油基钻井液体系介绍

钻井液基本概论第一节钻井液的功用、类型和组成一、钻井液的功用钻井液（Drilling Fluids）是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。

钻井液又称做钻井泥浆（Drilling Muds），或简称为泥浆（Muds）。

钻井液的循环是通过循环泥浆泵来维持的。

通过泥浆泵排出的高压钻井液经过地面高压管汇、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到钻头，从钻头喷嘴喷出，以清洗井底并携带岩屑。

然后再沿钻柱与井壁（或套管）形成的环形空间向上流动，在到达地面后经排出管线流入泥浆池，再经各种固控设备进行处理后返回上水池，最后进入泥浆泵循环再用。

钻井液流经的各种管件、设备构成了一整套钻井液循环系统。

钻井液工艺技术是油气钻井工程的重要组成部分。

随着钻井难度的逐渐增大，该项技术在确保安全、优质、快速钻井中起着越来越重要的作用。

钻井液最基本的功用有以下几点：1、携带和悬浮岩屑钻井液首要和最基本的功用，就是通过其本身的循环，将井底被钻头破碎的岩屑携至地面，以保持井眼清洁，使起下钻畅通无阻，并保证钻头在井底始终接触和破碎新地层，不造成重复切削，保持快速钻进。

在接单根、起下钻或因故停止循环时，钻井液又将井内的钻屑悬浮在钻井液中，使钻屑不会很快下沉，防止沉砂卡钻等情况的发生。

2、稳定井壁和平衡地层压力井壁稳定、井眼规则是实现安全、优质、快速钻井的基本条件。

性能良好的钻井液应能借助于液相的滤失作用，在井壁上形成一层薄而韧的泥饼，以稳固已钻开的地层并阻止液相大量侵入地层，减弱泥页岩水化膨胀和分散的程度。

与此同时，在钻进过程中需通过不断调节钻井液密度，使液柱压力能够平衡地层压力，从而防止井塌和井喷等井下复杂情况的发生。

3、冷却和润滑钻头、钻具在钻进中钻头一直在高温下旋转并破碎岩层，产生很多热量，同时钻具也不断地与井壁磨擦而产生热量。

正是通过钻井液不断地循环作用，将这些热量及时吸收，然后带到地面释放到大气中，从而起到冷却钻头、钻具、延长其使用寿命的作用。

第二节油基钻井液油基钻井液是一种用油做连续相或外相的钻井液。

油基钻井液中的固相是油润湿的，所有的添加剂也是油溶性的，钻井液的滤液是油，如果有水，水也是在油中乳化的。

油基钻井液有两种一全油基钻井液和逆乳化油基钻井液。

这两种钻井液中的油可以是原油、精制油（如柴油或矿物油），也可以是LI前应用的非石油类的合成基有机流体。

后一种油基钻井液有多种叫法：惰性钻井液、非水基钻井液和合成基钻井液。

这种钻井液LI前比柴油或矿物油钻井液更容易被环境所接受。

全油基钻井液用油做为外相，它在配制或使用中不含水。

由于不含水，需用沥青或有机类材料来控制失水和粘度。

由于在配制或使用中不含水，所以在使用过程中尽量控制水，含水量不应超过7%。

如果水对全油基钻井液造成污染，钻井液中的固相就会变成水润湿，钻井液的稳定性就会受到影响。

逆乳化油基钻井液是中等或高含水的油基钻井液，水是逆乳化油基钻井液的内相，并且可以含有盐类如钙或钠的氯化物，其含水一般在10%〜60%。

加入乳化剂，不但可以增强乳化稳定性，使水作为内相，还可以防止水渗出进而聚结成大的水滴。

改良的褐煤衍生物或沥青可用作失水控制剂，有机土可用来提高体系的粘度。

逆乳化油基钻井液的乳化性能通常很好，是一种低失水的油基钻井液。

一、油基钻井液的优点油基钻井液有很多地方优于水基钻井液。

油基钻井液的原始成本高是这种体系不被采用的原因之一。

但是如果考虑到整个钻井成本的话，使用油基钻井液的成本通常比水基钻井液的要低。

油基钻井液有下列特点：1、良好的井壁稳定性和页岩抑制性。

2、良好的油气层保护能力。

3、咼温稳定性能。

4、良好的润滑性和低的卡钻儿率。

5、抗污染能力强。

6、井徑规则。

7、低孔隙压力岩层8、防腐10、循环再利用二、油基钻井液的缺点1、油基钻井液的成本高。

2、钻屑的清除、油基钻井液排放这些都是和环境密切相关的。

3、油基钻井液对循环系统的橡胶部分有一定的损害。

4、油基钻井液中挥发出的蒸汽闪点较低，造成火灾隐患。

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。

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二、油基钻井液的组成1、基油(BaseOil)油包水乳化钻井液是以水滴为分散相，油为连续相，并添加适量的乳化剂、润湿剂、亲油胶体和加重剂等所形成的稳定的乳状液体系。

•在油包水乳化钻井液中用作连续相的油称为基油，目前普遍使用的基油为柴油(我国常使用零号柴油)和各种低毒矿物油。

•为确保安全，其闪点和燃点应分别在82℃和93℃以上。

•由于柴油中所含的芳烃对钻井设备的橡胶部件有较强的腐蚀作用，因此芳烃含量不宜过高，一般要求柴油的苯胺点在60℃以上。

苯胺点是指等体积的油和苯胺相互溶解时的最低温度。

苯胺点越高，表明油中烷烃含量越高，芳烃含量越低。

•为了有利于对流变性的控制和调整，其粘度不宜过高。

各种基油的物理性质注：Mentor26、Mentor28、Escaid110、LVT和BP8313均为常用矿物油的代号。

2、水相(WaterPhase)：•淡水、盐水或海水均可用作油基钻井液的水相。

必看！钻井液三大体系和配方一. 不分散聚合物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集合物处理的水基钻井液。

常用的不分散集合物钻井液类型大体有三种及多元素聚合物体系、复合粒子性聚合物体系、阳离子聚合物体系。

1.不分散聚合物体系特点（1）具有很强的抑制性。

通过使用足量额高分子聚合物作为絮凝包被剂，实现强包被“被包”钻屑，在钻屑表面形成一层光滑的保护膜，抑制钻屑分散，使钻出的钻屑基本保持原状而不分散，以立于地面机械清除，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。

通过控制适当的般土，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，能偶获得良好的泥饼质量。

（4）该体系以其良好的稀释特性是的钻头水眼粘度小，环空粘度打，有利于喷射钻井、优化钻井钻头水马力的充分发挥，从而提高机械钻速。

（5）低密度、低固相、有利于实现近平衡压力钻井（6）抑制性强，且粘土微粒含量较低，滤液对底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3.技术关键1.加大包被剂用量（17-1/2” 井眼平均约3.5千克/米，12-1/4”井眼约3.0千克/米），并采用2种以上包被剂复配以达互补增效功能，突然强包被，抑制钻屑钻分散，防止钻屑粘聚包被剂以胶液形式钻进时细水长流式补充到井浆中。

2.控制适当的般土含量以获得良好的流变性集携砂、悬砂功能（MBT最佳范围为30~45克/升）。

般土含量的控制以淡水预化般土浆形式需要时直接均匀补充道井浆中。

3.使用磺化沥青（2%）和超细碳酸钙（2%）改善和提供聚合物钻井液的泥饼质量。

4.使用足量的润滑剂RH-3(0.5%~0.8%)及防泥包剂RH-4（0.3%~0.5%），降低磨阻，防止钻头泥包。

5.使用适量的HPAN、双聚铵盐等中小分子聚合物与高分子聚合物匹配（大/小分子聚合物的最佳比例2.5~3:1）,降低滤失，有利于形成优质泥饼。

油基钻井液介绍及应⽤油基钻井液⼀、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⼆、油基钻井液的组成1、基油(BaseOil)油包⽔乳化钻井液是以⽔滴为分散相，油为连续相，并添加适量的乳化剂、润湿剂、亲油胶体和加重剂等所形成的稳定的乳状液体系。

在油包⽔乳化钻井液中⽤作连续相的油称为基油，⽬前普遍使⽤的基油为柴油(我国常使⽤零号柴油)和各种低毒矿物油。

为确保安全，其闪点和燃点应分别在82℃和93℃以上。

由于柴油中所含的芳烃对钻井设备的橡胶部件有较强的腐蚀作⽤，因此芳烃含量不宜过⾼，⼀般要求柴油的苯胺点在60℃以上。

苯胺点是指等体积的油和苯胺相互溶解时的最低温度。

苯胺点越⾼，表明油中烷烃含量越⾼，芳烃含量越低。

为了有利于对流变性的控制和调整，其粘度不宜过⾼。

各种基油的物理性质注：Mentor26、Mentor28、Escaid110、LVT和BP8313均为常⽤矿物油的代号。

2、⽔相(WaterPhase)：淡⽔、盐⽔或海⽔均可⽤作油基钻井液的⽔相。

油基钻井液基础理论我们在使用水基泥浆时，有时为了提高润滑性能，混入高达10％～15％的原油或柴油，这种混油泥浆油是分散在水中的，连续相为水，是水包油乳化钻井液，不能称为油基泥浆。

油基泥浆被定义为以油为连续相的泥浆。

主要有两大类：一种是油相钻井液，是氧化沥青、有机酸、碱、稳定剂及高闪点柴油的混合物。

通常只混3％～5％的水；另一种是油包水乳化钻井液（反相钻井液），有各种添加剂被用来使水乳化和稳定，这种体系最高含水可达50％。

油基泥浆主要用在：1) 钻复杂和麻烦的页岩2) 钻高温深井3) 生产层的钻进和取芯4) 钻盐层、硬石膏层、杂盐层5) 用作定向井的钻井液6) 用作小井眼的钻井液7) 钻含H2S和CO2的地层8) 用作射孔和完井液9) 用作解卡的浸泡液10) 用作封隔液11) 用作修井液12) 用作防腐蚀控制液13) 用作套管封隔液在乳状液中存在的水越多，水滴聚集和合并的机会越大。

假定水珠的大小相同，含水量小的体系更稳定，如果水量相同，水珠越细，乳状液越稳定，大水珠比小水珠更易聚结，另外，水珠大小愈均匀，乳状液也就越稳定。

为了使水在油中乳化，必须有足够的化学乳化剂，以便在每个水珠周围形成完整的一层膜。

若加入的乳化剂不足，乳状液将不会稳定。

为得到更细的大小均匀的水细珠，应该以剪切的方式给体系施加外力，可以通过泥浆枪或离心泵的搅拌作用来实现，尤其在初配油基泥浆时，尽一切可能高度剪切泥浆是非常重要的。

M－I泥浆公司还推荐一种剪切泵，使泥浆通过时受到很高的剪切作用。

正常钻进后油基泥浆经过钻头几个循环周后就获得足够的剪切了。

水珠大小对粘度和凝胶强度也有影响。

当加入油时，由于水珠之间的隔离更大，乳状液就变得更稳定，反之，增加水时，由于水珠之间的距离变小将降低稳定性。

加入油和水将影响粘度，油会降低粘度而水增加粘度。

为了控制粘度、凝胶强度和滤失量，需要调整适当的油与水的比例。

固体颗粒进入油包水乳状液中，可以有正负两种不同的效应，这取决于固相被润滑的方式，如果由一种液相和固相形成的角小于90度，就说该固相优先地被该液相润湿，如果接触角为0度，固相被液相完全润湿。

一、钻井液的功用钻井液（Dlilling Fluids）是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。

钻井液又称做钻井泥浆（Drilling Mrds），或简称为泥浆（Mrds）。

钻井液的循环是通过循环泥浆泵来维持的。

偷漏泥浆泵排出的高压钻井液经过地面高压管汇、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到钻头，从钻头喷嘴喷出，以清洗井底并携带岩屑。

然后再沿钻柱与井壁（或套管）形成的环形空间向上流动，在到达地面后经排出管线流入泥浆池，再经各种固控设备进行处理后返回上水池，最后进入泥浆泵循环再用。

钻井液流经的各种管件、设备构成了一整套钻井液循环系统。

钻井液工艺技术是油气钻井工程的重要组成部分。

随着钻井难度的逐渐增大，该项技术在确保安全、优质、快速钻井中起着越来越重要的作用。

钻井液最基本的功用有以下几点：（一、携带和悬浮岩屑钻井液首要和最基本的功用，就是通过其本身的循环，将井底被钻头破碎的岩屑携至地面，以保持井眼清洁，使起下钻畅通无阻，并保证钻头在井底始终接触和破碎新地层，不造成重复切削，保持快速钻进。

在接单根、起下钻或因故停止循环时，钻井液又将井内的钻屑悬浮在钻井液中，使钻屑不会很快下沉，防止沉砂卡等情况的发生。

（二、稳定井壁和平衡地层压力井壁稳定、井眼规则是实现安全、优质、快速钻井的基本条件。

性能良好的钻井液应能借助于液相的滤失作用，在井壁上形成一层薄而韧的泥饼，以稳固已钻开的地层并阻止液相侵入地层，减弱泥页岩水化膨胀和分散的程度。

与此同时，在钻进过程中需通过不断调节钻井液密度，使液柱压力能够平衡地层压力，从而防止井塌和井喷等井下复杂情况的发生。

（三、冷却和润滑钻头、钻具在钻进中钻头一直在高温下旋转并破碎岩层，产生很多热量，同时钻具也不断地与井壁磨擦而产生热量。

正是通过钻井液不断地循环作用，将这些热量及时吸收，然后带到地面释放到大气中，从而起到冷却钻头、钻具、处长其使用寿命的作用。