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第一章狭义钻井液：粘土以小颗粒状态(‹2um)分散在水中所形成的溶胶- 悬浮体。
广义钻井液：凡钻进中一切有助于从井眼产生和清除钻屑的流体（液、气、液+气）。
广义完井液：一切与产层接触的流体（各种盐水、聚合物溶液、钻井液、泡沫等）。
狭义完井液：钻开油气层的钻井液（钻开液）。
钻井液的组成：分散介质+ 分散相+ 化学处理剂钻井液的分类根据分散介质分为四大类：水基钻井液油基钻井液气基钻井流体合成基钻井液钻井液的主要作用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4、传递水动力5、破岩、淸岩6、发现、保护油气层7、形成泥饼8、取准资料钻井液的性能•钻井液的密度——用比重秤测定•钻井液的流变性•钻井液的失水造壁性•钻井液的含砂量钻井液中不能通过200目筛的固相的体积占钻井液体积的百分数。
一般要求小于0.5％。
(＞74µm)•钻井液的pH值——绝大多数钻井液体系的PH值都控制在7以上。
•钻井液的固相含量和油、水含量（书13、14页两个公式）•钻井液膨润土含量(MBT)——钻井液中活性粘土的数量。
MBT过高，钻井液的粘度、切力增大，泥饼增厚，容易造成井下事故。
MBT过小，钻井液的粘度、切力急剧下降，失水增大。
钻井液的润滑性(Lubricity)•钻井液滤液的化学性质（碱度、硬度、Cl-含量、….）第二章粘土：主要由粘土矿物和少量非粘土矿物组成的细粒粘滞土状物质。
粘土矿物：含水的细分散的层状及层链状构造硅酸盐矿物及含水的非晶质硅酸盐矿物的总称硅氧四面体(silica tetrahedron)由一个硅原子和四个等距的氧原子组成的正四面体。
硅原子在四面体的中心，氧原子在四面体的顶点硅氧四面体片（SiO4彼此连接而成的Si4O10的无限重复的六方网格。
）单个四面体与若干个相邻四面体通过底面氧相连，构成平面连续的四面体晶格。
铝氧（Al — O(OH)）八面体(alumina octahedron)铝原子处于正八面体中心，六个氧原子或氢氧原子处于八面体顶点。
第三章钻井液一口油气井钻井成功在很大程度上取决于钻井液的性质和性能。
钻井液始终是为钻井工程服务的，它的发展与钻井工程的发展紧密相关。
由于初期的钻井液是由最简单的泥土和水组成，“泥浆”就成为钻井液沿用至今的代名词。
实际上，这种称呼既不正确更不准确。
钻井液的定义是指具有各种各样功能以满足钻井工程需要的循环流体。
第一节钻井液的功能、组成和类型一、钻井液的功能油气钻井的基本功能是打开找油、找气和采油、采气的通道，是实现油气勘探开发的重要工程手段。
为油气钻井、完井服务是钻井液的目的，钻井、完井的需要是钻井液发展的动力。
因此，钻井液的功能就体现在油气井钻井、完井的两个方面，即在整个钻进过程中，要保持安全优质快速低成本钻井；在进入油气层时，要具有保护储层的作用。
所以，钻井液的功用也就是钻井、完井对钻井液的基本要求。
在钻井方面，钻井液的主要功能有①清洗井底，携带岩屑。
②冷却、润滑钻头和钻柱。
③形成泥饼，保护井壁。
④控制和平衡地层压力。
⑤悬浮岩屑和加重材料。
⑥提供所钻地层的地质资料。
⑦传递水功率。
⑧防止钻具腐蚀。
在保护油气储集层方面，钻井液（此时称完井液）的主要功用是保护油气层的渗透性，尽量降低对原始油气层物化性质的损害。
主要表现在以下两方面：①控制固相粒子含量及级配，防止固相粒子对油气层的损害。
②保持液相与地层的相容性。
二、钻井液的组成和类型钻井液属于复杂的多相多级胶体-悬浮体分散体系。
它既可以是固体分散在液体中，或者是液体分散在另一种液体中，也可以是气体分散在液体中，或者是液体分散在气体中所形成的分散体系。
钻井液的基本成分由分散相+分散介质+化学处理剂组成。
各相具体成分可以是：处理剂（各种维护分散体系稳定和调整分散体系性能的化学添加剂）。
在以水为连续相的水基钻井液中，通常用重量体积百分含量表示钻井液配方中各组分，不考虑处理剂本身的体积。
例如，某种水基钻井液组分为：1000ml水+ 50g膨润土+ 20g 处理剂。
石油生产中的油井液体管理与处理在石油生产过程中，油井液体管理与处理是一项关键任务。
有效管理与处理油井液体可以提高生产效率、减少环境污染，并确保工作场所的安全性。
本文将介绍石油生产中油井液体的管理与处理方法，以满足生产需求与环保要求。
一、油井液体的分类油井液体主要分为钻井液、完井液和采油液。
钻井液是在钻井过程中用于冷却钻头、清洗钻孔及运输钻屑的液体。
完井液是在油井完工后，用于固井、封井和维持井身稳定的液体。
采油液是用于增产、维护油井工作液面稳定及输送地下储层油气的液体。
二、油井液体管理的基本原则1. 实施井液循环管理：通过注入井液、油气回收和沉降池等方式，实现油井液体的循环利用和再生，减少资源浪费。
2. 控制井液储量：根据油井生产能力和地下储层特征，合理控制井液储量，防止过量堆积导致生产效率降低。
3. 提高井液处理效率：采用先进的油井液体处理设备和技术，提高处理效率，降低油井液体处理成本。
三、油井液体管理与处理方法1. 钻井液管理与处理钻井液是钻井工艺中的重要环节。
钻井液主要由水、黏土、化学添加剂等组成，用于降低钻头磨损、清洗钻孔、稳定井壁等。
在钻井液管理中，应注意以下事项：（1）合理选择钻井液类型：根据钻井工艺、地下地层特征和环境要求选择合适的钻井液类型，确保钻井顺利进行。
（2）控制钻井液循环量：根据钻井深度和井时，合理控制钻井液循环量，减少资源浪费。
（3）实施钻井液循环与处理：通过井液循环设备和固、液分离装置对钻井液进行循环和处理，以保持钻井液性能稳定，延长使用寿命。
2. 完井液管理与处理完井液在油井完工后起到固井、封井和维持井身稳定的作用。
在完井液管理中，应注意以下事项：（1）优化完井液配方：根据地层特征和井下环境选择合适的完井液配方，确保固井质量和井身稳定性。
（2）控制完井液排放：合理控制完井液排放量，减少对环境的污染和资源浪费。
（3）实施完井液处理：通过重力沉降、过滤和化学处理等方式，对完井液进行处理，以实现固井质量和环境要求。
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。
钻井液完井报告钻井液是在油井钻探过程中使用的一种特殊液体，它在完井过程中起着重要的作用。
本文将从钻井液的组成、性能要求、使用过程、完井报告等方面进行阐述。
一、钻井液的组成钻井液通常由基础液、悬浮剂、增稠剂、化学添加剂等组成。
基础液一般由水、油和水泥浆等混合而成，其主要作用是输送钻屑、冷却钻头和井壁、维护井壁稳定等。
悬浮剂主要包括粘土和硅酸盐等，用于悬浮钻屑和防止井壁塌陷。
增稠剂主要是控制钻井液的黏度和流变性能，常用的有淀粉、羟丙基甲基纤维素等。
化学添加剂则根据具体需求添加，如防止泥浆失水、改善钻井液性能等。
二、钻井液的性能要求钻井液在完井过程中需要具备一定的性能要求。
首先，它应具有良好的稳定性，能够保持一定的黏度和流变性能，以便顺利进行钻井作业。
其次，钻井液还应具备一定的清洁性，能够有效清除钻屑，防止井壁塌陷和井眼堵塞。
此外，钻井液还需要具备一定的抗酸碱和高温性能，以应对复杂的地下环境。
三、钻井液的使用过程钻井液在完井过程中的使用具有一定的程序。
首先，需要进行钻井液的配置和搅拌，确保其组分合理、比例适当。
然后，将钻井液通过钻井管道输送到井底，与井内岩层进行作用。
在钻井过程中，钻井液会带走钻屑，同时对井壁进行冷却和稳定。
最后，在钻井完井后，需要进行钻井液的处理和回收，以便继续使用或进行处理。
四、完井报告钻井液完井报告是对钻井液使用情况的总结和评估。
完井报告通常包括以下几个方面的内容：首先是钻井液的使用情况，包括使用时间、使用量、使用地点等。
其次是钻井液的性能评估，主要是对钻井液的稳定性、清洁性、抗酸碱和高温性能等进行评估。
然后是钻井液的处理情况，包括处理方式、处理效果等。
最后是对钻井液的改进意见，根据使用情况提出钻井液配方、性能改进等建议。
钻井液在油井完井过程中起着至关重要的作用。
通过合理配置和使用，钻井液能够有效清除钻屑、稳定井壁，为油井的顺利完井提供保障。
钻井液完井报告则能够对钻井液的使用情况和性能进行评估，为后续工作提供参考和改进建议。
钻井与完井液主要内容第一章绪论一、钻井液的主要作用1. 清洗孔底，携带和悬浮岩屑冲洗液清洗孔底和携带岩屑的能力，决定于送入孔内的冲洗液量及冲洗液的性能指标，其次也与钻具和钻头的结构有关。
冲洗液的携带和悬浮岩屑的能力--切力和粘度；有效携带岩屑的前提下可降低冲洗液的上返速度。
泥浆悬浮岩屑的能力主要取决于泥浆的静切力值。
2、冷却钻头冷却钻头的效果，取决于单位时间流经孔底的冲洗液量和冲洗介质的热容量和粘度。
水的粘度低，热容量大，冷却能力强。
空气的粘度低，热容量小，需要较大的流量，才能有效地冷却钻头。
泥浆的粘度大，流速低，冷却能力不如清水3、润滑钻具和钻头冲洗液的润滑效果，取决于在钻具和孔壁岩石表面形成的润滑膜的强度。
润滑膜的强度取决于使用的冲洗液类型和往冲洗液中添加的添加剂的种类和数量。
乳状液，表面活性剂溶液，乳化泥浆和油基泥浆的润滑性能远高于空气、清水和普通的水基泥浆。
表面活性剂的添加，可提高冲洗液的润滑性能。
4. 保护孔壁复杂地层：松散、破碎、坍塌、遇水膨胀等岩层维护孔壁的影响因素：冲洗液类型、冲洗液的性能参数、在环空中的流态。
矿化度高的聚合物泥浆，具有较好的抑制孔壁的效应，特别是含钾的聚合物泥浆。
油基泥浆具有最强的抑制孔壁的能力。
复杂地层钻进时，维护孔壁是能否持续钻进的关键。
二、钻井液类型泥浆：概念：粘土分散在液体（水或油）中形成的分散体系，水基泥浆，油基泥浆。
性能：比重；粘度和切力；失水量。
可在较大范围内调节，可适应不同地层的要求；对钻头、牙轮轴承、钻具和套管有一定的润滑作用，可减少其磨损。
适用：风化、破碎、松散和遇水失稳地层（复杂地层）。
石油和天然气钻井几乎都是在沉积岩中钻进，冲洗液主要使用泥浆。
泥浆称为石油钻井的“血液”。
固体矿床勘探钻进，泥浆是对付复杂地层的主要手段。
乳状液概念：液体（油或水）分散在另一种液体（水或油）中形成的稳定的分散体系。
分为：水包油乳状液、油包水乳状液。
使小口径金刚石钻进的钻进速度和钻进深度大幅度地提高。
无固相冲洗液概念：含有无机盐和有机高分子（或聚合物）的溶液。
适用：裂隙发育、易坍塌和轻微膨胀的地层。
小口径金刚石钻进，绳索取芯钻进中，可防止钻杆内壁结泥皮和降低压损。
完井液：在石油钻井中，无固相钻井液用于钻进生产层，可减轻使用泥浆时对油层的损害第二章泥浆总论一、泥浆概念及类型：泥浆是粘土颗粒（小于2微米）分散在水（或油）中所形成的溶胶——悬浮体系。
大多由粘土、水和化学处理剂组成。
水基和油基。
油基泥浆使用很少。
水基泥浆（细分散淡水泥浆、粗分散抑制性泥浆、不分散低固相泥浆、混油乳化泥浆、地热井及深井泥浆）、充气和泡沫泥浆、油基泥浆。
二、造浆粘土及水粘土矿物粘土的主要组成是粘土矿物。
非粘土矿物：如长石、石英、方解石、方英石、蛋白石、黄铁矿、沸石。
粘土矿物以其单位晶层的叠置方式不同和层间离子的差别，分为四类：高岭石族、蒙脱石族、水云母族、海泡石族粘土矿物的基本构造单位是硅氧四面体和铝氧八面体。
粘土的评价：一般采用的是以蒙脱石为主的钠膨润土造浆材料。
钻井液用水：淡水为主，咸水和海水有时用。
水的总矿化度：水中离子、分子和各种化合物的总含量。
水的硬度一般指水中钙、镁盐的含量。
水的硬度又分为：暂时硬度和永久硬度。
三、粘土—水分散体系分散相、分散介质、均匀体系概念粘土颗粒表面带电的原因：晶格置换、氢氧层中氢的电离、断键作用、吸附阴离子阳离子交换容量：一百克粘土所能吸附的阳离子毫克当量数。
粘土—水界面扩散双电层结构：影响电动电位的因素：吸附高价阳离子，电动电位降低，扩散层中阳离子数目少，粘土表面水化膜薄，粘土颗粒易于聚结；阳离子的浓度大，挤入吸附层机会增大，电动电位降低，本身水化性能不好，并夺去粘土直接吸附的水分子粘土颗粒端部带正电荷的扩散双电层：必须使粘土悬浮液处于碱性状态，即PH值大于7，一般为8.0—9.0粘土水化与膨胀：粘土颗粒的表面吸附水分子，粘土颗粒表面形成水化膜，粘土晶格的距离增大，产生膨胀以至分散的过程。
原因粘土表面直接吸附水分子；粘土吸附的阳离子的水化。
泥浆的性能及其测定：1、泥浆的固相含量：泥浆中固体颗粒占的重量或体积百分数，有用固相（粘土、重晶石），无用固相（岩屑）。
采用造浆率高的膨润土配制泥浆，粘土含量（重量/体积）在4-6%以下，便可达到要求的粘度，比重在1.03-1.05左右。
2、无用固相的危害：泥浆流变特性变差；引起卡钻、抽吸、压力激动，造成漏失或井塌。
泥饼松疏，韧性低。
失水量大，孔壁水化崩塌；泥皮易脱落，形成井下事故。
对管材、钻头、水泵缸套、活塞拉杆磨损大。
四、泥浆的流变特性牛顿流体：塑性流体①静止时流体内部形成结构，需要附加一定的力，才能开始流动，流动开始后，剪切应力和剪切速率之间呈正比关系②从静止开始流动，需要附加一定的力，但流动开始后的最初速度较低的阶段，剪切应力和剪切速率之间不是线性关系，达到一定的剪切速率后，剪切应力与剪切速率呈正比关系。
幂律流体流体静止施加一剪切应力，便开始流动，即流体静止时没有凝胶强度，其流变曲线通过原点。
流动开始后，随着剪切速率的增加，流体逐渐变稀或变稠，即剪切应力和剪切速率之间的关系不是直线关系。
n<1 假塑性流体，如长链高分子化合物溶液、高分子熔体、、抗菌素溶液; n>1膨胀性流体,如淀粉糊、蔗糖溶液.静切力：衡量静止时泥浆体系凝胶强度的大小。
反映静止状态时，泥浆内部颗粒之间引力的大小。
API规定，测静止10秒和10分钟的切力，分别为初切力和终切力。
降低静切力：清除无用固相，加稀释剂触变性：▲泥浆静止时，颗粒之间相互吸引而形成结构，结构中束缚一定量的分散介质，而当外加一定的切力时，结构拆散，流动性增长，这种特性称为泥浆的触变性。
对静切力和触变性的要求静止时，能悬浮岩屑和加重剂。
在开泵时，不困难，不会蹩漏地层动切力反映泥浆层流流动时，泥浆体系内部粘土颗粒之间，粘土颗粒和高分子化合物之间以及高分子化合物之间的相互作用力，即泥浆流动时形成结构的能力。
提高动切力的因素：固相含量大，分散度高。
若降低粘土颗粒的电动电位。
若加入高聚物的分子量较大，分子量较大对动切力的要求：泥浆能将岩屑顺利带出地表，而不引起地面沉淀岩屑的困难。
降低动切力的方法：除钙、加稀释剂、除砂。
提高动切力的方法：优质粘土、结构剂（钙盐）泥浆粘度反映体系内部的摩擦：液相分子间的内摩擦，液相粘度随有机物含量增加而升高。
分散相颗粒间的相互作用力，它是表征特性不同的分散相。
颗粒相互产生的作用力和形成网架结构而增加的流动阻力。
分散相颗粒之间的内摩擦。
液体分子与分散相固体颗粒间的内摩擦。
泥浆表观粘度（有效粘度）是层流运动时，流体内部四种阻力之和。
在流变学上定义为，某一剪切速率下，剪切应力和剪切速率之比。
塑性粘度：反映泥浆层流条件下，分散相固体颗粒之间，固体颗粒与液相之间和液相分子之间的内摩擦阻力。
有些有机处理剂（如FCLS等稀释剂）加入适量，可降低塑性粘度；但大多数有机处理剂加入，使塑性粘度增大。
降低塑性粘度的方法：减少加土量尽量除去无用固相结构粘度：反映泥浆层流条件下，粘土颗粒之间及高分子化合物之间所形成的网架结构的力。
在表观粘度一定时，应尽量降低塑性粘度和提高结构粘度，来达到携带和悬浮岩屑的目的。
实际施工中，应设法提高动切力，降低塑性粘度，以提高泥浆的剪切稀释性冲洗液压力激动对岩层的破坏作用开泵时，压力激动与静切力、孔深、环状间隙尺寸有关；粘滞力引起的压力激动与泥浆流速、粘度、切力、环状间隙尺寸有关；钻具惯性力引起的压力激动与钻具的加速度、泥浆密度、孔深、环状间隙尺寸有关；泥浆的失水和造壁性失水：泥浆中的自由水，在压差作用下向孔壁岩石的裂隙或孔隙中渗透；造壁性：泥浆失水时，随着泥浆中的自由水进入岩层，泥浆中的固体颗粒便附着在孔壁上形成泥皮，这便是泥浆的造壁性。
初失水：时间短，孔底岩石表面尚无泥皮，失水率很高，又称瞬时失水。
动失水：压差较大，泥皮厚度维持在较薄水平，单位时间失水量开始较大，其后逐渐减小，直至稳定在某一值。
静失水：压差较小，泥皮较厚，单位时间的失水量比动失水小。
失水量过大：孔壁遇水膨胀、剥落，孔径减小。
减少岩层层面间的摩擦力，掉块卡钻泥皮过厚：粘附卡钻，阻力，功率消耗增大高矿化度、碱性弱、含高聚物的滤液，不易引起孔壁岩层的膨胀和坍塌降低泥浆失水量和改善造壁性：使用优质膨润土或人工钠土造浆；加入CMC或其他有机聚合物，保护粘土颗粒，提高水化膜的厚度和泥皮的可压缩性。
加入极细的胶体粒子、堵塞泥皮孔隙，减小泥皮的孔隙。
含沙量指泥浆中大于74微米的砂粒（即200目筛子通不过的砂粒）占泥浆总体积的百分含量。
胶体率：泥浆中粘土颗粒分散和水化程度以及保持。
悬浮状态的粗略衡量测定方法：100ml 泥浆，静止24小时提高PH值，通过加入NaOH或Na2CO3,Ca(OH)2；降低PH值，加入HCl或酸式盐。
造浆率它是指配得表观粘度为15╳10-3Pa•S 的泥浆时，每吨粘土造浆的立方米数。
增效剂无机：碱、盐和重金属盐。
有机：有机高分子化合物，如植物胶等。
第三章泥浆各论一、细分散淡水泥浆1、概念：是指靠粘土在水中高度分散而获得泥浆所需要的流变特性和失水特性的泥浆.2、含盐量<1%，含钙量<120ppm，不含抑制性高聚物3、主要成份：粘土，碳酸钠，水，降失水剂，稀释剂。
4、碳酸钠加量一般为粘土重量的5—6%左右。
5、细分散淡水泥浆的侵污及其处理钙侵（1）现象：泥浆中钙离子增多，钙离子取代粘土表面的钠离子，水化膜变薄，泥浆中形成结构，粘度、切力、失水量增加，出现水土分层而聚沉（2）处理方案：石膏（CaSO4）侵时，应提高PH值，水泥（Ca(OH)2）侵时，应降低PH值加入稀释剂铁铬盐降粘和降切力；加Na-CMC降失水盐侵或盐水侵（1）现象：粘度、切力、失水量增加，NaCl含量增大，粘度、切力下降，失水量更大钠离子置换氢，PH值降低（2）处理方案：CMC降失水，FCLS降粘降切力，野生植物胶维护粘土颗粒的稳定和分散，用高碱比的煤碱剂处理，必要时，转为盐水泥浆施工。
粘土侵（1）现象：粘度增加，失去流动性（2）处理方案：加水稀释的同时，加强机械除砂；必要时，加降失水剂二、粗分散泥浆1、概念：是在分散的粘土悬浮液中，加入无机聚结剂，使泥浆中高度分散的粘土颗粒变粗，同时加入有机保护胶处理剂，形成适度聚结的粗分散体系。
2常用的粗分散泥浆：钙处理泥浆、盐水泥浆3适用情况：厚的覆盖层和大段泥页岩地层，控制地层造浆，防止孔壁坍塌；石膏地层、岩盐地层，降低粘度、切力，改善泥浆的流动性等。
4钙处理泥浆的配制方法1、优质膨润土加量不超过6%（体积），普通粘土不超过8%---10%（体积）；2、粘土应预水化，钙质膨润土应用纯碱处理；3、钙离子浓度至少在80—150ppm以上，才有抑制性，依地层特点确定钙离子合适含量；4、为使结构稳定，需要加入有机保护胶（一般为降失水剂和稀释剂）；5、PH值应控制，并用NaOH调节；6、钻进中，因孔壁和岩屑吸附钙离子，泥浆钙离子不断下降，需要经常补充钙盐。
