《钻井液技术》PPT课件.ppt

第三章 钻井液技术1 钻井液技术钻井液概论 钻井液的流变性 钻井液的失水和造壁性 常用钻井液体系 复杂情况处理 2 概论——钻井液的功用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3 概论——钻井液不应具有既不能伤害钻井人员,又不能损害或污染环境 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 4 概论——钻井液的分类LiquidGasGas-liquid mixtureWater base mudsFoam mostly gas Areated water mostly water airNature gasOil base mudsSynthetic drilling fluids5 概论——钻井液的分类分散钻井液定义：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置而成的水基钻井液 特点 可容纳较多的固相,适合于配置较高密度的钻井液 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.6 概论——钻井液的分类钙处理钻井液定义：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,减少对有气层的损害 盐水钻井液定义：用盐水或海水配置而成.含盐量从1％〔Cl-质量浓度为6000mg/l直至饱和Cl-质量浓度为189,000mg/l之前. 特点 对粘土水化有较强的抑制作用7 概论——钻井液的分类饱和盐水钻井液定义：钻井液中 NaCl的含量达到饱和的钻井液体系. 特点：用于钻进大段岩层和和复杂的盐膏层8 概论——钻井液的分类油基钻井液定义：以油作为连续相的钻井液为油基钻井液.油水比在〔50－80〕: 50－20油包水乳化钻井液. 特点 抗高温 有很强的抑制性 有很强的抗盐、钙的污染能力 润滑性好 能有效地减轻对油气层地伤害9 概论——钻井液的组成水基泥浆：固相颗粒悬浮在水中或盐水中,油可以乳化到水中,此时,水是连续相.膨润土+水+化学处理剂+加重材料＋钻屑 油基泥浆：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 气体：用高速气体或天然气清除钻屑 10 概论——钻井液的组成 11 概论——钻井液技术发展概况发展 水基钻井液 清水 分散钻井液 抑制性钻井液 不分散聚合物钻井液 油基钻井液 原油 柴油为连续相钻井液 油包水乳化钻井液 预测 钻井液强化井壁技术 复杂地质条件下深井、超深井、大位移井钻井液技术 新型钻井液体系及其处理剂的研制与应用 废弃钻井液的处理技术 保护油气层的钻井液技术12 第一节 钻井液的流变性13 钻井液的流变性钻井液流变性 在外力作用下,钻井液流动和变形的特性.如钻井液的塑性粘度、动切力、表现粘度、切力和触变性等性能都属流变性参数. 泥浆的流变性对钻井的影响 携带岩屑,保证井底清洁. 悬浮岩屑与重晶石 提高机械钻速 保证井眼规则和井下安全.14 钻井液的流变性剪切应力与剪切速率 剪切速率：在垂直于流动方向上单位距离内流速的增量dv/dx. 剪切应力：液体流动过程中,单位面积上抵抗流动的内摩力.15 钻井液流变性与钻井的关系影响钻井速度 影响环空携岩能力 影响井壁稳定 影响岩屑与加重物的悬浮 影响井内压力激动 影响钻井泵压和排量 影响固井质量16 第二节 钻井液的失水和造壁性17 钻井液的失水和造壁性失水 定义：泥浆中的自由水在压差的作用下向具有孔隙的地层渗透的现象. 类型：瞬时失水、动失水、静失水. 泥饼 定义：泥浆中水分进入地层,粘土颗粒附着在井壁上,形成泥饼.18 钻井液的失水和造壁性19 钻井液的失水和造壁性20 钻井液的失水和造壁性失水过程 钻井液内的水=化学结合水+吸附水+自由水 瞬时失水：新井形成瞬间,泥浆水便向地层渗透,未形成泥饼 动失水：在泥浆循环的情况下,泥浆建立、增厚、直至平衡而失水速度也由开始较大逐渐减少至恒定. 静失水：停止循环时,不存在泥浆液对泥饼的冲刷力,随着失水的进行,泥饼逐渐加厚,失水也逐渐减少.静失水的失水量比动失水小. 失水与地层的孔隙度、渗透率、温度、压力有关.21 泥浆失水过大会引起： 水敏性泥岩、页岩的垮塌、缩径 损害油气层 泥饼厚会引起： 引起上提力增加,甚至发生泥饼卡钻. 易引起钻头泥包,使起下钻压力激动增大. 妨碍套管下入,固井时不利用水泥与井壁的胶结 对失水和泥饼的要求 失水：在成本可行的条件下,尽量降低失水并控制自由水的性质. 泥饼：薄、致密、韧性好.失水与造壁性与钻井的关系22 失水和造壁