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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。
第二章钻井液体系目前，国内常用的钻井液体系分为水基、油基和含气钻井液三大系列。
水基钻井液因使用方便、配制简单、价格低廉、对环境污染较小而应用广泛；油基钻井液由于其良好的抗泥页岩水化膨胀缩径性能而主要应用于泥页岩水化缩径严重的区块和对油气层保护要求较高的井；含气钻井液主要用于钻易漏的低压底层。
上世纪90年代又成功发展出合成基钻井液、超低渗透钻井液和不渗透钻井液并在大量井现场应用中取得良好的效果。
合成基钻井液对环境污染更小，并具有部分油基钻井液的特性，能很好的保持井壁稳定；超低渗透钻井液和不渗透钻井液在防止地层损害和提高油气井产量上有较突出的效果而得到较广泛的应用；各种钻井液体系是人们在钻井液技术发展过程中不断实践创造和完善的，不要死记硬背，生搬硬套，而应该对其熟练掌握、灵活应用，并在解决所遇到的各种钻井液问题中不断总结，积累并不断的加以完善。
一、膨润土浆（坂土浆）1、膨润土浆是常用的水基钻井液的基础结构，用于代替清水开钻，形成泥饼以加固上部地层井壁防止冲坏基础和防止井漏；也用于储备钻井液，在钻井过程中各种事故复杂处理后钻井液量不足时用于做配制钻井液的基浆。
2、常规膨润土浆配方：（1）钠膨润土：水+ 0.1-0.2%烧碱+ 0.2-0.3 纯碱+ 6-10% 钠膨润土（2）钙膨润土：水+ 0.3-0.5%烧碱+ 8-12% 钙膨润土+ 纯碱（钙膨润土的6%）配置好水化24小时以后可加入0.1-0.3%的CMC-LV护胶降失水。
土是膨润土浆的基础结构，烧碱用于除去水中镁离子和调节膨润土浆PH值并促进膨润土水化，纯碱用于除去水中钙离子和促进膨润土水化；实际应用中，烧碱和纯碱的加量可根据配浆水中的钙镁离子含量来适当增减调节。
3、配置步骤（1）清淘干净一个配浆罐，用清水清洗干净后装入配浆水（配浆水要求总矿化度小于1000mg/L）。
（2）软化配浆水：检测配浆水中钙镁离子含量，根据钙镁离子含量加入纯碱、烧碱除去配浆水中钙镁离子，软化水质，以提高膨润土的造浆率，使配制出的膨润土浆有较理想的粘度。
1 彩虹项目钻井液体系研究1.1 钻完井液配方表11.2 处理剂配方及生产工艺表23（1）储备碱SPH 生产工艺流程工艺条件：在反应釜中加入乙二胺，通N 2置换后，在105~110℃条件下分批加入环氧乙烷、环氧丙烷，完后在95℃下保温5h 。
注意事项：环氧乙烷沸点低，属于易燃易爆化学品，且有毒，在使用时要强化安全管理，原料库存温度不超过30℃。
主要设备：1000L 反应釜、制氮设备、真空泵、锅炉（2）降滤失剂HFL生产工艺流程工艺条件：在聚合反应釜中加入水、氢氧化钠，搅拌均匀；再依次加入配方中的AMPS和AM等单体，搅拌均匀；将反应釜通蒸汽，使体系的温度升高到60℃左右；然后开始通氮气20分钟，加入配置引发剂的水溶液进行聚合反应；将反应物料造粒，烘干，粉碎，过60目筛，包装即得成品。
注意事项：引发剂为强氧化剂，使用时注意安全；聚合反应为强放热反应，应防止爆炸发生。
主要设备：5000L反应釜、7000L配料釜、聚合反应釜、切粒机、造粒机、流化床干燥机、粉碎机4（3）降滤失剂HFC生产工艺流程5有机胺工艺条件：1）聚合：在聚合反应釜中加入水、氢氧化钠，搅拌均匀；再依次加入配方中的AMPS和AM等单体，搅拌均匀；将反应釜通蒸汽，使体系的温度升高到60℃左右；然后开始通氮气20分钟，加入配置引发剂的水溶液进行聚合反应；将反应物料造粒，烘干，粉碎，过60目筛，即为产品P。
2）褐煤改性：将褐煤在耙式干燥机中加热干燥，要求水分小于10%。
将有机胺，慢慢均匀地加入到耙式干燥机中，搅拌均匀。
将物料加热到190℃左右反应8小时。
将产物粉碎、过筛，即为产品A。
3）复配：在双螺旋混配机中，按照聚合物P：产品A的质量比为：2：5进行混配。
注意事项：引发剂为强氧化剂，使用时注意安全；聚合反应为强放热反应，应防止爆炸发生。
主要设备：5000L反应釜、7000L配料釜、聚合反应釜、切粒机、造粒机、流化床干燥机、粉碎机、耙式干燥机、双螺旋混配机6（4）聚硅醇HGSI生产工艺流程工艺条件：在反应釜中加入有机硅，通N2置换后，在105~110℃条件下分批加入环氧乙烷、环氧丙烷，完后在95℃下保温5h。
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。
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（171/2″井眼平均约千克/米，121/4″井眼约千克/
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%～%)及防泥包剂RH-4（%～%），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～3:1）,降低滤失，有利于形成优质泥饼。
6.不使用稀释剂。
4.推荐性能
5.使用环境
主要用于解决遇巨厚地址年代较晚的第三系强胶性泥岩地层（粘土矿物以伊利石为主，其次为绿泥石和高岭石及少量伊利石、蒙脱石混层2000以上的地层）时所遇到的井眼缩小导致起下钻阻卡严重等复杂问题。
二．分散型聚合物体系——聚合物磺化体系
聚合物磺化钻井液指的是以磺化处理剂及少量聚合物作为主要处理剂配制成而成的水基钻井液。
1.体系特点
1）具有良好的高温稳定性，抗温可高达180℃以上，适用于深井段、超深井段钻井。
2）使用磺化沥青类页岩抑制剂稳定硬脆性泥岩、少量高分子聚合物稳定伊/蒙混层粘土矿物的机理来防止井壁坍塌。
故具有一定防塌能力。
3）在进入产层前通过使用磺化沥青及超细碳酸钙运用屏蔽暂堵保护油层技术进行改造后，具有良好的保护诸层功能。
4）可容纳较多的固相，适合配置高密度的钻井液密度可高达克/厘米3
5）含有大量的分散剂，故亚微米固相颗粒含量可达70%以上，对机械钻速有一定的影响。
6）可形成较致密的高质量泥饼，护壁能力强。
2.配方
3.技术关键
1）使用少量高分子聚合物KPAM(或PMNK、80A51、SP-2、FA-367等)作为抑制剂，增强体系的抑制性，抑制泥页岩层层理裂缝水化分散。
2）使用磺化沥青FT-1填充、封堵、涂敷层理面及微裂缝，巩固井壁，抑制泥页岩水化分散。
3）使用SPNH、SMP抗高温降滤失，同时以获得良好的高温稳定性。
4）使用SMT或者FCLS控制流变性。
5）使用超细碳酸钙与磺化沥青中大量的可变形粒子一起遵循三分之一架桥原理降低泥饼渗透率，提高泥饼质量，减少滤液侵入地层，从而起到在泥岩井段防塌，在砂岩井段防止压差卡钻和保护油气层的作用。
6）控制pH值10～11,以利于分散剂充分发挥其效能。
7）控制适当的般土含量，以保证获得良好的流型和造壁型。
4.推荐性能
5.使用环境
1.)可用于超过4000米的深井；井底温度达160～200℃；
2.)适用于各种密度的加重钻井液（最高密度达克/里面3）
3.)异常压力地层
4.)不宜用于钻纯膏岩层
三．钾基（抑制性）钻井液体系
该体系是以聚合物的钾、铵盐及氧化钾为主处理机配制而成的防塌钻井液。
它主要是用来对付含有水敏性粘土矿物的易坍塌地层。
1. 体系特点
（1）对水敏性泥岩、页岩具有较好的防塌效果；
（2）抑制泥页岩造浆能力比较强
（3）对储层中的粘土矿物具有稳定作用；
（4）分散型钾基钻井液有较高的固相容限度
2.配方
3.技术关键
（1）滤液中K+浓度应不低于500毫克/升，才能发挥应有的防塌作用；
（2）使用高分子聚合物KPAM抑制泥页岩分散
（3）使用的降滤失剂最好也是各种小分子亮的聚合物钾、铵盐，如K-HPAN、NH4-HPAN、KHAM，这样既可达到降滤失量及降粘切的目
的，而且可增强防塌能力。
（4）由于过多的OH-可以分散剥落页岩，影响防塌效果，故应维持pH 值在8～10之间。
（5）应控制较低的API滤失量（<5毫升），尤其HTHP滤失量不能超过15毫升。
（6）应控制好交流性，降低激动压力，增加携岩能力，以便维持较低的反速，避免冲刷地层过剧而引起易塌地层剥落。
4.推荐性能
5.使用环境
（1）主要用于水敏性强的易塌页岩层
（2）适应温度:不分散型150℃；分散型可达到180℃左右。
故前者
用于钻3500～4000米深井用，而后者可用于钻6000米深井。
（3）不分散型较适用于正常压力地层；分散型可配较高的密度而用于异常压力地区。
（4）对硬脆性微裂缝页岩的防坍塌效果不够理想，应辅助沥青类处理剂才能取得满意效果。
（5）可使用语造浆较强的粘土及软泥岩层地层，能获得较低的固相含量，较小的钻井液密度，有利于提供钻速。
（6）该体系主要用于钻那些不允许使用沥青类防塌剂的易坍塌泥页岩地层。
钻井液性能
1，剪切稀释性表观粘度随剪切速率增大而降低的特性。
原因是，环形空间：γ 低，η a大，有利于携带钻屑，钻头水眼：γ 大，η a小，有利于水力破岩
2，清水应用领域：
在稳定性很好且不漏失的岩石中钻进，不用泥浆而用清水作为钻井液；
在一些漏失严重地层中，当地表水源非常丰富时，用清水顶漏钻进，这对用其他钻井液来说是不可能的；
在一些富含粘土的地层中钻井，清水水化井壁地层而形成自然造浆，若井深不大，钻井期间不会明显垮孔，则用清水自然造浆是最为经济有效的措施。
3，化学溶液钻井液是无粘土钻井液的主体类型，它是由无机盐和不同种类的聚合物组合而成，化学溶液具有一定的流变特性和降失水特性。
无机盐起的作用是：
与有机聚合物进行适度交联，以提高溶液的粘度，降低溶液的失水量；
调节溶液的矿化度，以平衡地层的化学活度，抑制地层的膨胀分散或破碎坍塌；调节溶液的pH值。
聚合物起的作用是：
增粘或增稠。
聚合物的分子量愈大，则溶液的粘度愈高。
降失水。
聚合物通过与无机盐的适度交联可降低溶液的滤失量。
为降失水常加入中小分子的聚合物，如CMC，HPAN等。
絮凝作用。
聚合物如聚丙烯酰胺等对混进溶液的岩屑有较好的絮凝作用，使溶液在使用过程中能维持无固相或尽量低的固相含量。
防塌作用。
聚合物与无机盐一起，通过多点吸附架桥，化学活度平衡等在孔壁上成膜而对孔壁起抑制防塌作用。
润滑作用。
聚合物如LG植物胶都有一定的润滑及减阻作用，为提高溶液的润滑性，可辅助加入适量的表面活性剂。
4，基本特征低密度可压缩
分类
干气体用干空气或天然气体作为钻井循环介质。
工艺相对简单，但是由于气体悬携岩屑能力差，因此需要很大的环空流速，即需要较大的送气量。
雾状体系气体是连续介质，液体是分散相的分散体系。
在井内水量较多的情况下，原用的空气循环钻井转变为这种循环体系。
钻井泡沫分散相是大量气体、连续相是少量液体构成的分散体系。
它在悬携岩屑能力等诸多方面比空气钻井优越。
充气泥浆在泥浆中加入发泡剂、稳泡剂，经剧烈混合后形成大量微小泡沫高度分散在泥浆中的低比重泥浆体系。
应用领域
在无水、缺水、干旱、沙漠、永冻地区钻井；
在低压地层中钻进；
向井底输送气体，实现井底气动冲击碎岩。
