MY钻井液.ppt

钻井液技术Drilling Fluid 郭昭学 石油工程学院 油气井工程研究所 Tel钻井液技术 1.概论 2.粘土矿物和粘土胶体化学基础 3.钻井液的工艺性能 钻井液的流变性 钻井液的滤失和造壁性 钻井液的其它性能 4.钻井液处理剂及原材料 5.钻井液体系 6.复杂情况处理 1.概述 有“钻井工程的血液”之称。最初常用粘土和水配制而成，故又称“泥浆”（Mud）。 钻井液始终是为钻井工程服务的，它的发展与钻井工程的发展紧密相关。 一口油气井钻井成功和钻井成本的减少在很大程度上取决于钻井液的性质和性能。 1.概述 钻井液的定义 狭义钻井液: 粘土以小颗粒状态(2μ)分散在水中所形成的溶胶-悬浮体。(mud) 广义钻井液: 一切有助于从井眼中产生和清除钻屑的流体。(drilling fluid) API定义: 用于钻井的具有各种各样功用以满足钻井工作需要的循环流体 1.概述 钻井液工作流程 1.概述 钻井液的功用： 钻井方面：在整个钻进过程中，要保持安全优质快速低成本钻井； 完井方面：在进入油气层时，要具有保护储层的作用； 1.概述 钻井液的功用-钻井工程方面 清除井底钻屑并将其携带至地面 稳定井壁及控制地层压力 冷却和润滑钻头、钻具 提供低渗透、韧性好的泥饼保护井壁 停止循环时悬浮环空中的钻屑及加重材料 给钻头传递水力能量 防止钻具腐蚀 1.概述 钻井液的功用-在保护油气储集层方面 钻井液（此时称完井液）的主要功用是保护油气层的渗透性，尽量降低对原始油气层物化性质的损害。 关键: 控制固相粒子含量，防止固相粒子对油气层的损害。 保持液相与地层的相容性。 1.概述 钻井工程对钻井液提出的基本要求（1） 1.概述 钻井工程不希望钻井液提出的基本要求（2） 既不能伤害钻井人员，又不能损害或污染环境（HSE） 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任何腐蚀 1.概述 钻井液的组成 钻井液属于复杂的多相多级胶体—悬浮体分散体系 基本成分组成：分散相+分散介质+化学处理剂 1.概述 1.概述 钻井液的类型 分类方法 按照密度大小可将钻井液分为高密度钻井液和低密度钻井液，高低密度的界限一般为1.35g/cm3； 按照与粘土水化作用强弱程度可将钻井液分为抑制性钻井液和非抑制性钻井液； 按照连续相性质可将钻井液分为水基钻井液、油基钻井液和气基钻井液。 根据美国石油学会(API)和国际钻井承包商协会(IADC)认可的钻井流体共有九个类别：①不分散钻井液；②分散钻井液；③钙处理钻井液；④聚合物钻井液；⑤低固相钻井液；⑥盐水钻井液；⑦油基钻井液；⑧合成基钻井液；⑨空气、雾、泡沫和充气钻井流体（俗称低压钻井液）。 1.概述 钻井液的类型-按照连续相性质分 1.概述 钻井液的类型-API IADC分类 不分散钻井液（Non-dispersed Drilling Fluids） 该类型钻井液特指未经处理的天然泥浆或者仅仅轻度处理的泥浆，用在浅井或者上部井段钻进。一般不添加处理剂或者用极少量处理剂处理。 分散钻井液(dispersed Drilling Fluids) 定义：用淡水、膨润土和各种对粘土与钻屑起分散作用的处理剂配制而成的水基钻井液 特点 可容纳较多的固相，适合于配制较高密度的钻井液 容易在井壁上形成较致密的泥饼，失水较低 某些分散钻井液具有较强的抗温能力，适合于深井和超深井使用。 1.概述 钻井液的类型-API IADC分类 钙处理钻井液(Calcium treated drilling fluids) 定义：体系中同时含有一定浓度的Ca2+ 和分散剂。 特点 抗盐、钙污染的能力强 抑制粘土的水化分散作用，控制页岩坍塌和井径扩大，减少对油气层的损害 盐水钻井液(saltwater drilling fluid) 定义：用盐水或海水配制而成。含盐量从1％（Cl-为6000mg/l)直至饱和(Cl-为189,000mg/l)之前。 特点 对粘土水化有较强的抑制作用 1.概述 钻井液的类型-API IADC分类 饱和盐水钻井液(Saturated saltwater muds) 定义：钻井液中 NaCl的含量达到饱和的钻井液体系。 特点：用于钻进大段盐层和和复杂的盐膏层 1.概述 钻井液的类型-API IADC分类 聚合物钻井液(Polymer drilling fluid) 定义:以某些具有絮凝和包被作用的高分子聚合物作为主处理剂的水基钻井液体系。 特点 各种固相颗粒可以保持在较粗的范围内 钻屑不易分散成细微颗粒 优点 钻井液密度和固相含量低，钻速高，地层损害小 剪切稀释特性强 聚合物处理剂有