钻井液配方大全

1、一种高密度的抗高温钻井液，其特征在于各组份配比如下：膨润土 1.2-5%，复合金属离子聚合物 0.1-0.5%，聚合物降粘剂 0.1-0.4%，抗高温降滤失剂 3-5%，抗高温稳定剂 2-4%,防卡润滑剂 4-6%，乳化剂 0.2%，碱性PH值调节剂 0.1-0.3%，钻井液用加重剂 30-40%，清水 40-55%。

2、根据权利要求1所述的超高密度的抗高温钻井液，其特征在于所述聚合物降粘剂为两性离子聚合降粘剂。

3、根据权利要求1所述的超高密度的抗高温钻井液，其特征在于所述的抗高温降滤失剂为磺化酚醛树脂或抗盐抗钙降滤失剂或磺化褐煤。

4、根据权利要求所述1所述的超高密度的抗高温钻井液，其特征在于所述的乳化剂为司盘80。

5、根据权利要求1所述的超高密度的抗高温钻井液，其特征在于所述钻井液加重剂为改性重晶石粉。

6、根据权利要求1所述的超高密度的抗高温钻井液，其特征在于所述碱性PH值调节剂为氢氧化钾。

超高密度抗高温钻井液（一）技术领域本发明为石油、天燃气勘探开发过程中使用的钻井液，特别是具有超高密度的抗高温钻井液。

（二）背景技术钻井液是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，是石油勘探开发的血液，是钻井过程中必不可少的。

随着世界能源需求的增加和资源的减少，向深地层勘探油气已成必然。

油气井的加深，地层温度、压力都随着升高，钻井液就面临着高温、高压的难点，要求钻井液在超高温度和超高密度下具有良好的稳定性和流变性。

而现有钻井液一般采用两性复合离子钻井液和正电胶钻井液，现有钻井液抗高温能力差，密度较低，一般在2.0g/cm3左右，随着钻遇地层条件日趋复杂，钻井深度的增加，现有钻井液已不能很好地满足深层油气勘探开发过程中钻井作业对钻井液的密度、温度、流变性、润滑性、抑制性、失水造壁性等的要求。

（三）发明内容本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种抗高温能力强，可控密度高的超高密度的抗高温钻井液，该钻井液既具有聚合物钻井液在提高钻井钻速、抑制地层造浆和提高井壁稳定性等方面的突出优点,又具有磺化钻井液良好的热稳定性,高温下良好的流变性,失水量低等优点。

钻井液配方设计一、实验目的根据给定条件，通过实验设计某一地层钻井液配方。

了解钻井液配方的设计原则及过程，了解常用钻井液体系，熟悉常用钻井液处理剂的类型、名称、作用，能综合运用钻井液性能调节方法，按照性能要求调节钻井液性能。

二、实验原理首先，给出钻井液设计原则：1．根据不同油气层性质选择钻井液体系。

钻井液体系必须与油气层性质相适应才能起到保护作用，并减轻损害，获得应得的产量。

2．根据不同井的类型选择钻井液体系。

所谓不同类型井，主要是指对钻井液有特殊要求的井，而不是完全按习惯分类的井。

如①超深井②定向井（包括水平井）③探井④油层全取心井⑤开发井。

3．根据不同地层特点选择体系。

(1)油气层对钻井液要求(a)钻达油气层前，必须调整好钻井液各项性能，尽可能减轻对油气层的污染；(b)在安全条件下，钻井液密度所造成的压力尽量接近地层空隙压力；(c)尽可能使用酸溶或油溶钻井液材料；(d)钻井液滤液活度与油层水相活度尽可能相当；(e)最好加有粘土稳定剂。

(2)盐膏地层对钻井液要求(a)若属薄层或夹层盐膏，可以选用抗盐膏处理剂处理维护所需钻井液性能；(b)若遇厚或较纯食盐层，即选用饱和盐水泥浆，并加盐抑制剂；若属纯石膏层，可选用石膏钻井液；(c)为了制止塑性变形，在盐层埋藏深度大于4000米时，应提高钻井液密度到2.00g/cm3左右，以克服缩径，特别注意挤坏套管事故。

(3)易塌地层对钻井液要求防塌是当前尚未完全解决的技术难题，塌层性质差别较大，条件千变万化，不可能用一套要求就适应所有类型塌层，其基本原则是：(a)不能在易塌地层采用负压钻井，即钻井液的密度不得低于塌层空隙压力；(b)在塌层钻井，钻井液的粘度、切力不能过低，返速不能过高，以免形成紊流冲刷井壁，加剧井塌。

(c)钻井液胶凝强度不能过大，以免起下钻及开泵时压力波动过剧引起井塌；(d)水敏性强的地层钻井，要求钻井液高温高压失水控制在15ml，不超过20ml；(e)使用抑制性较强的钻井液体系，如钾基钻井液、滤液中钾离子浓度不得低于1800ppm；(f)若坍塌层复杂，水基钻井液不能解决，可使用平衡活度的油基钻井液。

我国各油田主要钻井液类型一、无固相不分散聚合物钻井液●基本组成：聚丙烯酰胺或多元乙烯基共聚物类絮凝剂、无机盐等●特点：絮凝剂可有效地絮凝钻井过程所产生的岩屑。

●典型配方：（1）水+ 0.1~0.3% PHP + 0.1~0.2% CaCl2或0.5~1% KCl（2）水+ 0.07~0.14% CPAM + 0.1~0.3% TDC-15（低分子量有机阳离子）+ 0.2% CaCl2（3）水+ 0.1~0.3% FA-367 + 0.1~0.2% CaCl2或0.5~1% KCl●适用范围：层理裂隙不发育、正常孔隙压力与弱地应力、中等分散砂岩与泥岩互层；已下技术套管的低压、井壁稳定的储层等。

二、低固相聚合物钻井液●适用范围：用于钻进层理裂隙不发育的易膨胀、强分散或不易膨胀、强分散、软的砂岩与泥岩互层；已下技术套管的低压储层等。

1、阴离子聚合物钻井液●基本组成：多元乙烯基共聚物类、水解聚丙烯腈、部分水解聚丙烯酰胺等●特点：高分子量聚合物包被粘土或钻屑，并提供钻井液所需粘度、切力；中分子量和低分子量聚合物用于控制滤失量并控制粘度、切力。

●典型配方：膨润土浆+ 0.1~0.3% KPAM + 0.4~0.5% NPAN2、阳离子聚合物钻井液●基本组成：高分子量与低分子量阳离子聚合物，以及淀粉等●特点：阳离子聚合物具有极强的稳定页岩的能力，即强吸附、强抑制性；配合使用淀粉类处理剂调整滤失造壁性。

●典型配方：膨润土浆+ 0.4% SP-2（阳离子聚合物）+ 0.4% CSW-1（低分子量有机阳离子）+1% 改性淀粉3、两性离子聚合物钻井液●基本组成：高分子量和低分子量两性离子聚合物，有时配合加入阴离子聚合物●特点：利用聚合物中的阳离子基团增强体系的抑制性，同时大量的阴离子、非离子基团使体系保持稳定。

两性离子聚合物与各种处理剂具有很好的相容性。

●典型配方：膨润土浆+ 0.1~0.3% FA-367 + 0.05~0.2 %XY-27 + 1~3% 磺化沥青类产品三、聚磺钻井液●基本组成：高分子量聚合物（包括阴、阳、两性离子聚合物）、中分子量聚合物降滤失剂、磺化酚醛树脂类产品和沥青类产品等。

四种常规钻井液配方及特点
1．不分散聚合物钻井液
主要特点：
(1)密度低，压差小，故钻速快；
(2)亚微米颗粒的含量较低，在10%以内，而分散钻井液可达70%以上；
(3)高剪切速率下的粘度较低，故钻速快；
(4)具有较强的携砂能力。

该类钻井液触变性较好，剪切稀释特性较强。

(5)可保持井眼的稳定性。

(6)可保护油气层，减轻损害。

表1 不分散聚合物钻井液配方与性能
2．钾基钻井液
主要特点：
(1)对水敏性泥岩、页岩具有较好的防塌效果；
(2)抑制泥页岩能力较强；
(3)钻井液细颗粒含量比较低，对油层的粘土矿物起稳定作用；
(4)分散型钾基钻井液有较高的固相容度限。

表2 钾基钻井液配方及性能
3．分散钻井液体系
表3 分散型三磺钻井液推荐配方及性能
4．钙处理钻井液
表4 石灰钻井液推荐配方及性能
表5 石膏钻井液配方及性能
根据不同的要求选择不同的钻井液，各有特点。

四种常规钻井液配方及特点
1．不分散聚合物钻井液
主要特点：
(1)密度低，压差小，故钻速快；
(2)亚微米颗粒的含量较低，在10%以内，而分散钻井液可达70%以上；
(3)高剪切速率下的粘度较低，故钻速快；
(4)具有较强的携砂能力。

该类钻井液触变性较好，剪切稀释特性较强。

(5)可保持井眼的稳定性。

(6)可保护油气层，减轻损害。

表1 不分散聚合物钻井液配方与性能
2．钾基钻井液
主要特点：
(1)对水敏性泥岩、页岩具有较好的防塌效果；
(2)抑制泥页岩能力较强；
(3)钻井液细颗粒含量比较低，对油层的粘土矿物起稳定作用；
(4)分散型钾基钻井液有较高的固相容度限。

表2 钾基钻井液配方及性能
3．分散钻井液体系
表3 分散型三磺钻井液推荐配方及性能
4．钙处理钻井液
表4 石灰钻井液推荐配方及性能
表5 石膏钻井液配方及性能
根据不同的要求选择不同的钻井液，各有特点。

钻井液配制功能与说明:此程序用以计算在配制水基钻井液时需要的水、油、盐类和其它的处理剂加量。

其中柴油的加量是以钻井液的总体积计算， 盐的体积是按水的体积计算，且可以根据需要选择NaCl 、KCl 或不加盐。

其它种类的处理剂加量，可以根据需要以水或以总钻井液体积计算。

基本公式:1.盐对钻井液体积的影响及加量对于 NaCl -Cl =PC*0.60684 (1)KCl -Cl =PC*0.47651 (2) Vc =Vw(A-1) (3) --⨯-=Cl A 787510.500099.11 (4) Wr1C=PC*Vw2.柴油加量VO=PO*V/100 (5) VO=VO*0.84 (6)3.处理剂加量(1) 按所加水体积计算:VM=C/2520 *VW (7)WM=C*VW (8)C=ΣCi (9)(2) 按全部钻井液体积计算VM=C/2520 *V (10) WM=C*V (11)4.水与加重剂加量(1) 处理剂按水体积计算V=VO+VW+VM+VS+VC=V*PO/100+VW(A+C/2520)+VS (12)W=V*PO*840+(PC+C+1000)VW+VS*SG*1000 (13)则: CPC SG C A PO SG SG V VW ---⨯+⨯---=1000)2520/(]100/)84.0()[(ρ (14) VS=V(1-PO/100)-Vw(A+C/2520) (15) WS=VS*SG (16)(2)处理剂按全部钻井液体积计算V=(V*PO/100)+VwA+(V*C/2520)+Vs (17) W=V*PO*840+C*V+(PC+1000)Vw+Vs*SG*1000 (18) )1000/1(]1000/)2520/[(]100/)84.0[()(PC A SG C SG C PO SG SG V VW --⨯-⨯-⨯---=ρ （19） Vr1S =V[1-(PO/100)-(C/2520)]-Vw*A (20) 参数:ρ 钻井液密度，g/cm 3；C 单位体积含处理剂总量，kg/m 3；Ci 单位体积第i 种处理剂含量，kg/m 3；PC 单位体积水的含盐量，kg/m 3；PO 油相百分数；V 钻井液体积，m 3；VO 油相体积，m 3；VS 加重剂体积，m 3；VW 水相体积，m 3；WC 加盐量，kg ；WM 处理剂加量，kg ；WO 油加量，kg ；WS 加重剂加量，kg 。