第二章 钻井液体系

塔里木常用钻井液体系简介塔里木常用的钻井液体系主要以水基钻井液体系为主，油基钻井液只在少数几口井使用，一是为开发而进行的油基钻井液取心做业，二是用来解决极为严重的井下复杂情况，总的归纳起来大致有以下几种：不分散聚合物体系，分散型聚合物体系（即塔里木聚合物磺化体系），钾基（抑制性）钻井液体系，饱和盐水钻井液体系，正电胶钻井液体系，油基钻井液体系，”三低”正电胶钻井液体系。

1. 不分散聚合物钻井液体系不分散聚合物钻井液体系指的是经过具有絮凝及包被作用的有机高分子聚合物处理的水基钻井液。

塔里木使用的不分散聚合物钻井液体系大致有三种；既多元聚合物体系，复合离子型聚合物体系，阳离子聚合物体系。

塔里木不分散聚合物钻井液体系特点：（1）具有很强的抑制性。

通过使用足量的高分子聚合物作为絮凝包被剂，实现强包被钻削，在钻削表面形成一层光滑的保护膜，抑制钻削分散，使所钻出来的钻削基本保持原状而不分散，以利于地面固控清除，从而实现低密度，低固相，提高钻速。

（2）具有较强的悬砂，携砂功能。

通过控制适当的板土含量，使聚合物钻井液形成较强的网架结构，确保其悬砂，携砂功能，满足井眼净化需求。

（3）通过使用磺化沥青，超细碳酸钙等降低泥饼渗透率，能够获得良好得泥饼质量。

（4）该体系以其良好的剪切稀释特性使得钻头水眼小，环空粘度大，有利于喷射钻井，能使钻头水马力充分发挥，钻速提高。

（5）低密度。

低固相有利于实现近平衡钻井，（6）抑制性强，且粘土微粒含量较低，滤液对地层所含粘土矿物有抑制膨胀作用，故可减轻对油气层的损害。

2.配方(1).多元聚合物体系（2）.复合离子型聚合物体系材料名称加量材料名称加量扳土4% 扳土4%KPAM PMNK 80A51任意两种0.6-1% FA-3670.4-0.6%HPAN 0.15% XY-270.15% MAN101 0..1% JT-8880.2-0.3SAS 5.0% SAS5.0QS-2 2.0% QS-22.0%RH-3D 0.4-0.6% RH-40.3-0.5%RH-4 0.3-0.5% RH-3D0.4-0.6 %（3）阳离子聚合物体系材料名称加量扳土4%SP-2 0.3-0.4%CSW-1 0.1%JT-888 0.2-0.3%SAS 5.0%QS-2 2.0%RH-3 0.4-0.6%RH-4 0.3-0.5%3.技术关键（1）加大包被剂用量（171/2“井眼平均约3.5千克/米，121/4”井眼3.0千克/米），采用2种以上包被挤复配以达互补增效作用，突出强包被，抑制钻削分散，防止钻削粘聚，包被剂以胶液形式细水长流补充到井浆中。

钻井液公司实验室管理制度第一章依据、目的及原则第一条为规范钻井液事业部实验室的管理，根据XXX集团股份有限公司相关规定，结合钻井液事业部工作实际，制定钻井液实验室管理制度。

第二章适用范围第二条本制度适用于钻井液事业部。

第三章管理部门及职责第三条本制度由钻井液事业部实验室管理及公司领导监督执行。

第四章化学试剂的管理第四条样品、试剂的贮存：样品、试剂库房指定专人负责管理。

样品、试剂贮藏室应避阳、干燥。

样品、普通试剂要分门别类，如酸、碱、盐、有机试剂类等，分开摆放在专门的橱柜里，以便于查找和拿取。

每种试剂的瓶盖开过以后都要盖紧，以防潮和挥发；样品要标识明确并密封保存。

第五条样品、试剂管理：保管样品、试剂领用、存放时要注意安全，库房室内温度一般应保持在15℃—25℃，橱柜应关门防尘。

危险化学试剂要按性质加以分类，贮藏在专用的橱柜中，双人双锁保管，并建立详细的审批领用记录，帐目相符。

第六条过期样品、废旧试剂处理：过期失效的样品、试剂，不能直接倒入下水道（尤其是强酸等腐蚀性强的物质），统一收集、上报相关部门统一处理。

第五章仪器设备的管理第七条玻璃仪器的管理：经常使用的玻璃仪器应按仪器的种类整齐地摆放在仪器橱中的固定位置上，并应该保持洁净和干燥。

其它各类仪器可以按类别防在橱中的格盒式固定位置。

第八条分析仪器的管理：应将精密分析仪器按他们的性质，灵敏度要求，精密程度，使用率大小等，固定房间或固定位置。

第六章实验室的污染及防治第九条对于会产生有毒气体的实验应在通风橱中操作，通过排气设备，排到室外以免污染室内空气，对实验人员造成伤害。

第十条绝对禁止口尝化学药品。

实验室内严禁饮食，不能将食具与实验用具互相代用。

使用有毒药品后离开实验室前，必须洗手。

处理有毒物品时，可戴防护目镜和橡皮手套，保护眼睛和皮肤；处理有毒物品的工作服和用具等，不得与平时用的其他衣物和用具混放在一起。

第十一条倾注试剂、加热溶液时,不能挨近俯视；用试管加热时,不能将管口朝向人体；稀释浓酸(特别是浓硫酸)时,应将浓酸慢慢注入水中,不可将水倒如酸中,如果放热剧烈,可稍停一下,待冷却后在继续进行。

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。

钻井液的组成和分类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。

例如，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。

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，黏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。

分散体系按分散相颗粒的大小分为以下几类：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，其粒子直径在Inrn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小于IOOnm的分散体系。

其目测是均匀的，但实际是相不均匀体系（也有将分散相颗粒的直径为I-IOOOnm的颗粒归入胶体范畴），如AgI溶胶等。

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时，目测是混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层，如浑浊的河水等。

钻井液中的分散相颗粒一般介于胶体分散体系与粗分散体系之间，其稳定性规律可以通过研究胶体体系稳定性规律来获得。

钻井液的分类钻井液按密度可分为非加重钻井液和加重钻井液;按其与黏土水化作用可分为非抑制性钻井液和抑制性钻井液力安其固相含量来分）各固相含量较低的称为低固相钻井液，基本不含固相的称为无固相钻井液；根据分散（流体）介质不同，分为水基钻井液、油基钻井液、气体型钻井流体和合成基钻井液4种类型。

油田化学工程赵雄虎中国石油大学石油天然气工程学院《油田化学》课程教学大纲学分 2.5 参考学时 40 实验学时 0课题讲授学时 40 习题课学时适用专业石油工程大纲编写人赵雄虎教研室主任一、课程的性质和任务油田化学是石油工程专业的主要课程之一，又是一门应用性很强的工程技术性课程，是研究用化学方法解决油田作业中遇到的各种问题的应用科学。

这门课涉及到钻井、采油和储运等与油田作业有关的各个方面。

在学生了解化学、钻井和采油等与石油工程有关的工艺基础上开设改课程目的在于使学生了解和掌握常用的油田化学剂使用及其作用机理，提高学生分析问题和解决问题的能力，使学生学会用化学方法去解决石油工程中所遇到的问题。

二、课程的基本要求本课程是一门承前启后的技术基础课,要求学生在本课程之前修完基础化学、物理化学、钻采工程等课程。

本课程的主要内容可分为两大部分：第一部分为油田化学基础理论，包括粘土矿物学、表面活性剂和水溶性聚合物；第二部分为油田化学分论,介绍各类油田化学剂的性质、用途和作用。

以理论作基础，指导学生的学习。

学完本课程后，应达到以下基本要求：1. 正确理解油田化学中的一些基本概念和基本理论，要求学生掌握其基本的含义和使用范围。

如粘土的基本性质、水溶性聚合物溶解理论、CMC等等。

2. 掌握常用油田化学剂的基本性质和使用方法。

如PAM、XC等等。

3. 掌握油田化学基本作业方法，如调剖法、堵水法等。

4. 了解常用油田化学剂的制备方法。

先修课程：化学基础、物理化学、钻采工程三、大纲内容绪论油田化学课的内容、研究对象、发展动态、目的和学习方法、课程安排。

第一章粘土矿物学要求学生掌握粘土矿物的分类及特点、基本概念和基本理论，了解粘土矿物的性质。

如电性质、吸附性、膨胀性等。

第一节粘土矿物的分类及化学组成第二节粘土矿物的基本结构（包括常见的几种粘土矿物）第三节粘土矿物的性质（包括电性质、吸附性、膨胀性等）第二章钻井液化学掌握降粘剂、降滤失剂和絮凝剂的作用及机理和不同钻井液体系的组成及用途，了解其他钻井液添加剂的作用及性能。

浙江油田公司钻井工程技术管理规范二〇〇九年七月目录第一章总则................................................ 错误!未定义书签。

第二章钻井工程设计管理规范............................................... 错误!未定义书签。

第三章钻前工程技术规定 ......................................................... 错误!未定义书签。

第四章钻井液技术管理规范.................................................... 错误!未定义书签。

第五章钻井井身质量管理规范............................................... 错误!未定义书签。

第六章固井质量实施细则 ......................................................... 错误!未定义书签。

第七章钻井取心技术管理规范............................................... 错误!未定义书签。

第八章钻井交井质量管理规定............................................... 错误!未定义书签。

第一章总则第一条为了规范浙江油田公司（以下简称公司）钻井工程技术管理，提高钻井施工水平，保证工程质量和效益，结合公司的自身特点，特制定本规范。

第二条钻井工程技术管理应结合地质与工程难点，积极推进科技创新，加大瓶颈技术攻关和成熟技术的推广应用，引进新工艺、新技术，提高钻井速度和钻井质量。

第三条钻井工程技术管理规范主要内容包括：钻井工程设计管理规范、钻前工程技术规定、钻井液技术管理规范、钻井井身质量管理规范、固井施工实施细则、钻井取心技术管理规范、钻井交井质量管理规定。

钻井工程管‎理规定第一章总则第一条为建立和完‎善戈壁能源‎公司（以下简称公‎司）钻井工程管‎理体系，规范钻井工‎程管理，满足油田勘‎探开发需要‎，保证钻井工‎程质量，促进钻井技‎术提高，根据《油田开发管‎理纲要》，特制定本《规定》。

第二条钻井工程管‎理应结合地‎质与工程难‎点，积极推进科‎技创新，加大瓶颈技‎术攻关和成‎熟技术的推‎广应用，引进新工艺‎、新技术，提高钻井速‎度和钻井质‎量。

第三条钻井工程管‎理主要内容‎包括：钻井设计管‎理、钻井过程管‎理、钻井与地质‎监督管理、钻井资料与‎信息化管理‎、工程技术研‎究与应用以‎及健康、安全、环境管理。

第四条钻井工程管‎理在勘探阶‎段应以发现‎及保护油气‎层为主，在开发阶段‎应以保护油‎气层及用钻‎井方式提高‎单井产量、提高采收率‎为主要目的‎。

第五条钻井施工过‎程中应强化‎安全生产，树立安全第‎一、预防为主、以人为本的‎理念，各项活动应‎符合健康、安全、环境（HSE）管理体系的‎有关规定。

第六条本《规定》适用于公司‎钻井工程管‎理。

第二章钻井设计管‎理第七条钻井设计是‎钻井施工的‎重要依据，包括钻井地‎质设计和钻‎井工程设计‎。

钻井设计应‎与钻井工程‎方案确定的‎原则相一致‎。

第一节探井钻井设‎计第八条探井钻井地‎质设计的主‎要内容应包‎括：井区自然状‎况、基本数据、区域地质简‎介、设计依据及‎钻探目的、设计地层剖‎面及预计油‎气层和特殊‎层位置、工程技术要‎求、资料录取要‎求、地球物理测‎井要求、试油（中途测试）要求、设计及施工‎变更、上交资料要‎求以及钻井‎地质设计附‎件、附图。

第九条探井钻井工‎程设计的主‎要内容应包‎括：设计依据、技术指标及‎质量要求、井下复杂情‎况提示、地层岩石可‎钻性分级及‎地层压力预‎测、井身结构设‎计、钻机选型及‎钻井主要设‎备优选、钻具组合设‎计、钻井液设计‎、钻头及钻井‎参数设计、井控设计、取心设计、地层孔隙压‎力监测、地层漏失试‎验、中途测试技‎术要求、测井技术要‎求、油气层保护‎设计、固井设计、新工艺与新‎技术应用设‎计、各次开钻或‎分井段施工‎重点要求、完井设计、弃井要求、健康安全环‎境管理、生产信息及‎完井提交资‎料、钻井施工设‎计要求、特殊施工作‎业要求、邻区与邻井‎资料分析、钻井进度计‎划以及单井‎钻井工程投‎资预算。

石油钻井工程技术手册概述：石油钻井工程技术手册是为了系统记录和总结石油钻井工程的技术要点和实施方法而编写的工具书。

本手册涵盖了石油钻井工程的各个方面，包括钻井井筒设计、钻井液的选择与应用、井口设备的使用方法以及安全操作等内容。

本手册旨在为钻井工程师和相关人员提供便利，以确保石油钻井工程的顺利进行。

第一章钻井井筒设计1.1 井型选择1.2 井深与孔径的确定1.3 钻井井筒的强度计算1.4 井壁稳定性分析1.5 钻井液的密度设计1.6 钻井液循环系统设计第二章钻井液的选择与应用2.1 钻井液的基本组成2.2 钻井液的分类与性能要求2.3 钻井液的性能评价方法2.4 钻井液添加剂的选择与应用2.5 钻井液的循环与处理第三章井口设备的使用方法3.1 钻井管柱的组装与安装3.2 钻井钻具的选择与使用3.3 钻井井口安全装置的操作3.4 卡钻与解卡的处理方法3.5 石油套管的安装与固井第四章安全操作4.1 钻井现场的危险与应对措施4.2 井口作业的安全操作规范4.3 危险品的储存与运输4.4 突发事件的应急处理与救援第五章钻井技术的进展5.1 钻井技术的新发展与应用5.2 水平井钻井技术5.3 钻井自动化与智能化技术5.4 钻井工程的环境保护与可持续发展结语：石油钻井工程技术手册的编写力求准确、系统并配合实际应用。

本手册将不断根据钻井工程技术的发展与变化进行更新与完善，以满足石油行业的需求。

同时，对于读者来说，学习和运用本手册所提供的技术知识和方法，将有助于提高钻井工程的质量和效率，确保工程的成功实施。

参考文献：[1] 石油行业工程技术中心. 石油钻井与完井工程技术手册[M]. 石油工业出版社, 2008.[2] Smith G W. 石油钻井工程[M]. 中国石油出版社, 2010.[3] 曹加宝, 石井润, 曹永刚. 石油钻井工程技术手册[J]. 工艺与装备, 2016(12): 89-94.注意：本手册仅供参考，请读者根据具体情况结合实践操作，并严格执行相关规范、标准与法律法规。

复合盐钻井液体系
一、复合盐体系配方及性能统计：
基本配方：
本配方处于试验阶段，材料加量比较保守，试验成功后可根据现场使用情况做出合理调整。

现场应用平均性能统计：
二、现场使用评价：
复合盐钻井液体系在气井水平井施工中取得成功。

该钻井液体系用具有高比重，低粘度，低失水，低固相，良好的泥饼质量，强的抑制性等特性，确保了井下安全，为PDC钻头的成功使用提供保障。

在这2口井实验过程中，斜井段钻进共使用PDC 钻头3只，石千峰，石盒子泥岩井段钻进未出现钻头泥包，基本解决了以往滑动钻进时PDC容易泥包的问题。

特别是靖平33-13井，去年直导眼钻进时石千峰组井下坍塌复杂，今年使用此体系以来井下正常，未出现坍塌，山西组，本溪组长煤层井段未出现垮塌。

斜井段使用的第一支PDC钻头，在相同井段，相同地层，相同钻头型号的情况下，机械钻速达5.13m/h，比去年直导眼钻进时提高了1.16m/h，斜井段完钻电测一次成功，测到井斜68度，井径图规则，平均扩大率9.7%。

《钻井液工艺技术》复习题适用班级：10钻井—1、2、3、4、5班绪论一、选择题：1．下列不属于钻井液组成的是（）dA、分散介质B、分散相C、各种化学处理剂D、各种有用的物质2．一般钻井液属于（）cA、分子分散系B、胶体分散系C、粗分散体系D、全不是3．钻井液按其中流体介质不同可分为多种，不属于此分类系统的是（）d A、水基钻井液 B、油基钻井液 C、合成基钻井液 D、加重钻井液4．下列不属于气体型钻井流体特点的是（）bA、密度低B、有很强的抑制性和抗盐、钙污染的能力C、钻速快D、能有效防止井漏等复杂情况的发生5．钻井液的功用中不包括（）aA、控制在碱性条件下，使某些化学反应进行得更顺利B、携带和悬浮岩屑C、稳定井壁D、平衡地层压力和岩石侧压力E、传递水动力F、冷却和润滑作用G、获取地下信息6、钻井施工对钻井液性能的要求中不包括（）cA、必须与所钻遇的油气层相配伍B、必须有利于地层测试C、必须是单项体系D、必须对钻井人员和环境不产生伤害和污染7．下列说法错误的是（）aA、为了节省成本，尽可能采用自然造浆B、聚合物不分散钻井液产生于20世纪70年代C、新的钻井技术的不断出现，大大推动了钻井液技术的快速发展。

D、欠平衡钻井液技术是钻井液应用技术的发展方向之一二、判断题1.钻井液由分散介质（连续相）、分散相和化学处理剂组成的分散系。

（）a2.胶体分散系目测是澄清均匀的，但实际是多相不均匀体系。

（）a3.钻井液按固相含量不同可分为：低固相钻井液、基本不含固相钻井液。

（）a2+和分散剂的油基钻井液。

（Ca ）b 4.钙处理钻井液是指含有一定浓度5.气体型钻井流体是以空气或天然气为流体介质或分散有气体的钻井流体。

（）a6.钻井液必须与所钻遇的油气层相配伍，满足保护油气层的要求（）a7.钻井液是“钻井的血液”。

（）a三、填空题*1．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。

钻井液知识钻井液的概念：钻井液是由粘土、水（或油）以及各种化学处理剂组成的一种溶胶悬浮体的混合体系。

粘土是具有可塑性的、软、有各种颜色的泥土。

一般是含水氧化铝的硅酸盐，由长石和其它硅酸盐分解而成，颗粒直径约在0.1-100µm之间，在水中有分散性，带电性、离子交换性，属于多级分散体系。

简单地说，钻井液是粘土分散在水中形成的溶胶悬浮体（颗粒直径小于2µm）为使钻井液满足钻井工艺要求，常加入各种化学处理剂及惰性物质来调节钻井液的性能，使钻井液“由稀变稠，由稠变稀”。

因此钻井液的性能变化受粘土、水和化学处理剂三方面因素的影响。

我国标准化委员会钻井液分委会将钻井液分为八种：1、淡水钻井液：由淡水、粘土和一般的降粘剂、降滤失剂配制而成。

2、钙处理钻井液；3、不分散低固相聚合物钻井液；4、盐水钻井液（包括海水及咸水钻井液）5、饱和盐水钻井液；6、钾基钻井液；7、油基钻井液；8、气体（包括一般气体及气泡）钻井液。

各类新型钻井液体系：正电胶（MMH）钻井液体系、聚合物-铵盐钻井液体系、两性离子聚合物钻井液体系、大小阳离子钻井液体系、水基无粘土相钻井液。

我国于1986年经钻井液标准化委员会研究决定，把钻井液材料分为16类：1、粘土类：主要用来配制原浆，亦有正反增加粘切、降低漏失量作用，常用的膨润土、抗盐土及有机土等；2、加重材料：主要用来提高钻井液的密度，以控制地层压力，防塌防喷；3、降滤失剂：主要用来降低钻井液的漏失量，常用的有CMC、预先胶化淀粉，聚丙烯酸盐等；4、降粘剂：改善钻井液的流动特性，如粘度、切力，以增加可泵性，减少摩阻。

常用的有单宁、各种磷酸盐、褐煤制品、木质素磺酸盐等5、增粘剂：主要用来促进钻井液中粘土颗粒网状结构的形成，增加胶凝强度以形成高流阻。

常用的有CMC、高聚物、预先胶化淀粉等。

6、润滑剂：主要用来降低摩阻系数，减小扭矩，增加钻头的水马力以及防止粘卡。

常用的有某些油类、石墨、塑料小球及表面活性剂。