丹宁碱液铁铬木质素磺酸盐
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钻井培训教材
• 二）、降滤失剂 • 1、羧甲基纤维素钠盐 • 代号为Na－CMC，简称CMC，目前常用的 有低粘CMC、中粘CMC、高粘CMC三种。为 白色纤维状粉末，具有吸湿性，不溶于 酸和醇等有机溶剂，易分散于水中形成 胶状液，抗温达90～140℃，有一定抗盐、 抗钙能力。 • 主要用于各种水基钻井液的降滤失剂， 还具有抑制页岩水化膨胀作用、增稠作 用等。
4、发挥水力效能，传递动力，冲击井底， 帮助钻头破碎井底岩石，提高钻井速度。 5、悬浮岩屑和加重剂，降低岩屑沉降速度， 避免沉砂卡钻。另外承受钻杆和套管的 部分重力。 6、润滑并冷却钻头，钻具。 7、防止地层中盐水、盐岩、石膏、芒硝等 对钻井液的化学污染，防止硫化氢污染 和损害。 8、利用钻井液，准确获得井下资料。
3、岩心录井 概念：利用取心工具，将井下一定深度 地层的岩石以柱状形式取上来，并对其 进行分析、研究而取得各项资料的过程。
• 4、荧光录井 概念：石油中的油质、沥青等在紫外 光的照射下，能发出一种特殊光亮，就 是荧光。根据荧光显示的亮度及颜色的 差别，测定出石油的含量和组成成分， 对油气层进行定性和定量解释，就是荧 光录井。 荧光录井的方法 • ⑴ 岩屑干照法。 • ⑵ 点滴分析法。
⑶ 记录方法 就是将钻时、接单根、停钻、停泵、 变泵等一些情况详细记录在钻时记录表 上。钻时的变化能反映地层的坚硬或松 散程度。根据钻时的大小可以粗略地判 断岩性和进行地层对比。根据钻时记录 绘制钻时曲线，并结和有关地质资料， 对地层、岩性、含油气等情况进行综合 分析。
2、岩屑录井 概念： 在井深不断加深过程中，按 照一定的取样间距和迟到时间，将岩屑 连续收集起来，进行观察、分析，并综 合运用各种录井资料进行岩屑归位，以 恢复地下原始剖面的过程。
• 二）、钻井液粘度、切力与钻井的关系 • 1、粘度、切力过大有以下害处。 • ⑴流动阻力大，能量消耗多，功率低， 钻速慢； • ⑵净化不良（固控设备不易充分发挥效 力），易引起井下复杂情况； • ⑶易泥包钻头，压力波动大，易引起卡、 喷、漏和井塌等事故； • ⑷脱气较难，影响气测并易造成气侵。
煤田泥浆书
丹宁又叫鞣质，即具有鞣皮成革能力的物质。
工业用丹宁主要用五倍子在水中加热浸取，经提纯和干燥后得五倍子丹宁粉。
植物栲胶（可由红柳根、橡椀、落叶松树皮等提取制成）也含有约48％～70％的丹宁。
丹宁可溶于水，水溶液成弱酸性。
五倍子丹宁粉或栲胶均不能直接用来处理泥浆，需要用烧碱进行水解处理。
经处理后得丹宁碱液NaT或栲胶碱液NaK。
它们起作用的主要成分都是丹宁酸钠，在泥浆中，丹宁酸钠被吸附在粘土颗粒水化弱得端部，由于丹宁酸钠分子中得羧钠基—COONa和酚钠基—ONa有强的水化性，使粘土颗粒的水化膜增厚，拆散或削弱了泥浆的网状结构，放出被网状结构所包围的自由水，从而降低泥浆的粘度、切力，并有一定的降失水作用。
配制丹宁碱液常用的配方是丹宁粉：烧碱＝2：1、1：1、1：2不等。
栲胶中含纯丹宁量较少，配制栲胶碱液的常用配方是栲胶：烧碱=2:1或3：1。
它们一般配成1、10或1/5浓度，泥浆中加入量为0.5%~1%。
为了便于现场使用，有些化工厂生产有栲胶碱粉成品。
丹宁碱液和烤焦碱液是良好的泥浆稀释剂。
但它们抗盐、抗钙、抗温的能力较差，而且栲胶碱液中含有糖类，温度较高时容易发酵变质。
为了提高丹宁类处理剂的技术性能，各地厂家生产有多种丹宁类改性产品。
1、磺甲基化丹宁（代号SMT）和磺甲基化栲胶（代号SMK）它们是由丹宁或栲胶与甲醛和亚硫酸氢钠进行磺甲基化反应制成的，是80年代初发展起来的一种较好的稀释剂，具有强的抗温（达180℃）能力和一定的抗钙、抗盐能力。
成品为棕褐色粉状或细粒状，吸水性强，易溶于水，水溶液成碱性。
在泥浆中加入0.5%!1%即可获得良好的稀释降粘效果。
2、丹宁酸钾KTN丹宁酸钾是成都某化工厂1989年新开发的产品。
在丹宁分子中引入钾离子，除了保持原有的稀释性能外，还具有抑制泥、页岩吸水膨胀的能力。
产品为棕褐色粉状，易溶于水，在泥浆中加量约0.2%~0.5%。
（二）腐植酸类腐植酸处理剂是以褐煤（也用泥煤或风化煤）为基础原料的有机处理剂。
第六章水基钻井液方案
2019/9/10
石油工程学院
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如果是水泥引起的污染，由于Ca2+和OH-同时进入钻 井液，致使钻井液的pH值偏高。最好用碳酸氢钠 (NaHCO3)或SAPP(即酸式焦磷酸钠)清除Ca2+。反应方程 式为：
清除了Ca2+ ，又适当地降低了pH值。
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2．盐侵和盐水侵
1、粘度切力急剧上升；
2、滤失量增加；
3、粘度切力增加到一
定值后急剧下降。
4、PH值下降
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钻井液中的粘土矿物由于晶格取代颗粒表面带有负电荷， 吸附阳离子形成扩散双电层。随着进入钻井液的Na+浓度不断增 大，增加粘土颗粒扩散双电层中阳离子的数目，压缩双电层， 使扩散层厚度减小，颗粒表面的ξ电位下降。粘土颗粒间的静 电斥力减小，水化膜变薄，颗粒的分散度降低，颗粒之间端— 面和端—端连接的趋势增强。絮凝结构的产生，导致钻井液的 粘度、切力和滤失量均逐渐上升。当Na+浓度增大到一定程度之 后，压缩双电层的现象更为严重，粘土颗粒的水化膜变得更薄 ，使粘土颗粒发生面—面聚结，分散度降低，钻井液的粘度和 切力在分别达到最大值后又转为下降，滤失量继续上升。
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23
解决方法：
1、采取物理脱氧的方法，充分利用除气器等设备， 在搅拌过程中控制氧的侵入量。
2、PH值维持在10以上抑制氧的腐蚀，在较强的碱性 介质中，氧对金属铁产生钝化作用，在钢材表面生成一 种致密的钝化膜，降低腐蚀速率。
3、化学清除法。选用除氧剂与氧发生反应，降低钻 井液中氧的含量。常用的除氧剂有亚硫酸钠(Na2SO3)
常见的钻井液体系-王宝田
• （2）石膏钻井液
• （3）氯化钙钻井液
• （4）盐水钻井液
1、石灰钻井液
•
用石灰作钙的来源时，称石灰钻井液。钻井液的pH值
应控制在 11 ． 5 以上，使 Ca2+ 含量保持在 120 ～ 200mg
／L，石灰过量时为3000～6000mg／L。
•
石灰钻井液，有高碱性石灰钻井液与低碱性石灰钻井 液之分，低碱性石灰钻井液是从高碱性石灰钻井液发 展来的，高碱性石灰钻井液在高温下有固化的缺点， 一般只能用到 4000 米以内的井，而低碱性、低石灰钻 井液， pH 值应控制在 11 ． 5 以内，用抗高温的处理剂
4．钠羧甲基纤维素的作用
钠竣甲基纤维素代号 Na-CMC，它是链状水溶性高分子化合物，
1945年Na-CMC开始引进用于钻井液。 Na-CMC水溶液性质如下： （1）pH对溶解度的影响较大 （2）热稳定性较差
（3）Na-CMC有一定的抗盐、抗钙能力
Na-CMC降滤失量机理：
Na-CMC降滤失量作用主要有三条。改善泥饼性质；增 加分散介质粘度；减少自由水。Na-CMC在钻井液中电 离生成多价负离子，它有多种官能团，-COONa、-OH
有用量少、絮凝能力强的特点。现在比较为人们所接受的是 “架桥理论”或“桥联理论”，即长链的高聚物，同时吸附在 几个粘上颗粒上，在它们之间架起桥来，然后通过大分子的卷 曲使这些颗粒产生絮凝和聚集。根据这样一个设想，高聚物产 生絮凝作用，必须具备以下几个条件：
高聚物产生絮凝作用，必须具备以下几个条件
可与粘上边缘断键处铝离子相吸，-OH和土粒氧形成氢
键，使CMC能吸附在粘土颗粒形成水化层，同时增大土 粒的了电势，细粘土粒亦可与大分子吸附粘结，参与网
04 钻井液常用原材料和处理剂
五）、页岩抑制剂 1、磺化沥青钠盐 代号SAS－1，为黑褐色膏状胶体或粉剂， PH值为8～11，密度为1.0 g/cm3。其主要 用作各类钻井液的页岩抑制剂，并有润滑 和控制高温高压滤失量的效能。 2、水分散沥青 代号SR－401，黑色粉末。主要用作页岩 微裂缝和破碎带的封闭剂而起防塌作用， 并有较好的润滑能力。一般用量为0.5％～ 4％。
二、有机处理剂 一）、稀释剂（降粘剂） 稀释作用主要是通过稀释剂分子在粘土 颗粒某些部位的吸附，改变粘土颗粒的 表面水化状态，减弱或拆散钻井液内部 的网状结构来达到稀释的目的。
1、单宁碱液：代号NaT 2、磺甲基单宁：又叫磺化单宁，代号SMT 3、铁铬木质素磺酸盐 简称铁铬盐，代号FCLS。为棕黑色粉末，易溶于水， 水溶液呈弱酸性。 其主要用作抗盐抗钙的分散型钻井液的稀释剂，可减 弱粘土颗粒间的流动阻力，降低粘度和切力；也可抑 制泥页岩的水化膨胀和分散，而防止粘度和切力的上 升，有利于井壁稳定。此外铁铬盐还具有降滤失作用 和抑制粘土水化膨胀的作用。
3、水解聚丙烯腈钾盐 代号KPAN，为棕红色或淡黄色粉末，易 溶于水，水溶液呈碱性。为丙烯酸类页 岩抑制剂，并有降滤失、抗污染和防塌 等特点。
六）表面活性剂 表面活性剂的种类繁多，在钻井液中的 作用也是多方面的。除用作乳化剂、消 泡剂外，选用适当的表面活性剂处理钻 井液，对提高钻井液的热稳定性、保护 油气层、降低滤饼摩擦系数，防塌、防 腐、提高钻速、预防和解除钻井液中的 复杂事故等方面有突出的效果。
1)降粘剂
产品：丹宁、栲胶、铁铬盐、磺化丹宁、磺化栲胶 作用原理：优先吸附在粘土端面，拆散网加结构。
2)增粘剂
产品：高粘CMC、羟乙基纤维素、生物聚合物（XC） 作用原理：形成高分子网架结构
钻井用化学剂
01
02
1
钻井液：钻井时用来清洗井底并把岩屑携带到地面，维持钻井操作正常进行的流体
2
钻井液的功能：携带和悬浮钻屑；稳定井壁；冷却和清洗钻头、净化井底；平衡地层压力；获取井下信息
3
钻井液的类型：水基钻井液、油基钻井液
复习:
2.2 钻井液处理剂
2.2.1 稀释剂 --降低钻井液粘度和切力的化学剂 钻井液稠化的原因 钻井液中固相颗粒含量过多 粘土颗粒形成网状结构
2.3 固井水泥外加剂
固井作业可以分为两部分：下套管和注水泥
固井是油井建设中的重要环节
2.3 固井水泥外加剂
固井作业可以分为两部分：下套管和注水泥
固井是油井建设中的重要环节
油井水泥的主要作用:
隔绝流体在地层中的流动，支撑套管，防止管壁腐蚀，封隔漏失层或低压层
2.3 固井水泥外加剂
固井是油井建设中的重要环节
钻井液配制时需注意:
钻井液中必须有大、中、小各种颗粒，并有合理的分布
钻井液中必须有大、中、小各种颗粒，并有合理的分布
胶体颗粒类型---颗粒扁平、水化性好，则在压力下容易变形
01
02
钻井液配制时需注意:
1、降滤失剂作用原理
稳定胶体颗粒作用---护胶作用
羧甲基纤维素与粘土颗粒的吸附方式
护 胶 作 用
部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）
聚丙烯酰胺 絮凝+降滤失
部分水解的聚丙烯酰胺
醋酸乙烯酯—顺丁烯二酸酐共聚物（VAMA）
几种典型的高分子絮凝剂:
井壁坍塌的原因
非膨胀性页岩裂解
页岩水化膨胀
---高岭石和伊利石吸水后会引起层间裂解
2.2.4 页岩抑制剂
无机盐---效果最好的是KCl、(NH4)2SO4
02
1
钻井液：钻井时用来清洗井底并把岩屑携带到地面，维持钻井操作正常进行的流体
2
钻井液的功能：携带和悬浮钻屑；稳定井壁；冷却和清洗钻头、净化井底；平衡地层压力；获取井下信息
3
钻井液的类型：水基钻井液、油基钻井液
复习:
2.2 钻井液处理剂
2.2.1 稀释剂 --降低钻井液粘度和切力的化学剂 钻井液稠化的原因 钻井液中固相颗粒含量过多 粘土颗粒形成网状结构
2.3 固井水泥外加剂
固井作业可以分为两部分：下套管和注水泥
固井是油井建设中的重要环节
2.3 固井水泥外加剂
固井作业可以分为两部分：下套管和注水泥
固井是油井建设中的重要环节
油井水泥的主要作用:
隔绝流体在地层中的流动，支撑套管，防止管壁腐蚀，封隔漏失层或低压层
2.3 固井水泥外加剂
固井是油井建设中的重要环节
钻井液配制时需注意:
钻井液中必须有大、中、小各种颗粒，并有合理的分布
钻井液中必须有大、中、小各种颗粒，并有合理的分布
胶体颗粒类型---颗粒扁平、水化性好，则在压力下容易变形
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钻井液配制时需注意:
1、降滤失剂作用原理
稳定胶体颗粒作用---护胶作用
羧甲基纤维素与粘土颗粒的吸附方式
护 胶 作 用
部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）
聚丙烯酰胺 絮凝+降滤失
部分水解的聚丙烯酰胺
醋酸乙烯酯—顺丁烯二酸酐共聚物（VAMA）
几种典型的高分子絮凝剂:
井壁坍塌的原因
非膨胀性页岩裂解
页岩水化膨胀
---高岭石和伊利石吸水后会引起层间裂解
2.2.4 页岩抑制剂
无机盐---效果最好的是KCl、(NH4)2SO4
油田化学-第2章钻井液化学-第5节
第五节 钻井液体系及其应用
（2）基本性能及配方
我国各油田在地层较稳定地区，正常压力地层 及3500米以内的井，固控设备齐全时，大多使用下 列配方：
膨润土： 15-40kg/m3； 纯碱： 1.2-3.2kg/m3； 絮凝剂： KH-PAM或80A-51， 0.5-5 kg/m3；
第五节 钻井液体系及其应用
第五节 钻井液体系及其应用
举一个实际的例子： 水油体积比（水/油） 30：70 主乳化剂：石油磺酸铁 10% 环 烷 酸 7% 助乳化剂：腐植酸酰胺 3.5% 油中可分散胶体：有机粘土 2%
第五节 钻井液体系及其应用
钙处理泥浆的优点是： 1）流动性好、粘度、切力低、稳定性高。 2）可抑制泥页岩的水化膨胀、防止地层 坍塌。 3）可钻进石膏层和岩盐层。 4）抗温和抗粘土侵，抗钙侵抗盐侵能力 强。 5）对油层渗透性损害小。
第五节 钻井液体系及其应用
（2）钙处理钻井液的配制原理
以石灰、石膏、CaCl2或水泥加入泥浆中提供 Ca2+，交换粘土表面的吸附的Na+，使粘土表面吸 附的阳离子大部分变成Ca2+。粘土的水化能力减弱， 电位降低，粘土水化膜变薄。粘土颗粒形成一定的、 适度的絮凝状态，再配以钻井液稀释剂和滤失剂的 作用下，使钻井液的分散度保持稳定，形成适度絮 凝和性能良好的粗分散体系。
第五节 钻井液体系及其应用
其优势如下： 1）可抑制水敏性粘土水化分散； 2 ）抗钙、抗盐能力强，适用于钻进岩 盐层和深井。 3）性能稳定、流动性好。
第五节 钻井液体系及其应用
盐水钻井液中含有大量的NaCl，粘土絮凝成 一定的大颗粒，由细分散体系变成粗分散体系。在 此时加入一定的稀释剂和降滤失剂，它们吸附在粘 土颗粒周围，将其保护起来形成稳定的粗分散体系。
中外常用钻井液处理剂名称对照及主要用途教材
钾铵基水解聚丙烯腈
KNPAN
抑制性水基钻井液处理剂
无萤光防塌剂
SWF-1，MKNPAKHP，GMFF
水基钻井液防塌剂
复合醇基抑制剂
PF-JLX
聚合醇水基体系页岩抑制及润滑剂
表8润滑剂
通称或主要成份
中国名称
外国名称
主要用途
油基润滑剂
PDF-LUBE
RT-443
FK-3
MIL-LUBE
LUBE-167
MAGCOLUBE
ZJT-1
CMC-HV
IDF RHEOPOL
MILPARK CMCHV
CELLEX（HV）
水基钻井液增粘和降失水
羟乙基纤维素
HEC
W O 2IL
LIQUI-VIS
IDHEC
IDHEC-L
完井液盐水增粘剂
石绵纤维
石绵
HN-1，SM-1
改性石绵
FLOSAL
SUPER VISBESTOS
VISQUICK
水基钻井液增粘剂
THIN-X
CPD
水基钻井液降粘剂
树皮提取物
栲胶，改性栲胶
SMK，FSK
磺化栲胶
831
Q-B-T
MIL-QUEBRACHO
石灰钻井液和淡水钻井液降粘剂
褐煤产物或苛性褐煤等
腐植酸钠，NAHM
腐植酸钾
无铬磺化褐煤
GSMC
PFC
CARBONOX
TANNATHIN
LIGCO
CAUSTI-LIG
K-LIG
XKB-LIG
水基钻井液润滑降摩阻
极压润滑剂
RH-3
ZR-110
KRH
LUBRI-FILM
KNPAN
抑制性水基钻井液处理剂
无萤光防塌剂
SWF-1，MKNPAKHP，GMFF
水基钻井液防塌剂
复合醇基抑制剂
PF-JLX
聚合醇水基体系页岩抑制及润滑剂
表8润滑剂
通称或主要成份
中国名称
外国名称
主要用途
油基润滑剂
PDF-LUBE
RT-443
FK-3
MIL-LUBE
LUBE-167
MAGCOLUBE
ZJT-1
CMC-HV
IDF RHEOPOL
MILPARK CMCHV
CELLEX（HV）
水基钻井液增粘和降失水
羟乙基纤维素
HEC
W O 2IL
LIQUI-VIS
IDHEC
IDHEC-L
完井液盐水增粘剂
石绵纤维
石绵
HN-1，SM-1
改性石绵
FLOSAL
SUPER VISBESTOS
VISQUICK
水基钻井液增粘剂
THIN-X
CPD
水基钻井液降粘剂
树皮提取物
栲胶，改性栲胶
SMK，FSK
磺化栲胶
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Q-B-T
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石灰钻井液和淡水钻井液降粘剂
褐煤产物或苛性褐煤等
腐植酸钠，NAHM
腐植酸钾
无铬磺化褐煤
GSMC
PFC
CARBONOX
TANNATHIN
LIGCO
CAUSTI-LIG
K-LIG
XKB-LIG
水基钻井液润滑降摩阻
极压润滑剂
RH-3
ZR-110
KRH
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学习情景4 钻井液的配置
任务1 淡水钻井液的配制
制作人：张宁、郝孟旭、陈旭东 陈冠冲 、宋占东、黃小忠
水基钻井液的分类
• （1）淡水钻井液氯化钠含量低于10mg/cm， 钙离子含量低于0.12mg/cm • （2）盐水钻井液（包括海水及咸水钻井液） 氯化钠含量高于10mg/cm • （3）钙处理钻井液钙离子含量低于 0.12mg/cm • 4）饱和盐水钻井液含有一种或多种可溶性盐 的饱和溶液。 • （5）混合乳化（水包油）钻井液含有3%40%乳化油类的水基钻井液
2. 选土与配浆
选土 要求：最少的土量得到最高的粘度。 实验观察：不同的土达到相同粘度时，用土量相差很大。 粘土造浆率粘土的造浆率是指1t干粘土能配制粘度为15 mPa•s钻井液的体积(m3)
粘度 mPa.s
优质膨润土 普通粘土 劣质粘土
15 0 土量
g/l
分散剂：主要起降粘作用的有多聚磷 酸盐、丹宁碱液、铁铬木质素磺酸盐、褐 煤以及改性褐煤。主要起滤失作用的有 CMC和聚阴离子纤维素等。
Aquagel
FCLS
褐煤（或配制成褐 煤碱液） 烧碱 磺化褐煤和树脂类 处理剂 重晶石或氧化铁粉
11.4~34.2
NaC， Carbonix
0.7~8.6 5.7~17.1 CMC
357~1427
Baroid
钻井液在储备时应该满足哪些基本要求？
烧碱
多聚磷酸盐 CMC 聚阴离子纤维素
调节pH值
降低动切力和静切力 滤失量控制，提粘 滤失量控制，提粘
0.7~5.7
0.3~1.4 0.7~5.7 0.7~5.7 SAPP CMC Poly-pac
重晶石
增加密度
0~499
Baroid
一种典型组成（1.06-1.44）
一种典型组成（1.06-1.44）
组分 土 FCLS NaC 烧碱 多聚磷酸盐 CMC DRISPAC 重晶石 作用 加量(Kg/m3) 42.8-71.3 提粘、降滤失 2.8-11.4 降静切力、动切力 2.8-11.4 降滤失、降切力 pH 0.7-5.7 0.3-1.4 降静切力、动切力 0.7-5.7 提粘、降滤失 0.7-5.7 提粘、降滤失 0-488 4 增加密度
学习目标
1.会进行淡水钻井液的配制
2.会进行配浆用量的计算
1、基础知识：
• 1.淡水钻井液的组成 • 指用淡水、膨润土和各种对粘土与钻屑 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，也称为细分散钻井液或 淡水钻井液。它是一类使用历史较长、配 制方法较简单、配制成本较低的常用钻井 液。
• （6）不分散低固相聚合物钻井液固相含量低于 4%，含有适量聚合物。 • （7）钾基钻井液氯化钾含量高于3%，1978年 以来开始在我国钻井现场使用。 • （8）聚合物钻井液它是以聚合物为主体，配以 降粘剂，降滤失剂、防塌剂和润滑剂等多种化学 处理剂所组成的钻井液。它是20世纪80年代发 展起来的一种新型钻井液体系。包括阳离子聚合 物钻井液、两性离子聚合物钻井液、全阳离子聚 合物钻井液、深井聚合物钻井液和正电胶钻井液 等。
淡水+配浆膨润土+分散剂（对粘土和钻屑起 分散作用）
因为钻井时需用的水量很大，所以一般都是 本着就地取材的原则，就近选用。一般来说，最 好是用淡水，若无淡水也可以用咸水或海水。因 为水源变化很大，所以使用前应对水源进行必要 的分析鉴定，以供配制和调整钻井液性能时参考。
• 膨润土是水基钻井液的重要配浆材料。膨润 土在淡水钻井液中具有以下作用： • (1)增加粘度和切力、提高井眼净化能力； • (2)形成低渗透率的致密泥饼，降低滤失量； • (3)可改善井眼的稳定性； • (4)防止井漏。
淡水钻井液（密度为大于1.44 g/cm3 ）经典配方
组分 作用 加量（kg/m3) 常用商品名称
膨润土
铁铬木质素磺酸盐
提粘及滤失量控制
降低动切力和静切力，以及滤失 量控制 滤失量控制，降低动切力和静切 力 调节pH值 控制HTHP滤失量，并作为稳定剂 增加密度
42.8~71.3
11.4~34.2
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淡水钻井液（密度为1.06~1.44 g/cm3 ）经典配方
组分 膨润土 铁铬木质素磺酸盐 褐煤（或配制成褐 煤碱液）
作用 提粘及滤失量控制 降低动切力和静切力，以及滤失量 控制 滤失量控制，降低动切力和静切力
加量 （kg/m3) 42.8~71.3 2.8~11.4 2.8~11.4
常用商品名称 Aquagel FCLS NaC， Carbonix
例题
用密度为2.4的粘土，欲配密度为1.25钻井 液45m3，计算需要多少吨粘土？多少m3水？ 解：
W土 V浆 土 ( 浆 水 ) 土 水 45 2.4(1.25 1.0) 19.2(t ) 2.4 1.0
19.2 V水 45 37(m 3 ) 2.4
2、技能训练：
• 1.准备工作 • (1)低压管汇、混合漏斗、钻井液枪、储备罐 等设备。 • (2)粘土、纯碱等处理剂，充足的水源。
储 备 罐
2.操作步骤
• (1)据钻井液性能及总量，计算所需各种配浆剂 的用量、纯碱量及水量。 • (2)在配浆罐中加入清水，再加入纯碱溶液，最 后加入粘土，搅拌均匀达标后放人大罐中。
3、技术要求
• (1)穿戴好劳保用品。 • (2)低压管汇、钻井液枪、混合漏斗等设备灵活 好用，储备罐不漏。 • (3)将配好的钻井液加入储备罐中静止24h方可 使用。
4、特点
配制简钻井液
抗温能力强
抗污染能力差，性能不稳定
抑制性差，不利于井壁稳定
（2）缺点 亚微米颗粒（直径小于1μm）多，钻速慢
不能有效地保护油气层
（3）适用地层 适合一般地层打深井和高温井.
• 5、钻井液配浆用量计算： 推倒
• W土 =
V泥 （ ） 泥 水 水
V水 V泥 W土 / 土
• W土—配浆用粘土质量，t： V水—配浆用水体积，m3； • ρ土—配浆土密度，g/cm3； ρ水—配浆水密度，g/cm3； • Ρ泥—钻井液密度，g/cm3； V泥—钻井液体积，m3。
任务1 淡水钻井液的配制
制作人：张宁、郝孟旭、陈旭东 陈冠冲 、宋占东、黃小忠
水基钻井液的分类
• （1）淡水钻井液氯化钠含量低于10mg/cm， 钙离子含量低于0.12mg/cm • （2）盐水钻井液（包括海水及咸水钻井液） 氯化钠含量高于10mg/cm • （3）钙处理钻井液钙离子含量低于 0.12mg/cm • 4）饱和盐水钻井液含有一种或多种可溶性盐 的饱和溶液。 • （5）混合乳化（水包油）钻井液含有3%40%乳化油类的水基钻井液
2. 选土与配浆
选土 要求：最少的土量得到最高的粘度。 实验观察：不同的土达到相同粘度时，用土量相差很大。 粘土造浆率粘土的造浆率是指1t干粘土能配制粘度为15 mPa•s钻井液的体积(m3)
粘度 mPa.s
优质膨润土 普通粘土 劣质粘土
15 0 土量
g/l
分散剂：主要起降粘作用的有多聚磷 酸盐、丹宁碱液、铁铬木质素磺酸盐、褐 煤以及改性褐煤。主要起滤失作用的有 CMC和聚阴离子纤维素等。
Aquagel
FCLS
褐煤（或配制成褐 煤碱液） 烧碱 磺化褐煤和树脂类 处理剂 重晶石或氧化铁粉
11.4~34.2
NaC， Carbonix
0.7~8.6 5.7~17.1 CMC
357~1427
Baroid
钻井液在储备时应该满足哪些基本要求？
烧碱
多聚磷酸盐 CMC 聚阴离子纤维素
调节pH值
降低动切力和静切力 滤失量控制，提粘 滤失量控制，提粘
0.7~5.7
0.3~1.4 0.7~5.7 0.7~5.7 SAPP CMC Poly-pac
重晶石
增加密度
0~499
Baroid
一种典型组成（1.06-1.44）
一种典型组成（1.06-1.44）
组分 土 FCLS NaC 烧碱 多聚磷酸盐 CMC DRISPAC 重晶石 作用 加量(Kg/m3) 42.8-71.3 提粘、降滤失 2.8-11.4 降静切力、动切力 2.8-11.4 降滤失、降切力 pH 0.7-5.7 0.3-1.4 降静切力、动切力 0.7-5.7 提粘、降滤失 0.7-5.7 提粘、降滤失 0-488 4 增加密度
学习目标
1.会进行淡水钻井液的配制
2.会进行配浆用量的计算
1、基础知识：
• 1.淡水钻井液的组成 • 指用淡水、膨润土和各种对粘土与钻屑 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，也称为细分散钻井液或 淡水钻井液。它是一类使用历史较长、配 制方法较简单、配制成本较低的常用钻井 液。
• （6）不分散低固相聚合物钻井液固相含量低于 4%，含有适量聚合物。 • （7）钾基钻井液氯化钾含量高于3%，1978年 以来开始在我国钻井现场使用。 • （8）聚合物钻井液它是以聚合物为主体，配以 降粘剂，降滤失剂、防塌剂和润滑剂等多种化学 处理剂所组成的钻井液。它是20世纪80年代发 展起来的一种新型钻井液体系。包括阳离子聚合 物钻井液、两性离子聚合物钻井液、全阳离子聚 合物钻井液、深井聚合物钻井液和正电胶钻井液 等。
淡水+配浆膨润土+分散剂（对粘土和钻屑起 分散作用）
因为钻井时需用的水量很大，所以一般都是 本着就地取材的原则，就近选用。一般来说，最 好是用淡水，若无淡水也可以用咸水或海水。因 为水源变化很大，所以使用前应对水源进行必要 的分析鉴定，以供配制和调整钻井液性能时参考。
• 膨润土是水基钻井液的重要配浆材料。膨润 土在淡水钻井液中具有以下作用： • (1)增加粘度和切力、提高井眼净化能力； • (2)形成低渗透率的致密泥饼，降低滤失量； • (3)可改善井眼的稳定性； • (4)防止井漏。
淡水钻井液（密度为大于1.44 g/cm3 ）经典配方
组分 作用 加量（kg/m3) 常用商品名称
膨润土
铁铬木质素磺酸盐
提粘及滤失量控制
降低动切力和静切力，以及滤失 量控制 滤失量控制，降低动切力和静切 力 调节pH值 控制HTHP滤失量，并作为稳定剂 增加密度
42.8~71.3
11.4~34.2
16
淡水钻井液（密度为1.06~1.44 g/cm3 ）经典配方
组分 膨润土 铁铬木质素磺酸盐 褐煤（或配制成褐 煤碱液）
作用 提粘及滤失量控制 降低动切力和静切力，以及滤失量 控制 滤失量控制，降低动切力和静切力
加量 （kg/m3) 42.8~71.3 2.8~11.4 2.8~11.4
常用商品名称 Aquagel FCLS NaC， Carbonix
例题
用密度为2.4的粘土，欲配密度为1.25钻井 液45m3，计算需要多少吨粘土？多少m3水？ 解：
W土 V浆 土 ( 浆 水 ) 土 水 45 2.4(1.25 1.0) 19.2(t ) 2.4 1.0
19.2 V水 45 37(m 3 ) 2.4
2、技能训练：
• 1.准备工作 • (1)低压管汇、混合漏斗、钻井液枪、储备罐 等设备。 • (2)粘土、纯碱等处理剂，充足的水源。
储 备 罐
2.操作步骤
• (1)据钻井液性能及总量，计算所需各种配浆剂 的用量、纯碱量及水量。 • (2)在配浆罐中加入清水，再加入纯碱溶液，最 后加入粘土，搅拌均匀达标后放人大罐中。
3、技术要求
• (1)穿戴好劳保用品。 • (2)低压管汇、钻井液枪、混合漏斗等设备灵活 好用，储备罐不漏。 • (3)将配好的钻井液加入储备罐中静止24h方可 使用。
4、特点
配制简钻井液
抗温能力强
抗污染能力差，性能不稳定
抑制性差，不利于井壁稳定
（2）缺点 亚微米颗粒（直径小于1μm）多，钻速慢
不能有效地保护油气层
（3）适用地层 适合一般地层打深井和高温井.
• 5、钻井液配浆用量计算： 推倒
• W土 =
V泥 （ ） 泥 水 水
V水 V泥 W土 / 土
• W土—配浆用粘土质量，t： V水—配浆用水体积，m3； • ρ土—配浆土密度，g/cm3； ρ水—配浆水密度，g/cm3； • Ρ泥—钻井液密度，g/cm3； V泥—钻井液体积，m3。