钻井液工艺原理 第6章
钻井液与完井液
一般分类
淡水 : NaCL 1%; Ca 2 120 mg / L 饱和 ) : NaCL 1%(W / V ) 盐水( 海水 石膏 / 石灰 钙处理( ) : Ca 2 120 mg / L 水基 CaCL2 低固相( PAM ) : S ( V固 ) 4% FA367 V浆 混油(Oil / Water ) : Oil 10 %
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习题：1、9、10
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第二章、 粘土胶体化学基础
本章要求重点掌握内容：
1. 几种粘土矿物的晶体构造及其特点。
2. 粘土水化机理。 3. 扩散双电层理论和电解质对电动电势的影响。 4. 胶体体系的基本概念。 5. 聚结稳定性和沉降稳定性概念及其影响因素。
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学习本章的意义
• 粘土是配浆的基础材料 • 泥浆是粘土 水的溶胶 悬浮体
– 钻井液中活性粘土的数量。 – 水基钻井液都有一个合适的膨润土含量， MBT过高，钻井液的粘度、切力增大，泥饼 增厚，容易造成井下事故。 MBT过小，钻井液的粘度、切力急剧下降， 失水增大。
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钻井液不应具有的性能
• • • • • • • • 伤害钻井人员，损害或污染环境 对所设计的地层评估有不利的性能 对产层产生伤害 对钻井设备和管材造成较大腐蚀 Detrimental to the operators and environment. Detrimental to the formation evaluation . Cause any formation damage. Cause any corrosion of the drilling equipment and subsurface tubulars.
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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。
钻井液体系简介
土颗粒的水化膨胀和分散，并在分散剂的协同作用下，形成抑制性粗分散钻 井液的。
盐水钻井液的pH值一般随含盐量的增加而下降，这一方面是由于滤液中 的Na+与粘土矿物晶层间的H+发生了离子交换；另一方面则是由于工业食盐 中含有的MgCl2杂质与滤液中的OH-反应，生成Mg(OH)2沉淀，从而消耗了 OH-所导致的结果。因此，在使用盐水钻井液时应注意及时补充烧碱，以便 维持一定的pH值。一般情况下，盐水钻井液的pH值应保持在9.5~11.0之间。
4 原土聚理的合电水物子化钻教膨井胀案液作用第二章
一、聚合物钻井液概述
1．发展概况 聚合物钻井液最初是为提高钻井效率开发研究的。研究资料指出：钻
井液的固相含量是影响钻井速度的一个主要因素。所以，清水的钻井速度 应最高。但当时并没有能够有效清除钻井液中固相的手段。直到1958年首 次应用了聚合物絮凝剂聚丙烯酰胺(简称PAM)后，才实现了真正的清水钻 井。PAM可同时絮凝钻屑和蒙脱土，称为完全絮凝剂。在钻井液中加入极 少量的PAM即可使钻屑絮凝而全部除去。清水钻井大大提高了钻速，但因 其携带钻屑能力差，滤失量大，影响井壁稳定等缺点，不能广泛使用，只 能用于地层特别稳定的浅层井段。1960年，发现有两类高聚物，即部分水 解 聚 丙 烯 酰 胺 ( 简 称 PHPA 或 PHP) 和 醋 酸 乙 烯 酯 — 马 来 酸 酐 共 聚 物 ( 简 称 VAMA)，具有选择性絮凝作用。
钻第井三液节§工7艺粘-4 原土聚理的合电水物子化钻教膨井胀案液作用第二章
目前，根据聚合物处理剂的离子特性，可将聚合物钻井液分为阴离子聚 合物钻井液、阳离子聚合物钻井液和两性离子聚合物钻井液。
202006石油大学(华东)钻井液工艺原理
202006石油大学（华东）钻井液工艺原理一、判断题1.泥浆中加入磺化沥青来提高防塌能力，其防塌机理主要是通过增加液相粘度来实现的。
×2.溶液的pH愈大则酸性愈强。
×3.在任何时候泥浆的失水量越小越好×4.100磅等于50公斤。
×5钻井过程中最主要的污染物是钻屑。
√6大多数钻井液属于非牛顿液体。
√7瞬时滤失时间很短，但滤失速率很大√8温度对滤失量没有影响×9抗盐粘土在盐水钻井液中的作用与膨润土在淡水钻井液的作用相同√10.钻井液密度过低容易发生井漏，甚至井喷。
×二、单项选择（选项顺序可能不一样，自行甄别）11.泥浆含砂量是指大于74微米的颗粒在泥浆中的体积百分数，因此测试时需用（B）目数的过滤网过滤泥浆样。
A. 150B. 200C. 325D. 10012.钻井液密度随钻井液中（A）的增加而增大。
A.固相含量B.液相体积C.粘度D.pH值13.油基钻井液的应用受到一定的限制，其主要原因是（C）。
A不能抗高温B不能提高钻速C配制成本较高，使用时会对环境造成一定污染D不能抗钙污染14.钻屑称为无用固相，在钻井液中，应通过各种固控措施尽量减少钻屑的含量，膨润土的用量也应以够用为度，不宜过大，否则会（A）。
A造成钻井液粘切过高，还会严重影响机械钻速B不影响钻井液的携岩能力C不影响钻井液的失水性D不影响钻井液的固相含量15.在水中易膨胀分散的粘土矿物是（C）。
A. 高岭石B. 云母C. 蒙脱石D. 绿泥石16.在钻井液中膨润土是最常用的配浆材料，它主要起（C）作用。
A降粘切，升滤失和造壁B降粘切，降滤失和造壁C提粘切，降滤失和造壁D提粘切，升滤失和造壁17.有机硅防塌钻井液具有防塌性强，润滑防卡性好，粘土容量大，抗岩屑污染能力强，抗温性好，但体系抗（D）能力相对较弱。
A盐B钙C温度D盐、钙18.降低钻井液密度的方法是（D）。
A稀释法、除气法B机械法、除泡法C除气法、絮凝法D机械法、稀释法19.钻井液密度越高，机械钻速越（B）。
石油钻井工艺流程 ppt课件
井
固 井 检 验
搬
交
迁
付 ppt课件
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校正设备应先找平、再找正 七字标准：平、稳、正、全、牢、灵、 通。 五不漏要求：不漏油、气、水、电、 钻井液。
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第二章 钻井施工工序
其中：钻前工程是指开钻前的准备工程。它包括以下内 容：测定井位、落实水源、修筑道路、基础施工、井架 安装、钻机搬迁与安装、土方工程施工、全套水、电、 讯路的铺设和安装防冻保温设施以及备齐开钻钻具和用 料，做好开钻井口准备（包括下导管和冲鼠洞）。工序 备齐钻具、用料、工具 衔接如下：
浅井中深井深井超深井井深km232325第三章钻井地质基础第一章石油钻井概论第四章钻井工艺技术第五章井口工具第六章钻头第七章下井钻具第八章钻井仪器仪表第一章石油钻井概论第二章钻井施工工序第二章钻井施工工序钻井是一项系统工程是多专业多工种利用多种设备工具材料进行的联合作业
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目 录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 石油钻井概论 钻井施工工序 钻井地质基础 钻井工艺技术 固井与完井 井口工具 钻头 下井钻具 钻井仪器仪表
3、岩石的塑性：是指岩石在外力的作用下，破碎前呈现永久变 形的性质。塑性岩石可采用切削破碎的方式。
4、岩石的研磨性：岩石磨损钻头的能力。石灰岩、泥页岩、泥 板岩的研磨性小；石英砂岩、粗中粒花岗岩、燧石的研磨性大。 5、岩石的可钻性：一定条件下，钻进岩石的难易程度。与岩石 的机械性质、破岩方式、钻井参数、钻井液性能、井底清洁程度等因 素有关。
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第三章 钻井地质基础知识
地壳中的岩石分类：
按成因分为三大类：岩浆岩、沉积岩和变质岩。 1、岩浆岩：是高温高压下的岩浆从地层深处侵入或喷出地 表冷凝而成的岩石。主要有花岗岩和玄武岩等，特点是无层理、 块状。 2、沉积岩：是在地壳表层条件下，主要是母岩（即岩浆岩、 变质岩及早期形成的沉积岩）的风化产物，经搬运、沉积后再 经成岩作用而形成的岩石。常见的沉积岩有：泥岩及页岩、砂 岩、砾岩、石灰岩等。
钻井液工艺学
钻井液工艺学钻井液是钻井过程中用来携带岩屑及循环携带钻井液并携走钻井泥浆中污染物的循环携带工具。
钻井液的功能有两个方面，一是为钻头提供冷却润滑；二是携带钻井液携带的岩屑返出地表。
钻井液在钻井过程中起着三大重要作用：冷却钻头；携带岩屑返出地表；保护油气层。
目前石油企业在钻井施工过程中对钻井液使用量较大，主要存在以下问题： 1、钻井液性能不稳定； 2、新技术、新设备应用不够； 3、储运管理体系不完善。
钻井液的主要功能：一是冷却钻头和钻柱，防止烧蚀和磨损；二是清洗钻头、钻柱和钻具，携带岩屑和钻井液；三是平衡地层压力，保护油气层；四是钻井液中某些组分还可抑制某些地层流体侵入油气层。
因此，只有经常处于良好状态的钻井液才能实现以上各项功能。
钻井液的主要成分：钻井液的主要成分包括以下四类：原油（或天然气）、水、岩屑和其他添加剂。
目前国内大多数采用油基钻井液体系，而油基钻井液由原油和水混合而成，一般由原油和水混合形成原钻井液（钻井液原料组成：由原油与添加剂组成，见图1），油基钻井液（原钻井液）体系原钻井液原油钻井液中所含的水占60-70%，钻井液原油钻井液中所含的原油占20-30%。
在这种体系中，钻井液原油的最终用途通常取决于地质勘探结果和钻井目的。
按作用形式分类：第一种是循环钻井液，钻井液沿井筒的全过程中从地表到地下深处的一种连续循环流动的液体，它把从钻头切削下来的岩屑悬浮在流动的钻井液中，携带岩屑返出地表。
第二种是钻井液循环，它是指利用钻井液循环泵，强迫循环钻井液，使钻井液在钻头和井底钻具之间循环流动。
循环方式可分为强制循环、自然循环、混合循环等。
强制循环是用外部动力钻机或潜水电泵强迫钻井液循环，主要适用于一般地层；自然循环则靠重力流动，适用于一些松散易坍塌地层；混合循环是把强制循环与自然循环结合起来，既保持强制循环的优点又利用自然循环的特点，钻井液的循环方式多样化。
第三种是混合泥浆，它是指钻井液和泥浆组成的混合物。
《钻井液工艺学绪论》课件
04
钻井液处理剂
增粘剂
总结词
提高钻井液粘度，改善钻屑悬浮效果。
详细描述
增粘剂是一种高分子聚合物，能够显著提高钻井液的粘度，从而有助于更好地 悬浮和运输钻屑。在钻井过程中，钻屑常常会因为钻井液的流动性而难以悬浮 和运输，增粘剂的使用可以有效地解决这一问题。
降滤失剂
THANKS
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表面张力
总结词
表面张力是衡量钻井液表面张力的指标 ，对钻井液的流变性和润滑性具有重要 影响。
VS
详细描述
表面张力是钻井液的又一重要化学性质， 它反映了钻井液表面的作用力。表面张力 的大小直接影响钻井液的流变性和润滑性 ，例如表面张力过大会导致钻井液的流变 性变差，润滑性降低。因此，在钻井液的 配制和使用过程中，需要对其表面张力进 行监测和控制。
提供钻井过程中的循环介质，维持井壁稳定，保护油气 层，提高钻速和钻头寿命。
钻井液的组成与分类
01
组成
水、膨润土、分散剂、降滤失剂、增粘剂、润滑 剂等。
02
分类
水基钻井液、油基钻井液、泡沫钻井液等。
钻井液技术的发展历程
水基钻井液
随着石油工业的发展，水基钻 井液成为主流。
泡沫钻井液
泡沫钻井液具有较好的携岩能 力和防漏失性能，适用于易漏 失地层和高压力地层。
06
钻井液工艺学展望
新型钻井液技术的发展趋势
总结词
环保化、高效化、智能化
详细描述
随着环境保护意识的增强和技术的进步，新 型钻井液技术正朝着更加环保、高效和智能 化的方向发展。环保化要求钻井液技术更加 注重环境保护和资源节约，高效化则追求提 高钻井效率和降低成本，智能化则通过引入 人工智能和大数据技术，实现钻井液工艺的 自动化和智能化。
钻井液工艺技术教材·新(图片已适应屏幕)
绪论钻井液是指在油气钻井过程中，以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。
钻井液俗称钻井泥浆或泥浆。
钻井液工艺技术是油气钻井工程的重要组成部分，是实现健康、安全、快速、高效钻井及保护油气层、提高油气产量的重要保证。
第一节钻井液的组成和分类一、钻井液的组成钻井液是由分散介质(连续相)、分散相和化学处理剂组成的分散体。
比如，以水为连续相的水基钻井液是由水(淡水或盐水)、膨润土、各种处理剂、加重材料以及钻屑所组成的多相分散体系。
以油为连续相的油包水钻井液是由油(柴油或矿物油)、水滴(淡水或盐水)、乳化剂、润湿剂、亲油固体等处理剂所形成的乳状液分散体系。
二、分散体系的分类分散体系是指一种或多种物质分散在另一种物质中所形成的体系。
被分散的物质称为分散相(不连续相)，另一种物质称为分散介质(连续相)。
热力学上把体系中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分称为相。
相与相之间有明显的相界面。
例如，膨润土颗粒分散在水中，膨润土颗粒为分散相，水为分散介质，粘土颗粒和水之间有明显的分界面；水滴分散在油中，水是分散相，油是分散介质，水滴和油之间有明显的分界面。
1.按分散相颗粒的大小分类(1)分子分散体系。
分子分散体系是指溶质以小分子、原子或离子状态分散在溶剂中形成的体系，没有界面，是均匀的单相，其粒子直径大小在1nm以下。
通常把这种体系称为真溶液。
(2)胶体分散体系。
胶体分散体系是指分散相颗粒的直径大于100nm的分散体系。
目测是均匀的，但实际是多相不均匀体系(也有将分散相颗粒的直径在1~1000nm之间的颗粒归入胶体范畴)，如AgI溶胶。
(3)粗分散体系。
粗分散体系是指当分散相颗粒的直径大于100nm，目测是混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层，如浑浊的河水。
2.按分散相和分散介质聚集状态分类通常按分散介质的聚集状态来描述分散体系的类型。
(1)液溶胶。
液体和固体组成的液—固溶胶，如油漆、AgI溶胶；互不相溶液体组成的液—液溶胶，如牛奶、原油等乳状液；液体和气体组成的液—气溶胶，如泡沫。
钻井基本知识ppt课件
美国1859年8月在宾夕法尼亚洲泰特斯维尔小镇才打了 一口20m深的油井，也就是所谓的世界上的第一口油 井；
前苏联在1863年才打出20m深的井。
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二、钻井技术的发展
2．钻井方法的发展
（1）人工掘井：1521年之前 （2）人力冲击钻：1521～1835
2004年10月取得教师任职资格证并从事钻井井控技术培训 工作。
2005年9月渤海石油职业学院从事钻井工程理论与钻井实习 教学。
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3
钻井工程课件
主要参考书：
1.《钻井工艺原理》（上、中、下），石油工业 出版社，刘希圣教授主编。
2.《钻井工程理论与技术》石油大学出版社，陈 庭根与管志川教授编著。
二、钻井技术的发展
绪论 钻井技术的发展
1、钻井的发展史
2100多年前，中国就开始了钻井，应用的是顿钻钻井 方法，这是在四川自贡，目的是为了获得地下的盐。
1521年钻盐井偶得石油，这是我国的第一口油井。
1835年在四川钻成了一口天然气井——兴海井，井深 达1200m，是当时世界上最深的井
到1820年，及鸦片战争前夕，钻井深度突破1000米，
探井：预探井、详探井、边探井 开发井：生产井（油井、气井）、
注入井（注水井、注气井） 特殊用途井：检查井、观察井、调整井、
救援井等。
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7
绪论
一、石油钻井概述 石油钻井概述
基准井：在区域普查阶段，为了了解地层的沉积特征和
含油气情况、验证物探成果而钻的井。
剖面井：是为了研究地层岩性、岩相变化，为寻找含油
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2
钻井工程课件
绳索取心钻井液工艺
绳索取心钻杆内壁结垢 机理及防治
一,绳索钻杆内壁结垢效应
钻井液中固相颗粒在钻杆高速旋转所形 成的离心力作用下,有可能沉积于钻杆 壁上,形成"泥垢" 壁上,形成"泥垢",使钻杆实际内径 缩小.这一现象称钻杆内壁结垢效应.
1 ,结 垢 现 象
■钻井液中固相物质,包括粘土颗粒,岩粉,
现场观察表明,延伸式垢层的起点位置总是在主 动钻杆(或孔口)之下一定深度,从几米至十几 米不等.这是因为在钻杆的高速旋转下,管内轴 向流动的浆液也将被驱动而旋转,并逐渐由轴向 流动转变为螺旋形流动.只有在旋转流场达到足 够大的离心力之后,固相颗粒才能被推向管壁, 并压实到颗粒不能沿管壁下滑的程度.这一转变 过程需要一定时间(或流动距离),称之为结垢 滞后. 结垢滞后现象决定了延伸式结垢必定有 一个上起 点或起垢点.
局部结垢,后者又分涡区积垢和接头渗 滤积垢.
1.1 延伸式泥垢 延伸式结垢指钻进过程中,浆液不断循 环,固相颗粒也不断补充,随时间增长而 逐渐向下延伸的结垢(图1 逐渐向下延伸的结垢(图1).这是一种 最主要的结垢形式,也是影响打捞岩心的 主要因素.其主要特征和参数如下:
1.1.1起垢点位置 1.1.1起垢点位置Z1 起垢点位置Z
钻井液在钻杆中流速一般为0.1--0.5m/s,呈层流 甚至塞流流动,Re<Re.c,为结垢缩径提供了 充分条件.随着管壁结垢增厚,内径变小,若泵 量不变,则流速将不断增加,使雷诺数逐步上升, 当Re≥Re.c时,通道变到最小,于是液流变为紊 流,其径向动量将冲蚀管壁垢层,使流动通道扩 大,雷诺数下降,再度出现Re≤Re.c,又恢复到 层流状态.如此反复,并维持在一个相对稳定的 范围.此时的通道就是内壁结垢的临界流动通径.