现代钻井完井液技术(下)讲解.ppt

三、油基钻井液 1. 定义：以油作为分散介质的钻井液。油水比在（50～80）: (50～20)油包水乳化钻井液最为常用。 固相颗粒悬浮在油中，水或盐水乳化在油中，即油是连续相。(柴油+沥青/有机土+处理剂) 2. 优点： ⑴ 防塌，有很强的抑制性； ⑵ 润滑、防卡； ⑶ 具有很好的热稳定性； ⑷ 有很强的抗盐、钙的污 染能力； ⑸ 能有效地减轻对油气层的伤害。 3. 缺点： ⑴ 成本高； ⑵ 机械钻速低； ⑶ 影响测井资料解释； ⑷ 对环境会产生污染； ⑸ 配制工艺复杂。 4. 油基钻井液的类型与组成 ⑴ 普通油基钻井液： 柴油＋沥青＋有机土+混入的少量水（10%以内） ⑵ 油包水乳化钻井液 柴油（或低毒矿物油）、淡水或盐水（10%-60%）、乳化剂、润湿剂、亲油胶体 ⑶ 低胶质油包水乳化钻井液 柴油、乳化水（15%左右）、乳化剂、润湿剂、少量亲油胶体、石灰、加重材料 ⑷ 低毒油包水乳化钻井液 矿物油、乳化水（10%-60%）、乳化剂、润湿剂、亲油胶体、石灰、加重材料 5. 油基钻井液适用范围 ⑴ 用作高温（200度以上）、超深井（5000m以上）的钻井液； ⑵ 用于极复杂地层（极易坍塌层、极易粘附卡钻地层、软泥岩地层、盐膏泥互层）钻井； ⑶ 用于油气层钻井，保护产能； ⑷ 用于特殊工艺要求的井，如大斜度定向井和和大位移井 6. 乳化剂的作用： ⑴ 复合乳化剂在油一水界面形成具有一定强度和粘度的膜，当液滴相碰时，不易合并变大，使乳状液稳定。 ⑵ 降低油水界面张力。 ⑶ 增加外相粘度，以增加水滴碰撞的阻力，从而提高乳状液的稳定性。 ⑷ 使用离子型乳化剂时，带相同电性的乳化水滴更稳定。 7. 润湿剂、亲油胶体作用： ⑴ 润湿剂： 使重晶石和钻屑等亲水的固体粒子在油基泥浆中从亲水变为亲油。 ⑵ 亲油胶体： 有机土、氧化沥青、褐煤粉、二氧化锰等固体粒子。 8. 石灰、加重剂作用： ⑴ 石灰 提供Ca2+有利于二元金属皂的形成，保证所添加的乳化剂能充分地发挥效能； 维持油基钻井液的pH值在8.5～10之间，防止钻具腐蚀； 有效地防止地层中CO2和H2S等酸性气体对钻井液的污染。 ⑵ 加重材料 重晶石（适当加入润湿剂和乳化剂） 四、 气基钻井液 1. 定义：用高速气体或天然气清除钻屑的钻井液 2. 分类： ① 空气或天然气钻井流体 ② 雾状钻井流体 ③ 泡沫钻井流体 ④ 充气钻井液 3. 气基钻井液主要分散介质： 纯气体（空气、氮气、天然气） 泡沫钻井液（以水为连续相，气体为分散相） 4. 配置专用设备： 空气：压风机、空气冷却装置、输气管线和仪表、井口挡砂装置、旋流除砂器等； 天然气：气源、旋转防喷器、气水分离器、针型阀等 泡沫钻井液：气体压缩机、泡沫发生器、高速离心除泡装置、控制管汇及测量仪器仪表。 5. 泡沫钻井液控制参数： 对于气液两相泡沫，主要控制以下参数 ⑴ 液体体积分数 液体体积与一定温度（T）压力（P）下泡沫总体积Vf(T,P)之比； ⑵ 泡沫质量分数 在一定温度压力下，气体体积与泡沫气体之比； ⑶ 充气度 在大气条件下空气的排量与液体排量之比； ⑷ 泡沫倍数 在大气条件下泡沫体积与液体体积的比。 6. 泡沫钻井液的特点 具有较高的环空返速，携带岩屑能力强； 液柱压力极低，约1.5~3.5MPa; 能够比较安全地对付废水、天然气和地层水； 钻出的岩屑十分清晰，便于分析； 能够较好地保护产层，减轻对产层地伤害。 7. 微泡沫钻井液的特点 在不注入空气和天然气的情况下产生均匀微小气泡，产生比水低的钻井液密度。 用于低压油气层及低压易漏层钻井。 五、合成基钻井液 1. 定义： 合成基钻井液体系是以人工合成化学品(如酯类、醚类、合成烃类)为基液取代柴油和矿物油作为连续相，盐水为分散相，加入普通油基钻井液中使用的相同添加剂如乳化剂 降滤失剂和增黏剂等组成的一类油包水逆乳化分散钻井液体系。 2. 优点： ① 合成基液易于降解，本身毒性较小，利于环境保护； ② 合成基液的闪点比矿物油高，发生火灾和爆炸的可能性小； ③ 其凝固点比矿物油低，低温可泵送性好，可在寒冷地区使用； ④ 液相粘度比矿物油高，利于悬浮和携带钻屑， ⑤ 热稳定性高，达200℃，高温时，仍能满足携屑的需要； ⑥ 有较强的抑制性和井眼稳定性，以及较好的润滑性和携屑性能，特别适 合于水平井、大斜度井、大