇立管水龙带水龙头方钻杆固控设备沉砂池震动筛泥浆槽井眼环空钻头钻铤钻杆二、钻井液的组成1、分散介质---水（盐水）或油2、分散相---膨润土、加重材料、各种处理剂、钻屑膨润土是常用的配浆材料，主要起提粘和造壁作用，加重材料用于提高钻井液密度，处理剂用于调整钻井液性能，钻屑是无用固相应通过各种固控措施除去。
三、钻井液的基本功用1、携带和悬浮岩屑通过钻井液循环将钻头破碎的岩屑从井底携带到地面，让钻头始终接触、破碎新地层，保证快速钻进。
钻井液停止循环时使钻屑在钻井液中悬浮不下沉，防止沉沙卡2、稳定井壁和平衡地层压力钻井液借助液相滤失作用，在井壁上形成一层薄而致密的泥饼，阻止液相进一步滤失，从而减弱泥页岩水化膨胀和分散程度，达到稳定井壁的作用。
平衡地层压力是通过钻井液提供的液注压力来实现，从而防止井塌、井喷、卡钻等复杂情况。
3、冷却和润滑钻头钻具钻进过程中钻头破碎岩屑，钻具与井壁摩擦会产生大量热，这些热量通过钻井液循环被带出地面从而达到冷却钻头钻具的作用。
钻具在井下旋转过程中钻井液在钻具与地层之间又会起到很好的润滑作用。
4、传递水动力钻井液将地面泥浆泵赋予的动力除了用于克服沿程阻力外，当它从钻头喷嘴高速喷出时，对井底产生强大冲击力从而显著提高钻速。
预备知识3：钻井液简介
塑性粘度：
动切力（屈服值）：
0 0.511300 pv )(Pa) (
600 (无因次) 300
流性指数：
n 3.321lg
稠度系数：
k
0.511 600 (mPa s ) n 1022
四、钻井液的造壁性能
（1）滤失和造壁过程 钻井液中的液体在压差作用下向地层中渗透的 过程称为钻井液的滤失。 在钻井液产生滤失的同时，钻井液中的固相颗 粒附着在井壁上形成滤饼。一般，滤饼的渗透率比 地层的渗透率小几个数量级，所以形成的滤饼阻止 滤液向地层渗透，同时又有保护井壁的作用。滤饼 在井壁上的形成过程称为造壁过程。
稠度系数k、流性指数n upv为塑性粘度
钻井液大多数为塑性流体，某 些为假塑性流体。
塑性流型的特点:
（1）所加切应力达到某一最低值 s 之后才开始流动，这个最低切应力称为 静切应力，又称凝胶强度。
静切应力越大，悬浮岩屑能力强， 但流动阻力大，开泵困难。
（2）当切应力继续增大，流变曲线出 现直线段，延长该直线与切应力轴线交于
常见的粘土矿物
高岭土（Kaolinite） 蒙脱石(Montmorillonite) 伊利石(illite)
二、钻井液的分类
用的最多
分三类：水基体系；
油基体系；
空气-天然气体系。
(1) 水基钻井液体系： 固相颗粒悬浮在水中或盐水中，油可以乳化到水中，此时， 水是连续相。 膨润土+水+化学处理剂+加重材料＋钻屑 淡水、盐水、钙处理钻井液、聚合物钻井液等
四、钻井液的造壁性能
（2）几种不同的滤失情况
瞬时滤失、动滤失、静滤失
瞬时滤失 在钻头破碎岩石形成新井眼而滤饼尚未形成的一段时间内， 钻井液迅速向地层内渗滤，此时的滤失称为瞬时滤失，瞬时滤 失量有利于提高钻速，但严重损害油气层。
钻井液基础知识解析
第二部分、钻井液性能及调整
（3）钻井液密度的测试 钻井液比重称（钻井液密度计）
现场最常用密度计
1-称杆；2-主刀口；3-泥浆杯；4-杯盖；5-校 正筒；6-游码； 7-底座；8-主刀垫；9-档壁
钻井液基本性能:
密
度：比重计
抑 制 性: PH﹑矿化度、防侵污、防塌等
滤失造壁性: 滤失量、泥饼性能等
流 变 性: 粘度、切力等
固 相 含量：
含 砂 量：
钻井液特殊性能:
高温高压性能、乳化稳定性、润滑性等。
第二部分、钻井液性能及调整
1、钻井液密度
（1）定义：单位体积钻井液的质量。 g/cm3 （进出口泥浆密度差≤0.02 g/cm3 ） t/m3
酸溶性 酸溶
铁矿粉 钛铁矿粉 方铅矿
Fe2O3 TiO2.Fe2O3
PbS
4.9-5.3 4.5-5.1 7.4-7.7
酸溶 酸溶 酸溶
第二部分、钻井液性能及调整
钻井常用可溶性盐类加重材料
水溶性盐
KCl NaCl CaCl2 CaBr2 ZnBr2
饱和盐水密度 g/cm3
1.16(20℃) 1.20 (20℃) 1.40 (60℃) 1.80 (10℃) 2.3 0(40℃)
第二部分、钻井液性能及调整
（5）滤失量的调节 滤失量的调节通常采用在钻井液中加入降滤失剂的方式进行。
（6）常用滤失量调节剂 ①羧甲基纤维素钠盐（Na－CMC，CMC）； ②水解聚丙烯腈盐类（Na－HPAN、Ca－HPAN、NH4－HPAN）； ③腐植酸类（NaHm、Na－NHm、CrHm、SH23、SH24）；
钻井液性能基础知识
钻井液的流变性
• 流变参数的调整
– 降低PV：通过合理使用固控设备、加水稀释 或化学絮凝等方法，尽量减小固相含量。
– 提高PV：加入低造浆率的粘土、混入原油； 增加聚合物的浓度使钻井液的滤液粘度提高。
– 降低YP：加入适合于本体系的降粘剂，以拆 散钻井液中已形成的网架结构。如果是因为 Ca2+、Mg2+的絮凝作用，可使其沉淀减弱因 钙镁离子形成的结构。
– 表示方法：触变性的表示：10秒钟切力（初切）、10分 终切力（终切）
– 钻井工艺要求钻井液具有良好的触变性，在泥浆停止循
环时，切力能较快地增大到某个适当的数值，即有利于
钻屑的悬浮，又不致于静置后开泵泵压过高。
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对钻井液流变性的一般要求
对于非加重钻井液 • 塑性粘度（PV):5-12mPa.s • 动切力（YP):1.4-14.4Pa • YP/PV=0.48Pa/mPa.s • 流型指数：0.4-0.7 • 卡森动切力c:0.6-3Pa • 极限高剪粘度： :2-6mPa.s
• 幂律流体
– n=0.4-0.7
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钻井液流变性与钻井的关系
• 钻井液的流变性与井眼净化的关系
– 实现平板型层流的方法
• 加适量的电解质，提高0
• 加入大分子量的聚合物，提高0、塑
• 强化泥浆固相控制措施，以降低塑
d0
0 /塑 (D d)2 24v 3 0 /塑 (D d)
剪切速率 =Dv/dx
18
宾汉流体
•参数计算（范氏旋转粘度计） ＝1.703 • (s-1)
=0.511• (Pa)
塑=PV=600-300 (cp) 0=0.511(300-s) (Pa)
基础知识--04钻井液性能严选荟萃
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钻井液性能的概念、基本要 求及性能调节
--流变参数
钻井液切力的调整 （1）提高钻井液切力的方法
1）提高钻井液中固体颗粒含量。 2）提高粘土颗粒分散度。 3）加入水溶性高分子化合物，如XC等。 （2）降低钻井液切力的方法 1）加水或低浓度处理剂溶液，降低粘土含量。 2）加稀释剂
说明：Φ600、Φ300、Φ3代表外筒转600转/分、 300 转/分、3转/分从仪器刻度盘上读到的格数。
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钻井液性能的概念、基本要 求及性能调节
--流变参数
塑性流体和粘塑性流体 ：
表观粘度
AV
1 2
600
（mPa•s）
塑性粘度
PV 600 300
（mPa•s）
动切力
（Pa）
YP 0.511(300 PV ) 0.511(2300 600 )
--流变参数
4、表观粘度和剪切稀释特性
（1）表观粘度 对于非牛顿流体，剪切应力和剪切速率的比值不
是一个常数，这就意味着不能用同一粘度值来描述它 在不同剪切速率下的流动特性。因此，有必要引入表 观粘度这一概念。
表 观 粘 度 又 称 为 有 效 粘 度 （ Effective Viscosity）。它是在某一剪切速率下，剪切应力与 剪切速率的比值。符号：“AV”，常用单位：mPa.s 。
井液静止时间有关。
统一规定，钻井液静止10s后所测之切力称为初切力，用
G10s表示；静止10 min后所测之切力称为终切力，用G10min
表示。
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钻井液性能的概念、基本要 求及性能调节
钻井液基本知识
钻井液基本知识钻井液就是用于钻井的流体,在钻井中的功用:1、清洗井底,悬浮携带岩屑,保持井眼清洁。
2、平衡地层压力,稳定井壁、防止井塌、井喷、井漏。
3、传递水功率、以帮助钻头破碎岩石。
4、为井下动力钻具传递动力,5、冷却钻头、钻具。
6、利用钻井液进行地质、气测录井。
钻井液常规性能对钻井工作有很大的影响。
一、钻井液密度1、钻井液密度概念:单位体积钻井液的质量称为钻井液的密度,其单位就是克/厘米3(g/cm3)常用符号表示。
现场一般用钻井液密度计测定钻井液的密度。
2、钻井液密度的计算公式P=(P地×102)÷H+PeP----钻井液密度g/cm3式中:P地----地层压力MPaH-----井深mPe-----附加密度、油层附加0、05—0、1气层附加0、07—0、15由于起钻时可能产生抽吸或液面下降,另外,气体进入井内,也会引起液柱压力降低,因此钻井液密度要有附加值。
3、钻井液密度与钻井工作的关系:在钻井作业中,钻井液密度的作用就是通过钻井液柱对井底与井壁产生压力,以平衡地层中油、气压力与岩石侧压力、防止井喷、保护井壁,同时防止高压油气水侵入钻井液,以免破坏钻井液的性能引起井下复杂情况,在实际工作中,应根据具体情况,选择恰当的钻井液密度,若钻井液密度过小,则不能平衡地层流体压力,与稳定井壁,可能引起井喷、井塌、卡钻等事故,若钻井液密度过大则压漏地层,并易损害油气层。
钻井液对钻速有很大的影响,密度大液柱压力也大,钻速变慢,因钻井液柱压力与地层压力之间的正压差使岩屑的清除受到阻碍。
造成重复破碎,降低钻头破碎岩石的效率,使钻速下降,通常在保证井下情况正常的前提下,为了提高钻速,应尽量使用低密度钻井液。
二、钻井液粘度1、钻井液的粘度概念:钻井液粘度就是指钻井液流动时,固体棵粒之间,固体颗粒与液体分子之间,以及液体分子之间内摩擦的总反映,钻井液粘度可用漏斗粘度计与旋转粘度计进行测定,由于测定的方法不同,有不同的粘度值,现场常采用漏斗粘度计测量钻井液的粘度,单位就是秒。
钻井液知识
第五章钻井液钻井液（Drilling fluids）是在旋转钻井时循环使用的流体，包括水基、油基、气基三种类型。
由于绝大多数使用的是液体，少量使用气体或泡沫，因此称之为“钻井液”，又由于最初的钻井液主要是由水和粘土组成，而且粘土一直是钻井液的主要配制材料，因此习惯称之为“泥浆”。
尽管目前钻井液的成本仅占钻井总成本的5～10％左右，但它却是影响钻井工程成败的主要因素之一，井愈深，其重要性愈突出，因此，人们形象地把泥浆比喻为“钻井的血液”。
第一节钻井液性能一．钻井液性能钻井液性能测试与计算的技术指标总共有40多项，但对一种钻井液体系，一般要求测定和相适应的指标常常只是几项或十几项。
测试钻井液性能的方法可参见1993年版API RP 13 B－l《水基钻井液现场测试程序推荐作法》和B－2《油基钻井液现场测试程序推荐作法》以及我国行业标准ZB／TE 13004《钻井液测试程序》。
各项性能的代号及单位见表5－1。
二．钻井液性能的控制1．密度（MW）（1）钻井液密度是单位体积钻井液所含物质的质量，法定计量单位为克／厘米3（g／cm3）或千克／米3（kg／m3），钻井现场也常用其他非法定计量单位，如磅／加仑（1b／gal）或磅／英尺3（fo／f t3），有时则用压力梯度表示，如磅／英寸2／英尺（1b／in2／f t）、磅／英寸2／1000英尺（1b／in2／1000f t）、千帕／米（kPa／m）或者是公斤／厘米2／米（kg／cm2／m）等。
它们之间的换算关系见单位换算表。
（2）钻井液密度的设计应控制在合适的数值上。
一般而言，钻井液密度提高有利于支承井壁，保证井眼的稳定，阻止地层流体流入井筒污染钻井液及引发井涌与井喷，但密度高不利于提高钻进速度。
（3）钻井液密度降低有利于避免井漏，提高钻进速度和减少压差卡钻机率，也有利于产层保护，但密度降低容易引发井涌或井喷。
（4）钻井液密度升高的可能因素是：①加入加重材料。
钻井液基础知识
水基钻井液
水基钻井液是以水为分散介质，以粘土、碱、润滑剂等为添 加剂的钻井液。它是最常用的一种钻井液类型，具有制备方 便、成本低、易于维护等优点，适用于大多数地质条件。
水基钻井液根据其组成和性质可分为淡水钻井液、盐水钻井 液、钙处理钻井液等。不同类型的水基钻井液在性能、稳定 性、抗污染能力等方面存在差异，应根据具体地质条件和工 程需要进行选择。
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钻井液的处理剂
粘土分散剂
作用
抑制粘土水化，防止粘土膨胀 和分散。
原理
通过离子交换或物理吸附，使处理 剂吸附在粘土颗粒表面，改变其表 面电性质，从而抑制粘土水化和膨 胀。
常用种类
有机处理剂如栲胶、磺化沥青；无 机处理剂如水玻璃、氯化钙。
降滤失剂
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作用
降低钻井液的滤失量，保 持钻井液的稳定。
研究纳米材料在钻井液中 的应用
纳米材料具有许多独特的性质，如大的比表 面积、良好的化学稳定性等，将其应用于钻 井液中可以提高钻井效率、降低钻井成本。
提高钻井液的抗污染能力
要点一
加强钻井液的滤失性和稳定性
滤失性和稳定性是评价钻井液抗污染能力的重要指标 ，加强这两种性能的研究可以提高钻井液的抗污染能 力。
采用适当的过滤和净化设备， 去除钻井液中的杂质和有害物 质，提高钻井液的水质。
控制钻井液的密度
根据钻井工程的需要，控制钻井 液的密度以保证适当的浮力和稳
定性。
通过添加加重剂或减少水分含量 等方式，调整钻井液的密度。
定期检测钻井液的密度，确保其 在合适的范围内，以保证钻井工
程的顺利进行。
防止钻井液受污染
表面活性剂是钻井液处理剂的重要组成部分，开发保型表面活性剂可以降低钻井液对环 境的污染。
钻井液基本知识
流动时,固体棵粒之间,固体颗粒与液体分子之间,以及液体分子之间内摩擦得总反映,钻井液粘度可用漏斗粘度计与旋转粘度计进行测定,由于测定得方法不同,有不同得粘度值,现场常采用漏斗粘度计测量钻井液得粘度,单位就是秒。
2、钻井液与钻井工作关系,钻井液粘度得大小,对钻井液携带岩屑能力有很大得影响,一般来说,钻井液粘度大,携带岩屑能力强,但在钻井过程中,钻井液粘度要适当,否则将会引起不良后果。若钻井液粘度过低,不利于携带岩屑,井内沉砂快,冲刷井壁,易造成井壁剥落,坍塌,井漏等,钻井液粘度过高,则可能造成下列危害:(1)流动阻力大,泵压高,井底清洗效果差,严重影响钻速。(2)钻头易泥包,起下钻易产生抽吸作用或压力激动。以至引起井漏、井喷、井塌等复杂情况。(3)沉砂困难,净化不良,磨损钻具与配件。(4)除气困难,钻井液密度下降,易引起下钻复杂情况。(5)岩屑在井壁形成假泥饼,易引起阻卡。(6)固井时水泥浆易串槽,影响固井质量。
由于起钻时可能产生抽吸或液面下降,另外,气体进入井内,也会引起液柱压力降低,因此钻井液密度要有附加值。
钻井液工知识题库
钻井液工知识题库一、名词解释：1、分散相：分散体系中的很细的悬浮颗粒（包括固体、液体、气体等）较均匀地分布在连续相中，此悬浮颗粒称为分散相。
2、连续相：能完全悬浮胶体、油滴、固体颗粒等分散相的液体称为连续相。
3、油层损害：钻井液固体颗粒和滤液侵入地层而引起的油层渗透率的降低，称为油层损害。
4、水堵：由于钻井液滤液侵入地层孔隙（毛细孔）而引起的油气层渗透率降低的现象称为水堵。
5、选择性絮凝：絮凝钻屑和劣质粘土，而不絮凝有用般土的絮凝剂。
6、高分子化合物：分子量一般在一千以上的有机化合物简称为高分子化合物。
7、乳化作用：一种液体以细小液滴的形式分散在另一种互不相溶的液体中所得的稳定分散体系，这种分散特性的形成过程叫然后作用。
8、表面张力：作用于液体表面单位长度上，是表面收缩的力。
9、极压润滑剂：一种特殊的添加剂，在及高压力条件下，它能在摩擦的金属表面形成坚固的化学膜，所形成的这种化学膜可以减轻接触表面之间的磨损或摩擦。
10、降粘剂：能使钻井液粘度降低的处理剂。
11、滤饼摩擦系数：滤饼表面有一定的粘滞性，当一物体在其表面产生运动时，将受到一定的摩擦阻力，这个摩擦阻力与物体对滤饼施加压力的比值称为滤饼的摩擦系数。
12、高温降解：高温使处理剂长链断裂，或使亲水基与主链连接键断裂，两者结果都大幅度降低处理剂效能，甚至使之失效，处理剂在高温下的断键（链）反应称为高温降解。
12、固体润滑剂：一般指加入钻井液中能显著降低钻具对井壁摩擦力的固体物质。
如：石墨粉、塑料小球、玻璃微珠等。
13、湿润反转：由于表面活性剂的作用，使固体表面亲水亲油性相互转化的过程。
14、流变曲线：流变曲线：是指流体流动时速度梯度与切应力关系曲线。
15、紊流：一种流态，其特点是某一定点的流速无论是大小或方向都在不断地变化，并持续进行着不规则的，连续的变化。
16、塞流：物体作为一个整体单元的流动，在流体的内部不存在剪切作用。
塞流是塑性流体在克服产生流动所需要的力以后所显示出的初始流态。