钻井液专题.ppt

 钻井液技术发展态势 西南石油大学 石油工程学院 一、钻井液技术的发展阶段 1、1914～1916年，清水作为旋转钻井的洗井介质，即开始使用“泥浆”。 2、从20～60年代，以分散型水基钻井液为主要类型的阶段 在这期间，经历了从细分散体系向粗分散体系的转变，同时也出现了早期使用的油基泥浆和气体型钻井流体。其中有代表性的技术措施包括： （1）1921～1922年，重晶石和氧化铁粉开始用作加重材料； （2）1926年，开始使用膨润土作为悬浮剂； （3）1930年，研制出最早的泥浆处理剂 — 丹宁酸钠；（4）1931～1937年，研制出各种泥浆测量仪器，提出了对泥浆性能控制的要求；（5）1944～1945年，Na-CMC（钠羧甲基纤维素）作为降滤失剂，开始应用于钻井液中；（6）1955年，FCLS（铁铬木质素磺酸盐）作为稀释剂，开始应用于钻井液中；（7）从60年代开始，石灰钻井液、石膏钻井液和氯化钙钻井液等粗分散水基泥浆体系开始广泛使用。 3、70-80年代，以聚合物不分散钻井液为主要类型的阶段 聚合物钻井液是国内外水基钻井液发展最迅速的一类，它的出现标志着钻井液工艺技术进入了科学发展阶段。聚合物钻井液大体上又分为以下几种类型：（1）部分水解聚丙烯酰胺体系；（2）氯化钾聚合物钻井液体系；（3）羟乙基纤维素体系；（4）聚丙烯与聚乙二醇共聚物（COP/PPG）体系； 这一阶段，油基钻井液也有了进一步的发展： 在50年代柴油为基油的油基钻井液基础上，70年代—发展了低胶质油包水乳化钻井液，80年代—低毒油包水乳化钻井液。 在抗高温深井钻井液方面： 研制出以Resinex为代表的抗高温处理剂，使深井钻井液技术取得了很大进展。 90年代以来，（1）聚合物钻井液进一步发展（2）MMH钻井液（3）合成基钻井液（4）聚合醇钻井液（5）甲酸盐钻井液（6）硅酸盐钻井液 二、我国钻井液技术发展概况 50-60年代 分散钻井液 钙处理钻井液（以石灰、石膏及氯化钙为絮凝剂） 盐水钻井液 70年代-80年代中期 70年代初， 低固相铁铬盐混油（或盐水）钻井液 褐煤氯化钙钻井液 褐煤石膏钻井液 低固相饱和盐水钻井液 高分子有机处理剂已广泛应用于钻井液中。 70年代末至80年代中期 我国钻井液技术有了很大的发展。主要表现在： 三磺（磺化丹宁或烤胶、磺化褐煤和磺化酚醛树脂）钻井液在全国推广使用后，创下了钻超井7175m的纪录。 低固相不分散聚合物钻井液技术在我国得到全面推广。开始时仅使用聚丙烯酰胺单一型聚合物絮凝剂，以后陆续研制成功不同基团、不同分子量的聚合物处理剂，形成了多种聚合物钻井液体系。聚合物钻井液主要应用于井深4000m以内的井，在当时曾有力地配合了高压喷射钻井，大大地提高了钻井速度。由于聚合物处理剂具有良好的护壁作用，所研制的钾基聚合物钻井液在很大程度上解决了泥、页岩地层的坍塌问题。 80年代初期，研制成功了油包水乳化加重钻井液，并在华北、新疆和中原等油田得到成功应用，有效地解决了钻遇大段岩膏层和水敏性泥、页岩地层时所遇到的各种问题。 钻井液处理剂、原材料品种迅速增加，质量不断提高。1978年，我国钻井液处理剂仅有40多种，1983年增至76种，1985年已达到16个门类，共129种。 1986-1990年（“七五”期间） 在新的起点上对聚合物钻井液进行了全面、系统的研究，研制出两性离子聚合物钻井液和阳离子聚合物钻井液等新体系，并在全国许多油田推广使用，取得良好效果。将聚合物处理剂的类型从阴离子扩展到阳离子、两性离子，并对大、中、低分子量聚合物处理剂及其复配作用在抑制性、降滤失、降粘作用机理方面进行了系统研究。在此基础上研制出以FA-367、XY-27和JT-888等处理剂组成的两性离子聚合物钻井液体系，和由阳离子包被剂、降滤失剂、降粘剂、防塌剂等组成的全阳离子聚合物钻井液体系； 为保护油气层，提高钻速，实现欠平衡压力钻井，发展了泡沫和充气钻井液技术。其中使用泡沫钻成的油井的井深达到3232m。 为了有效地解决井壁失稳问题，系统地研究了各类钻井液及其处理剂与井壁稳定性的关系，研制出了各种具有强抑制性的防塌钻井液体系，并研制出可对付复杂盐膏层的过饱和盐水钻井液和油包水乳化钻井液等。 研制出应用于深井、超深井的聚磺钻井液体系。该体系兼有聚合物钻井液和三磺钻井液的优点，既有很强的抑制性，又改善了高温高压条件下钻井液的性能。并大大地减少了井下复杂情况的发生，提高了机