钻井液固相控制技术及设备
第一章钻井液中的固相及其影响
第一节概论
钻井液是钻井过程中使用的循环流体，它是液体固体和化学处理剂的
混合物。
钻井液中的固体颗粒分为有害固相和有用固相，岩屑是钻井中的最主
要的有害固相。
有害固相在钻井过程中将影响钻井液的物理性能，使钻井液的密度、
粘度、动切力、失水、泥饼、研磨性、粘滞性、流动阻力增加，其结果导
致损害油气层，降低钻速，增加钻盘扭矩，起下钻遇阻，粘附卡钻，井漏
井喷等井下复杂情况，对钻井液循环系统造成磨损。
第二节钻井液的作用与组成
一、 作用：
1、清洗井底
2、携带岩屑
3、冷却和润滑钻头及钻柱
4、形成泥饼保护井壁
5、控制与平衡地层压力
6、悬浮钻屑和加重剂沉砂 7、提供地层资料保护油气储层防止伤害
8作为动力液传递水功率。
二、 钻井液组成
1、水－淡水、盐水、咸水和饱和盐水
2、膨润土－钠膨润土，钙膨润土
3、化学处理剂－无机类、有机类、表面活性剂类、高分子聚合物类
4、油－轻质油或厚油类
5、加重剂－重晶石类、赤铁矿
6、气－空气、天然气，
三、 液相选择的原则
选择何种液相主要取决于对所钻地层需要的抑制作用。
液相抑制能力强可防止流体减少和活性固体的膨胀，抑制地层的造浆。 第三节固相颗粒粒度的影响 （固相颗粒粒度通常指颗粒的大小尺寸）
一、固相颗粒粒度对钻速的宏观影响
宏观上钻井液中不同性质的固相颗粒对钻速影响不同，小于1微
米的胶体要比粗颗粒的影响更严重，在固相量大于6%时，分散性钻井
液细颗粒与不分散钻井液细颗粒固相对钻速的影响几乎一样，当固相
含量低于6%时，不分散钻井液比分散钻井液的钻速要高，固相含量越
低，钻速差别越大，这是因为固相含量低于6%时，分散性钻井液中的
胶体颗粒所占的百分比越大。
二、 固体颗粒粒度的微观影响
任何水基钻井液中的颗粒，其表面都吸附水分子，自由液体受到
约束。
钻井液中的钻屑在钻井循环中不断破裂，其表面积不断增加，因
中国石油天然气集团公司钻井液技术规范
第一章 总 则
第一条 钻井液技术是钻井技术的重要组成部分，直接关系到钻探工程的成败和效益。为提高钻井液技术和管理水平，保障钻井工程的安全和质量，满足勘探开发需要，特制定本规范。
第二条 本规范主要内容包括：钻井液设计，现场作业，油气储层保护，钻井液循环、固控和除气设备，泡沫钻井流体，井下复杂的预防和处理，钻井液废弃物处理与环境保护，钻井液原材料和处理剂的质量控制与管理，钻井液资料管理等。
第三条 本规范适用于中国石油天然气集团公司所属相关单位的钻井液技术管理。
第二章 钻井液设计
第一节 设计的主要依据和内容
第四条 钻井液设计是钻井工程设计的重要组成部分，主要依据包括但不限于以下几方面：
1. 以钻井地质设计、钻井工程设计及其它相关资料为基础，依据有关技术规范、规定和标准进行钻井液设计。
2. 钻井液设计应在分析影响钻探作业安全、质量和效益等因素的基础上，制定相应的钻井液技术措施。主要有：地层岩性、地层应力、地层岩石理化性能、地层流体、地层压力剖面（孔隙压力、坍塌压力与破裂压力）、地温梯度等信息；储层保护要求；本区块或相邻区块已完成井的井下复杂情况和钻井液应用情况；地质目的和钻井工程对钻井液作业的要求；适用的钻井液新技术、新工艺；国家和施工地区有关环保方面的规定和要求。 第五条 钻井液设计内容主要包括：邻井复杂情况分析与本井复杂情况预测；分段钻井液类型及主要性能参数；分段钻井液基本配方、钻井液消耗量预测、配制与维护处理；储层保护对钻井液的要求；固控设备配置与使用要求；钻井液仪器、设备配置要求；分段钻井液材料计划及成本预测；井场应急材料和压井液储备要求；井下复杂情况的预防和处理；钻井液HSE管理要求。
第二节 钻井液体系选择
第六条 钻井液体系选择应遵循以下原则：满足地质目的和钻井工程需要；具有较好的储层保护效果；具有较好的经济性；低毒低腐蚀性。
油基钻井液
一、油基钻井液发展概述
1、定义及类型
➢ 油基钻井液是指以油作为连续相的钻井液。
➢ 两种油基钻井液——全油基钻井液和油包水乳化钻井液。在全油基钻井液中，水是无用的组分，其含水量不应超过10%；而在油包水钻井液中，水作为必要组分均匀地分散在柴油中，其含水量一般为10~60%。
2、油基钻井液的优缺点
➢ 与水基钻井液相比较，油基钻井液具有能抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度较小等多种优点。
➢ 目前已成为钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层的重要手段，并且还可广泛地用作解卡液、射孔完井液、修井液和取心液等。
➢ 油基钻井液的配制成本比水基钻井液高得多，使用时往往会对井场附近的生态环境造成严重影响。
➢ 为了提高钻速，从20世纪70年代中期开始，较广泛地使用了低胶质油包水乳化钻井液。
➢ 为保护环境，适应海洋钻探的需要，从80年代初开始，又逐步推广使用了以矿物油作为基油的低毒油包水乳化钻井液。
3、油基钻井液的发展阶段
类型 组分 开始使用时间 特点
原油作为钻井液 原油 1920年前后 有利于防塌、防卡和保护油气层，但流变性不易控制，易着火，使用范围仅限于100℃以内浅井
全油基钻井液 柴油、沥青、乳化剂及少量水(10%以内) 1939年 具有油基钻井液的各种优点，可抗200~250℃高温，但配制成本高，较易
着火，钻速较低
油包水乳化钻井液 柴油、乳化剂、润湿剂、亲油胶体、乳化水(10~60%) 1950年前后 通过水相活度控制有利于井壁稳定，与全油基钻井液相比不易着火，配制成本有所降低，抗温可达200~230℃
低胶质油包水乳化柴油、乳化剂、润湿剂、少量亲油胶体、乳化水1975年 可明显提高钻速，降低钻井总成本。但由于放宽滤失量，对某些松散易塌地层钻井液 (15%左右) 不适合，对储层的损害较大
低毒油包水乳化钻井液 矿物油、乳化剂、润湿剂、亲油胶体、乳化水(10~60%) 1980年 具有油基钻井液的各种优点，同时可有效地防止对环境的污染，特别适用于
钻井液工艺技术考点
绪论：钻井液定义、组成、分类；基本公用。
第一章：粘土矿物水化膨胀性的好坏，粘土的稳定性、连接方式。
第二章：定义；塑性粘度，动切力，表观粘度，静切力，剪切稀释性。
简述；钻井液流变性与钻井作业的关系
第三章：钻井液的虑失和润滑性；定义：滤失，滤失量，滤失范围及合理的滤失量；测量API滤失量指标
第四章：水基钻井液：1、细分散钻井液优缺点及使用 2、盐水钻井液优缺点及使用 3、MMH正电胶钻井液特点 4、高温对粘土、处理剂、黏土及处理剂的影响 5、聚合物的特点
第五章：油基钻井液：组成，滤失量低的原因，活度平衡
第六章：振动筛、旋流器工作特点
第七章：井壁不稳的机理、井壁失稳的对策、堵漏剂、漏失的原因、堵漏方法。
绪论
1、定义：钻井液：指油气钻井过程中，以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。钻井液俗称钻井泥浆或泥浆。
2、钻井液的组成：钻井液是由分散介质，分散相和化学处理剂组成的分散体。
3、钻井液的分类：
1）、按密度分非加重钻井液和加重钻井液。
2）、按其与粘土水化作用强度分 非抑制性钻井液和抑制性钻井液。
3）、按其固相含量的多少分低固相含量和无固相含量。
4）、根据分散介质不同：水基钻井液、油基钻井液、气体性钻井液和合成基井液。
4、钻井液的基本功用
1）、携带和悬浮岩屑 2）、稳定井壁 3）、平衡地层压力和岩石侧压力 4）、冷却和润滑作用 5）、传递水功率 6）、获取地下信息
第一章、粘土胶体化学基础
一、粘土矿物水化膨胀的强弱
1、高岭石：为非膨胀性粘土矿物，其水化性能差，造浆性能不好，最不容易发生水化膨胀。
