钻井液工艺原理综合复习资料

《钻井液工艺原理》课程综合复习资料一、判断题1.溶液的pH愈大则酸性愈强。

2.大多数钻井液属于非牛顿液体。

3.在任何时候泥浆的失水量越小越好。

4.钻井过程中最主要的污染物是钻屑。

5.泥浆中加入磺化沥青来提高防塌能力，其防塌机理主要是通过增加液相粘度来实现的。

6.100磅等于50公斤。

7.适用无固相聚合物钻井液可达到最高的钻速。

8.MMH正电胶钻井液具有固液双重特性，静止瞬间即成固体，加很小的力即可流动。

9.对于高温深井水基钻井液须严格控制粘土的含量。

10.对区域探井和预探井的钻井液可混入原油和柴油。

11.生产井对钻井液的要求是保护好油气层和提高钻速。

12.钻表层用的钻井液必须提前24-48h配制，以保证钻井液性能均匀稳定。

13.钻表层时，如果邻井资料有“防塌”，“防漏”提示，要用清水开钻。

14.当井中液柱压力大于地层坍塌压力时，会发生井塌。

15.地层中含有石膏，氯化钠和芒硝等无机盐时，会促使地层发生吸水膨胀。

16.盐水钻井液中的滤液对油气层的损害较轻。

17.分散钻井液是油气钻井中最早使用，并且适用时间相当长的一类油基钻井液。

18.钻井液中氧的存在没有什么影响。

19.钻屑不易在盐水中水化分散。

20.Ca2+抑制粘土的水化分散，任何时候都要将它除去，是有害离子。

二、单选题1、在水中易膨胀分散的粘土矿物是（）。

A. 高岭石B. 云母C. 蒙脱石D. 绿泥石2、泥浆10秒和10分钟静切力是电动旋转粘度计以3转/分转动时刻度盘指针的（）。

A. 最大读数B. 最小读数C. 稳定后的读数3、泥浆含砂量是指大于74微米的颗粒在泥浆中的体积百分数，因此测试时需用（）目数的过滤网过滤泥浆样。

A. 150B. 200C. 325D. 1004．油基钻井液的应用受到一定的限制，其主要原因是（）。

A不能抗高温B不能提高钻速C配制成本较高，使用时会对环境造成一定污染D不能抗钙污染5.有机硅防塌钻井液具有防塌性强，润滑防卡性好，粘土容量大，抗岩屑污染能力强，抗温性好，但体系抗（）能力相对较弱。

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。

2、蒙皂石：是膨胀型粘土矿物，其晶层表面包括内外表面都可以进行水化及阳离子交换，蒙皂石具有很大的比表面。

最容易发生水化膨胀。

3、伊利石：不易水化膨胀4、绿泥石：非膨胀性粘土矿物，不易发生水化膨胀。

5、海泡石族：膨胀型粘土矿物，具有较好的热稳定性，适用于配制深井钻井液，具有良好的抗盐稳定性。

6、混合晶层粘土矿物：最常见的为伊利石和蒙皂石混合层，简称依蒙混层，是膨胀型粘土矿物。

钻井液复习资料1、钻井液概念：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。

2、钻井液功能：（1）携带和悬浮岩屑（2）稳定井壁和平衡地层压力（3）冷却和润滑钻头、钻具（4）传递水压力（5）获取井下信息（6）保护油气层3、钻井液类型：（1）分散钻井液（2）钙处理剂钻井液（3）盐水钻井液（4）饱和盐水钻井液（5）聚合物钻井液4、黏土矿物有哪三种：高岭石、蒙脱石、伊利石5、晶格取代的概念：在其结构中某些原子被其他化合价不同的原子取代而晶体骨架保持不变的作用6、黏土晶体的电荷分为哪三种：永久荷载、可变荷载、正电荷7、交换型阳离子的概念：黏土一般带负电，为了保持电中性，黏土必然从分散介质中吸附等电量的阳离子，这些被黏土吸附的阳离子，可以被分散介质中其他阳离子所交换。

8、黏土阳离子交换容量：在分散介质PH=7的条件下，黏土所能交换阳离子的总量。

9、黏土水化膨胀受哪三种力的制约：表面水化力、渗透水化力、毛细管作用。

10、表面水化、渗透水化的概念：表面水化是由黏土晶体表面吸附水分子与交换性阳离子水化而引起的；渗透水化是当黏土表面吸附的阳离子浓度高于介质中的浓度，便产生渗透压，从而引起水分向黏土晶层扩散的现象。

11、分散介质和分散项的概念：被分散的物质叫分散相。

包围分散相的另一相称为分散介质。

12、吸附作用及其分类：物质在俩相界面上自动浓集（界面浓度大于内部浓度）的现象。

吸附分为物理吸附和化学吸附。

13、电动电位、热力学电位的概念：滑动面到均匀液相内的电位称为电动电位。

从固相表面到均匀液相内的电位称为热力学电位。

14、动力稳定性、聚结稳定性的概念：动力稳定性是指在重力作用下分散相粒子是否容易下沉的性质。

聚结稳定性是指分散相粒子是否容易自动的聚结变大的性质15、黏土矿物的俩种基本构造是：硅氧八面体、铝氧四面体。

16、钻井液流变性的概念：在外力作用下，钻井液发生流变和变形的特性17、钻井液粘度的物理意义：产生单位剪切速率所需要的剪切应力。

钻井液复习资料钻井液，又称“泥浆”（Mud），是石油钻井的“血液”。

在旋转钻井过程中，凡是能够满足钻井工艺要求的循环流体都称为钻井液。

泥浆的主要功能清洗井底，携带岩屑冷却和润滑钻头；形成泥饼,保护井壁；控制和平衡地层压力；悬浮加重剂和岩屑；提供所钻地层的有关资料；将水功率传给钻头。

钻井液分类固相含量低固相钻井液无固相钻井液流体介质和体系的组成特点水基钻井液油基钻井液气体型钻井液合成基钻井液分散钻井液是指用淡水、膨润土和各种对粘土与钻屑起分散作用的处理剂(简称为分散剂)配制而成的水基钻井液，也称为细分散钻井液或淡水钻井液。

它是一类使用历史较长、配制方法较简单、配制成本较低的常用钻井液。

钙处理钻井液体系主要由含Ca2+的无机絮凝剂、降粘剂和降滤失剂组成。

由于体系中的粘土颗粒处于适度絮凝的粗分散状态，因此又称之为粗分散钻井液。

盐水钻井液是用盐水(或海水)配制而成的。

凡NaCl含量超过1％(Cl-质量浓度约为6000mg/L)的钻井液统称为盐水钻井液。

聚合物钻井液是指将聚合物作为主处理剂或主要用聚合物调控性能的水基钻井液体系钾基聚合物钻井液是一类以各种聚合物的钾(或铵、钙)盐和KCl为主处理剂的防塌钻井液。

以油（通常使用柴油或矿物油）作为连续相的钻井液称油基钻井液。

目前含水量在5％以下的普通油基钻井液已较少使用，而主要使用油水比在(50-80)：(50-20)范围内的油包水乳化钻井液。

合成基钻井液是以合成的有机化合物作为连续相，盐水作为分散相，并含有乳化剂、降滤失剂、流型改进剂的一类新型钻井液。

气体型钻井流体主要适用于钻低压油气层、易漏失地层以及某些稠油油层。

空气或天然气钻井流体、雾状钻井流体、泡沫钻井流体、充气钻井液。

水基钻井液是由膨润土、水(或盐水)、各种处理剂、加重材料以及钻屑所组成的多相分散体系。

其中膨润土和钻屑的平均密度均为2.6 g/cm3，通常称它们为低密度固相，而加重材料常被称为高密度固相。

《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（）dA、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。

（）a4.钙处理钻井液是指含有一定浓度Ca2+和分散剂的油基钻井液。

（）b5.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。

1、钻井时，如果发生井喷，如何处理？答：出现井喷，第一个现象总是出现井涌（外溢）。

当井喷已经发生，需要立即压井。

这时应提方钻杆、停泵、关防喷器，观察立管压力（P立）和套管压力（P套），P套与P立之差越大，说明程度越严重。

然后按下列步骤进行压井：1、用原密度泥浆排除井内受油气侵污的泥浆出井。

2、然后用加重泥浆压井至井涌停止、井完全稳定为止。

3、进行排除井内受污泥浆和用重泥浆压井时，都要控制一定的回压，过大会压漏，过小将继续井涌。

循环排污时，控制回压的数值应为P套＋P加。

P加是附加压力，一般定为7～15公斤/平方厘米。

4、压井泥浆密度可按下式计算：ρ加重=ρ原+()HPP安全立+10式中ρ加重—加重后的泥浆密度；ρ原—原浆密度；P立—立管压力，kg/cm2；P安全—附加安全压力，一般为15kg/cm2；H—井深，m。

2、试论述正电胶钻井液(MMH)的原理与作用。

答：传统的水基钻井液都是将粘土分散在水中，形成负电分散体系。

传统的钻井液处理剂绝大多数是阴离子型的，能提高粘土的负电性，对粘土的分散作用是明显的。

但处理剂起分散作用的同时也会使钻屑分散和引起井壁不稳定，引起井下情况复杂。

这种钻井液的稳定措施同抑制钻屑分散和保护井壁的措施相互矛盾的状况长期困难着钻井工作者。

为降低钻井液体系粒子的负电性（有时也为提高处理剂在粘土表面的吸附能力），近年来研究开发了混合金属氢氧化物，在现场应用中收到了良好效果。

带正电荷的胶体颗粒和带负电荷的粘土颗粒可形成稳定的空间复合体，从而可保证钻井注液的稳定性。

同时，正电胶颗粒又能抑制岩屑分散和保持井壁稳定，因而可使钻井液稳定和井壁稳定达到统一。

虽然研制MMH的初衷是提高钻井液体系的正电性，抑制钻屑分散和保护井壁稳定，但后来大量的研究结果发现，MMH正电胶钻井液还具有其它一系列优良性能，如悬浮携带岩屑能力强、钻速高、成本低、保护油气层等。

3、井塌的原因是什么？如何预防及处理？答：1、井塌的原因：1）地质方面的原因。

钻井液工艺原理一、选择题 共( 27 题)1、黏土晶体随着环境的变化可能带有的电荷()。

、永久负电荷B 、 可变负电荷C 、 正电荷D 、 都有可能考生答案： D2、宾汉塑性模型常用来描述()液体的流动特性。

、塑性流体B 、 牛顿流体C 、 膨胀流体D 、 假塑性流体考生答案： A3、氯化钠的含量超过()统称为盐水钻井液。

A 、0.5% B 、1% C 、1.5% D 、2%考生答案： B4、 泥浆含砂量是指大于 74 微米的颗粒在泥浆中的体积百分数，因此测试时需用()目数的过滤网过滤泥浆样。

A A8、A 、 150B 、200C 、325D 、100考生答案： B 5、下列那种基团叫酰胺基()。

A 、、、、考生答案： A 6、压差对滤失量的影响是 ()。

、随压差增大而增大 B 、不随压差而变化 C 、压差越大滤失量反而越小 D 、都有可能考生答案： D7、低固相钻井液若使用宾汉模式,其动塑比值普通应保持在()Pa/mPa · s 。

A 、 0.48B 、1.0C 、4.8D 、2.1考生答案： AA D C B在水中易膨胀分散的黏土矿物是()。

、高岭石 B 、云母 C 、蒙脱石 D 、绿泥石考生答案： C 9、泥浆中的活性固相是指 ()。

、泥浆中的实用固相 B 、泥浆中的钻屑 C 、能与处理剂起化学反应的固相 D 、上述都是考生答案： B10、能在盐水中造浆的黏土矿物是()。

、高岭石 B 、凹凸棒石 C 、蒙脱石 D 、绿泥石考生答案： B 11、黏土颗粒处于边－边和边－面联结状态称为()。

、解絮凝B 、分散C 、絮凝D 、聚结A A A A考生答案：C12、屈服值的定义是引起流体流动所需的()。

A、剪切速率B、粘度C、剪切应力考生答案：C13、钻井液密度越高，机械钻速越()。

A、高B、低C、不影响考生答案：B14、标准 API 滤失量测定的压力要求是()。

A、686kPaB、7MPaC、100PaD、100kPa考生答案：A 15、不分散低固相聚合物钻井液中膨润土与钻屑的比值应大于()。

实验一 钻井液流变模式确定实验一.实验目的1. 掌握六速旋转粘度计的使用方法。

2. 掌握如何判断钻井液的流型及对应流变参数的计算方法。

3. 比较各流变模式与实际流变曲线的吻合程度，弄清各种模式的特点。

4. 掌握钻井液增粘剂对钻井液流变性的影响。

二.实验原理1. 旋转粘度计工作原理电动机带动外筒旋转时，通过被测液体作用于内筒上的一个转矩，使与扭簧相连的内筒偏转一个角度。

根据牛顿内摩擦定律，一定剪切速率下偏转的角度与液体的粘度成正比。

于是，对液体粘度的测量就转换为内筒的角度测量。

2. 流变曲线类型、意义。

流变曲线是指剪切速率和剪切应力的关系曲线。

根据曲线的形式，它可以分为牛顿型、塑性流型、假塑性流型和膨胀性流型。

为了计算任何剪切速率下的剪切应力，常用的方法是使不同流变模式表示的理想曲线逼近实测流变曲线，这样，只需要确定两个流变参数，就可以绘出泥浆的流变曲线。

牛顿模式反映的牛顿液体，其数学表达式为：τ=η·D宾汉模式反映的是塑性液体，其数学表达式为：τ=τ0 +ηp ·D指数模式反映的是假塑性流体，其数学表达式为：τ=K ·D n 或 Lg τ=lgK + n ·lgD卡森模式反映的是一种理想液体，其数学表达式为：21212121.D c∞+=ηττ实际流变曲线与哪一种流变模式更吻合，就把实际液体看成哪种流型的流体。

三、实验仪器及药品1．仪器ZNN-D6型旋转粘度计、高速搅拌器；2. 药品350ml水、500ml泥浆、增粘剂。

四．仪器使用要点1.检查好仪器，要求；①粘度计刻度盘是否对零。

若不对零，可松开固定螺钉调零后再拧紧。

②检查粘度计的同心度。

高速旋转时，外筒不得有偏摆。

③检查高速搅拌机的搅拌轴是否偏摆。

若偏摆，则停止使用。

2.校正旋转粘度计①倒350ml水于泥浆杯中，置于托盘上，上升托盘，使液面与外筒刻度线对齐，拧紧托盘手轮。

②迅速从高速到低速依次测量。

待刻度盘读数（基本）稳定后，分别记录各转速下的读数Ø.要求：Ø 600=2.0格,Ø 300=1.0格。

钻井液工考试：钻井液工考试考试资料1、单选层理裂缝不发育的砂岩与泥岩互层地层，依据膨胀性和分散性可分为O 亚类。

A、两个B、三个C、四个D、多个正确答案：B2、单选、钻具在井中静止时，在钻井液与地层（江南博哥）孔隙压力之差的作用下产生的卡钻为OOA、压差卡钻B、沉砂卡钻C、井塌卡钻D、缩径卡钻正确答案：A3、判断题气体钻井流体液柱压力极低。

正确答案：对4、单选纯厚岩膏层地层中，对厚岩层应选用O钻井液钻进。

A、不分散低固相B、不饱和盐水C、饱和盐水D、任何类型正确答案：C5、判断题滴加的标准溶液与待测组分恰好完全反应的这一点，称为化学计量点。

正确答案：对6、单选氯化钾-黑色正电胶钻井液，能O劣质膨润土水化分散。

A、促进B、抑制C、不影响D、都不是正确答案：B7、单选屏蔽暂堵应用中，可变形粒子的直径大部分在0.5~3um,对这一类粒子（）。

A、不需要控制粒径B、需要控制粒径C、不需要控制浓度D、无法判断正确答案：A8、判断题井底压力大于地层压力是导致溢流发生的根本原因。

正确答案：错 参考解析：井底压力小于地层压力是导致溢流发生的根本原因。

对高质量分数盐溶液的处理是一个比较O 的问题。

正确答案：B10、判断题钻遇高压油气层时一旦发生气侵，应立即关闭除气器。

正确答案：错参考解加：钻遇高压油气层时一旦发生气侵，应立即开启除气器。

11、问答题简述钻井过程中油气层保护的一般做法？正确答案：1）降低钻井液滤失量，调整钻井液滤液水型与油气层原生水相配 伍，以减少化学测沉淀的堵塞。

2）降低钻井液超细颗粒的含量，避免固相侵入油气层。

3）采用近平衡钻井减少井底压差。

4）采用与地层配伍的钻井液体系，减少井下复杂或事故，提高钻井速度，缩短浸泡时间。

12、判断题正电胶钻井液是一种新型的钻井液体系，其中一些处理剂的作用与其在传统钻井液体系中的作用可能不同，甚至截然相反。

正确答案：对13、单选以氢氧化锌为基础的无粘土相钻井液，叙述正确的是OOA 、加重密度才可达1.80g∕cm3以上B 、不用加重密度可达1.80g∕cm3以上C 、加重密度也达不到1.80g∕cm3以上D 、都不对正确答案：B14、判断题油基钻井液成本高，不影响测井。

1.钻井液的主要功能（答出四点即可）①携带和悬浮岩屑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保护油气层⑥传递井下信息、及时发现油气显示和高、低压地层2.粘土矿物表面带有负电荷的原因：同晶置换或晶格取代3.泥饼的概念与描述方法及其对钻井作业的影响：①泥饼：自由水渗入地层、固相附着井壁，行程泥饼。

②描述方法：硬、软、韧、致密、疏松、薄、厚等③泥饼薄而韧有利于降低失水，保护孔壁；厚而疏松则失水大，减小孔壁直径、引起压差卡钻。

不利于孔壁稳定。

4.Na2CO3在钻井液中的作用及作用原理：纯碱能通过离子交换和沉淀作用使钙粘土变成钠粘土，即Ca –粘土+Na2CO3 → Na-粘土+CaCO3↓早钻井泥塞或钻井液受到钙侵的时候，加入适量纯碱使Ca 2+沉淀变成CaCO3，从而使钻井液性能变好。

Na2CO3 + Ca 2+ →CaCO3↓+2Na +5.根据水镁石Mg(OH)2和正电胶结构，说明MMH晶片带有正电荷的原因：MMH中由于高价的Al3+取代了部分低价的Mg2+，使得正电荷过剩，所以MMH 经ian带正电荷。

6.钻井液密度及其对钻井作业的影响，并说明钻井流体密度设计基础和调节密度的方法：钻井液的密度是指每体积钻井液的质量，常用（或）表示；通过钻井液密度的变化，可调节钻井液在井筒内的静液柱压力，以平衡1）地层空隙压力，或；2）地层构造压力，以避免井塌的发生。

或；③如果密度过高，将引起钻井液过度增稠、易漏失、钻速下降，甚至压裂地层；④密度降低有利于提高机械钻速，但密度过低则容易噶生井涌甚至井喷，还会早晨井塌、井径缩小和携屑能力下降；⑤加重剂可以提高密度，混入气体则可降低密度。

⑥设计原理：地层坍塌压力或地层空隙压力≤（泥浆密度产生的静液柱压力+动压力+循环压力）≤地层破裂压力⑦对机械钻速的影响：随着泥浆比重的增加，钻速下降，特别是泥浆比重大于1.06~1.08时，钻速下降尤为明显7．井壁不稳定和产生的原因：井壁不稳定是指钻井或完井过程中的井壁坍塌，缩径，地层压裂等三种基本类型，前两者造成井孔扩大或减小，后者易造成井漏。