钻井液
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简述钻井液的主要功用
钻井液是一种在钻井过程中使用的地下水,其主要功用是在钻井过程中提供支持和保护,以及在钻井过程中去除岩石和矿物,以便进行钻井作业。
以下是钻井液的主要功用:
1. 支持钻井作业:钻井液具有黏性,能够在钻井过程中提供支持,防止岩石掉落或钻井工具受到损坏。
钻井液还具有一定的渗透性,能够去除钻井过程中产生的矿物和岩石,保持钻井作业的顺利进行。
2. 保护钻井工具:钻井液能够防止钻井工具受到损坏,同时也能够防止岩石和矿物侵入钻井工具。
钻井液还具有抗化学性,能够抵御钻井过程中产生的化学物质,防止钻井工具受到腐蚀。
3. 去除岩石和矿物:钻井液能够在钻井过程中去除岩石和矿物,使得钻井作业能够顺利进行。
钻井液可以通过渗透性将岩石和矿物带到深处,然后通过过滤和分离将这些物质去除。
4. 控制钻井深度:钻井液能够在钻井过程中控制钻井深度。
通过使用钻井液,可以调整钻井深度,以适应钻井作业所需的条件。
钻井液在钻井过程中扮演着至关重要的角色,其功用决定了钻井作业的顺利进行和安全性。
因此,钻井液的制备和使用需要遵循严格的操作规程,以确保钻井作业的安全和高效。
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。
钻井液的配置标准
钻井液是钻井过程中使用的重要液体,其配置标准应该符合以下要求:
1. 密度:钻井液的密度应该能够克服井口压力,同时又不能对地层造成损害。
一般来说,密度控制在8到16磅/加仑之间。
2. 粘度:钻井液的粘度应该足够大,以便在钻井过程中有效地传递钻头的动力,但又不能过于粘稠以至于影响钻井速度。
3. pH值:钻井液的pH值应该控制在7到9之间,以避免对地层造成腐蚀。
4. 清洁度:钻井液应该保持清洁,以避免在钻井过程中出现回流问题。
5. 抗污染能力:钻井液应该具有一定的抗污染能力,以避免来自地层的污染物对钻井液造成损害。
6. 稳定性:钻井液应该具有一定的稳定性,以避免在钻井过程中出现波动。
综上所述,钻井液的配置标准应该根据不同的钻井条件和要求进行调整,以保证钻井过程的安全和高效。
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钻井用化学材料一、钻井液的作用钻井液又称“泥浆”是由各种油田化学剂(约19类)混合组成的流体。
当钻进至油、气层时所用的钻井液为“完井液”。
修井作业时所用的化学剂配成的流体称为“修井液”。
基本功能有:钻井液具有平衡地层压力、冷却润滑钻头、冲洗井底、携带岩屑、辅助破坏岩层、悬浮岩屑、保护井壁等作用。
保证优质快速钻进。
对于开发,保护油气层。
对于勘探,发现并保护油气层。
二、钻井液的类型水基钻井液:无固相饱和盐水钻井液低固相不分散钻井液(钾铵聚合物、三磺、两性复合离子、阳离子、正电胶等)油基钻井液:油基液、油包水乳化液、低胶性油基液、无毒油基液气体型(空气、雾、泡沫、充气)钻井液钻井液材料分为十六大类。
1.粘土类作用:主要用来配制原浆,亦有增加粘切、降低滤失量的作用。
主要材料:膨润土(主要以蒙脱石为主)、抗盐土(主要为凹凸棒石及海泡石土)、有机土(钠土经阳离子型表面活性剂处理的人造土)。
2.加重材料作用:主要用来提高钻井液的密度,以控制地层压力、防塌、防喷。
主要材料:重晶石粉:以硫酸钡为主要成分的天然矿石,经过机加工而成细度适宜的粉末状产品。
石灰石粉:以碳酸钙为主要成分的天然矿石,经过机械加工而成细度适度的粉末产品。
钛铁矿粉:以氧化钛与四氧化三铁为主要成份。
3.增粘剂作用: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。
主要材料:黄孢胶、黄原胶、羧甲基纤维素CMC、羟乙基纤维素HEC、正电胶、石棉、胍胶等。
4.降粘剂作用:主要用来改善钻井液的流动性,例如粘度、切力,以增加可泵性、减少摩阻等。
主要材料:酸式焦磷酸盐、四磷酸钠、铁铬盐、木质磺酸盐类、单宁、腐植酸钾、丙烯酸聚合物、硅稀释剂、氧化木质素衍生物等。
5.降滤失剂作用:主要用来降低钻井液的滤失量。
主要材料:淀粉类、低粘度聚阴离子纤维素、钠羧甲基纤维素、共聚物类、聚丙烯腈衍生物或聚丙烯盐、树脂类、复全合纤维素等。
6.絮凝剂作用:主要用来絮凝钻井液中过多的粘土细微颗粒及清除钻屑,从而使钻井液保持低固相,可使钻屑不分散,易于清除,并有防塌作用。
钻井液的配置标准
钻井液是一种在钻井作业中必不可少的液体,它在钻井过程中起着冷却、润滑、承压、控制井壁稳定等多种作用。
为了使钻井液能够发挥最佳效果,在其配置过程中需要遵循以下标准:
1. 密度标准:钻井液的密度需要与井壁的压力相匹配,以达到
承压的效果。
密度的标准值应该根据钻井地层的压力和井深来确定。
2. 粘度标准:钻井液需要具备一定的粘度,以确保沿井壁形成
一层稳定的薄膜,避免井壁塌陷。
粘度标准应根据钻井地层的类型来决定。
3. pH值标准:钻井液的pH值需要保持在一定范围内,以避免
对岩石和井管的腐蚀。
pH值标准通常在7-10之间。
4. 水硬度标准:水硬度会影响钻井液的稳定性和效果,一般来说,水硬度应控制在150 mg/L以内。
5. 过滤性能标准:钻井液的过滤性能需要达到一定标准,以避
免井底出现泥饼或者钻头被堵塞。
通常来说,过滤性能应该达到10-20μm。
以上就是钻井液的配置标准,只有在严格遵循这些标准的基础上,才能够制备出优质的钻井液,确保钻井作业的成功进行。
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钻井液1前言钻井液是安全、快速、低成本钻井的前提条件。
它是粘土以小颗粒状分散在水中所溶胶—悬浮体。
粘土颗粒大小不一,多数是悬浮体范围(0.1微米以上),少数在溶胶范围(1-100毫微米),属多级分散体系。
为使钻井液满足钻井工艺的各种要求,需要加入各种化学处理剂,以及加重材料。
1.1钻井液类型为了满足钻井的各种要求,研究和开发了各种类型的钻井液。
常用的钻井液类型有:1.1.1液体类1、水基钻井液水基钻井液以水为分散介质,基本组分是水、粘土和化学剂。
这种钻井液发展最早,使用也最广泛,这类钻井液又分以下几种:(1)淡水钻井液。
含盐量少于1%,含钙量少于120毫克/升;(2)盐水泥浆。
含盐量大于1%,包括盐水泥浆、饱和盐水泥浆及海水泥浆等。
主要用于海上钻井、钻岩盐层和易垮塌的泥岩地层等;(3)钙处理泥浆。
含钙量大于120毫克/升,包括石灰泥浆、石膏泥浆和氯化钙泥浆。
主要特点是防塌性能好,抗可溶盐侵污能力强,性能稳定性好;(4)低固相泥浆。
粘土含量少于7%,不分散低固相泥浆粘土含量少于4%。
主要特点是流变性能好,钻速快,钻井成本低;(5)混油泥浆。
根据需要可在泥浆中加入原油或柴油,使油呈小珠分散的乳化状态。
主要特点是润滑和流动性好,失水低,摩擦系数小。
2、油基泥浆(1)油包水乳化泥浆。
以柴油或原油为分散介质,水及有机坂土或其他亲油粉末作为分散相,加乳化剂等配制而成的。
主要特点是热稳定好,防塌效果好,对油气层损害小,常用于超深井的高温井段,钻易坍塌地层和低压油气层;(2)水包油泥浆。
以水为分散介质,油为分散相,加入其他处理材料配置而成。
特点是对油气层污染小,抗污染能力强,耐高温等。
1.1.2混气液类1、泡沫泥浆。
在一般泥浆中加入泡沫发生剂或充入一定数量的惰性气体及稳定剂,即可配成泡沫泥浆。
主要特点是密度低,可用于低压油气钻井和完井,保护油气层;2、混气泥浆。
在泥浆中混入惰性气体及稳定剂。
其目的是降低泥浆密度,常用于低压钻井,防止油气层污染。
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。
钻井液基础知识一、钻井液概述1、钻井液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。
2、钻井液的分类(1)淡水钻井液(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(5)饱和盐水钻井液(6)钾基钻井液(7)油基钻井液(8)气体钻井液3、钻井液在钻井中的作用(1)清洗井底,携带岩屑,保持井底干净,保证钻头不断的破碎地层,使钻进不中断。
(2)平衡地层中的流体压力,防止井喷、井漏等井下复杂情况,保护油气层。
(3)平衡岩石侧压力,并在井壁形成泥饼,保持井壁稳定,防止地层坍塌。
(4)发挥水力效能,传递动力,冲击井底,帮助钻头破碎井底岩石,提高钻井速度。
(5)悬浮岩屑和加重剂,降低岩屑沉降速度,避免沉砂卡钻。
另外承受钻杆和套管的部分重力。
(6)润滑并冷却钻头钻具。
(7)防止地层中盐水、岩盐、石膏、芒硝等对钻井液的污染,防止硫化氢污染和损害。
(8)利用钻井液,准确获得井下资料。
二、钻井液性能指标1、钻井液密度(1)概念:指单位体积钻井液的质量,常以g/cm3表示。
(2)钻井液密度与钻井的关系密度的大小直接关系着钻井速度的快慢,因此密度必须符合地质和工程的要求,大小适中。
密度过大有以下害处:A、损害油气层B、降低钻井速度C、过大压差易造成压差卡钻D、易憋漏地层E、易引起过高的粘切F、多消耗钻井液材料和动力G、抗污染能力下降密度过低则容易发生井喷、井塌、缩径及携岩能力下降等。
(3)提高钻井液密度的方法一般可在钻井液体系中加入密度较大的惰性物质,如石灰石粉、重晶石粉等;也可加入可溶性盐,另外根据情况可选用除气、除泡等工艺方法。
(4)降低钻井液密度的方法A、机械法:把有害物质通过机械设备清除,如使用震动筛、除砂器等。
B、稀释法:加入一定量的清水稀释钻井液,使其密度下降。
C、使用化学絮凝剂来降低密度。
D、使用发泡剂或充气来增大体积而降低密度。
2、钻井液的流动性(1)、钻井液的粘度、切力A、表观粘度:是用一定体积的钻井液流过规定尺寸的小孔所需的时间来表示。
简答题:
1、钻井液是如何让分类的?P2-3
答:钻井液按密度大小可分为非加重钻井液和加重钻井液;按其黏土水化作用的强弱可分为非抑制型钻井液和抑制型钻井液;按其固相含量的多少,将固相含量较低的叫做低固相钻井液,基本不含固相的叫做无固相钻井液;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四种类型。
2、主要钻井液类型有哪些? P3-5
答:主要钻井液类型有:(1)分散钻井液;(2)钙处理钻井液;(3)盐水钻井液和饱和盐水钻井液;(4)聚合物钻井液;(5)钾基聚合物钻井液;(6)油基钻井液;(7)气体型钻井流体;(8)合成基钻井液;(9)保护油气层的钻井液;(10)不侵入地层钻井液。
3、膨润土在钻井液中的主要作用是什么?P31
答:膨润土在钻井液中的主要作用是增加粘度和切力、提高井眼净化能力;形成低渗透率的致密泥饼,降低滤失量;对于胶结不良的地层,可改善井眼的稳定性;防止井漏等。
4、常用配制钻井液的粘土有哪些?P31
答:钻井液常用粘土有膨润土、抗盐粘土(包括凹凸棒石粘土、海泡石粘土等)及有机膨润土。
5、钻井液的功用有哪些?P5
答:钻井液的功用:(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)冷却和润滑钻头;(5)传递水动力;(6)获取地下信息。
6、配制泥浆的膨润土的主要作用有哪些?P31
答:膨润土在钻井液中的主要作用是增加粘度和切力、提高井眼净化能力;形成低渗透率的致密泥饼,降低滤失量;对于胶结不良的地层,可改善井眼的稳定性;防止井漏等。
7、什么是压力激动?
答:
8、简述钻井液的循环过程. P5
答:钻井液的循环是通过钻井泵(俗称泥浆泵)来维持的。
从钻井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,然后再沿钻柱与井壁(或套管)形成的环形空间向上流动,返回地面后经排出管线、振动筛流入泥浆池,再经各种固控设备惊醒处理后返回水池,进入再次循环,这就是钻井液的循环过程和循环系统。
9、钻井液的固相控制常用那几种方法?P73
答:钻井液的固相控制有以下几种方法:(1)清水稀释法;(2)替换部分钻井液法;(3)化学絮凝法;(4)机械设备清除法。