钻井液基本知识

石油钻井用钻井液类型及相关知识一、抑制性聚合物钻井液（一）代号：P—Fe（二）特点：本钻井液是以PHP作为絮凝剂，抑制地层造浆；以FCLS配合烧碱水作为稀释剂，控制钻井液粘度、切力及流变性能，以CMC作为降失水剂的抑制性钻井液体系。

具有适应范围广、维护处理简单、成本低等特点。

（三）推荐使用范围：油田各地区3200米以内的井，水型不限。

（四）主要组分：1、低密度固相含量不大于10%2、PHP 0.1-0.3%3、FCLS 1—2%4、CMC 0.3—0.5%5、烧碱水用于调节PH值6、加重按设计要求（五）性能指标1、密度：非加重钻井液不大于1.15g/cm32、漏斗粘度：28—45S3、API失水：10—5ml4、静切力G：2—5/3—8 Pa5、含砂量：＜0.5%6、PH值:淡水9—11;咸水:11—137、塑性粘度:8—20mPa.S8、动切力：3—6Pa（六）维护处理要点：1、大循环改小循环以后，使用震动筛、除砂器控制固相含量，配合清水调整性能1—2周，进行转化处理。

本次处理主要以控制低粘、低切、降低失水为目的。

（采用PHP、FCLS 、NaOH、CMC综合处理）。

2、转化处理以后，用PHP配合烧碱水进行维护处理。

PHP应配成0.5—1%溶液，每班定量均匀加入。

东营组以上地层，钻井液中PHP保持0.1—0.15%的含量。

进入沙河街组地层，PHP保持0.2—0.3%的含量，烧碱量以维护要求的PH为佳。

3、每只钻头下钻完，根据性能要求，用清水、FCLS配合烧碱水处理，用CMC控制失水。

根据失水量的大小决定其用量，然后用PHP维护性能。

FCLS 与烧碱水的比例：一般按淡水2：1；咸水1：1或1：2。

4、钻进中坚持使用好固控设备，保持含砂量小于0.5%。

5、加重前，先用FCLS与烧碱水进行降粘切处理之后再进行加重。

加重时，应按加入的重晶石数量补充0.05—0.1%的PHP量，以确保重晶石在钻井液中的悬浮。

第三章钻井液基础知识一、钻井液概念钻井液是指油气开发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。

钻井液的循环是通过泥浆泵实现的。

循环池中的钻井液由泥浆泵泵入地面高压管汇，经过立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到达钻头，然后从钻头喷嘴喷出，沿着钻柱与井壁（或套管）形成的环形空间返出，到达地面后经各种固控设备处理后返回循环池。

因此，钻井液又被人们普遍称为石油钻井工程的“血液”。

钻井液又称做钻井泥浆或简称泥浆。

钻井液工艺技术是油气钻井工程的重要组成部分，在确保安全、优质、快速钻井中起着越来越重要的作用。

现场钻井液循环系统如图所示。

泥浆池泥浆泵地面高压管汇立管水龙带水龙头方钻杆固控设备沉砂池震动筛泥浆槽井眼环空钻头钻铤钻杆二、钻井液的组成1、分散介质---水（盐水）或油2、分散相---膨润土、加重材料、各种处理剂、钻屑膨润土是常用的配浆材料，主要起提粘和造壁作用，加重材料用于提高钻井液密度，处理剂用于调整钻井液性能，钻屑是无用固相应通过各种固控措施除去。

三、钻井液的基本功用1、携带和悬浮岩屑通过钻井液循环将钻头破碎的岩屑从井底携带到地面，让钻头始终接触、破碎新地层，保证快速钻进。

钻井液停止循环时使钻屑在钻井液中悬浮不下沉，防止沉沙卡2、稳定井壁和平衡地层压力钻井液借助液相滤失作用，在井壁上形成一层薄而致密的泥饼，阻止液相进一步滤失，从而减弱泥页岩水化膨胀和分散程度，达到稳定井壁的作用。

平衡地层压力是通过钻井液提供的液注压力来实现，从而防止井塌、井喷、卡钻等复杂情况。

3、冷却和润滑钻头钻具钻进过程中钻头破碎岩屑，钻具与井壁摩擦会产生大量热，这些热量通过钻井液循环被带出地面从而达到冷却钻头钻具的作用。

钻具在井下旋转过程中钻井液在钻具与地层之间又会起到很好的润滑作用。

4、传递水动力钻井液将地面泥浆泵赋予的动力除了用于克服沿程阻力外，当它从钻头喷嘴高速喷出时，对井底产生强大冲击力从而显著提高钻速。

钻井液基本知识钻井液就是用于钻井的流体,在钻井中的功用:1、清洗井底,悬浮携带岩屑,保持井眼清洁。

2、平衡地层压力,稳定井壁、防止井塌、井喷、井漏。

3、传递水功率、以帮助钻头破碎岩石。

4、为井下动力钻具传递动力,5、冷却钻头、钻具。

6、利用钻井液进行地质、气测录井。

钻井液常规性能对钻井工作有很大的影响。

一、钻井液密度1、钻井液密度概念:单位体积钻井液的质量称为钻井液的密度,其单位就是克/厘米3(g/cm3)常用符号表示。

现场一般用钻井液密度计测定钻井液的密度。

2、钻井液密度的计算公式P=(P地×102)÷H+PeP----钻井液密度g/cm3式中:P地----地层压力MPaH-----井深mPe-----附加密度、油层附加0、05—0、1气层附加0、07—0、15由于起钻时可能产生抽吸或液面下降,另外,气体进入井内,也会引起液柱压力降低,因此钻井液密度要有附加值。

3、钻井液密度与钻井工作的关系:在钻井作业中,钻井液密度的作用就是通过钻井液柱对井底与井壁产生压力,以平衡地层中油、气压力与岩石侧压力、防止井喷、保护井壁,同时防止高压油气水侵入钻井液,以免破坏钻井液的性能引起井下复杂情况,在实际工作中,应根据具体情况,选择恰当的钻井液密度,若钻井液密度过小,则不能平衡地层流体压力,与稳定井壁,可能引起井喷、井塌、卡钻等事故,若钻井液密度过大则压漏地层,并易损害油气层。

钻井液对钻速有很大的影响,密度大液柱压力也大,钻速变慢,因钻井液柱压力与地层压力之间的正压差使岩屑的清除受到阻碍。

造成重复破碎,降低钻头破碎岩石的效率,使钻速下降,通常在保证井下情况正常的前提下,为了提高钻速,应尽量使用低密度钻井液。

二、钻井液粘度1、钻井液的粘度概念:钻井液粘度就是指钻井液流动时,固体棵粒之间,固体颗粒与液体分子之间,以及液体分子之间内摩擦的总反映,钻井液粘度可用漏斗粘度计与旋转粘度计进行测定,由于测定的方法不同,有不同的粘度值,现场常采用漏斗粘度计测量钻井液的粘度,单位就是秒。

第五章钻井液钻井液（Drilling fluids）是在旋转钻井时循环使用的流体，包括水基、油基、气基三种类型。

由于绝大多数使用的是液体，少量使用气体或泡沫，因此称之为“钻井液”，又由于最初的钻井液主要是由水和粘土组成，而且粘土一直是钻井液的主要配制材料，因此习惯称之为“泥浆”。

尽管目前钻井液的成本仅占钻井总成本的5～10％左右，但它却是影响钻井工程成败的主要因素之一，井愈深，其重要性愈突出，因此，人们形象地把泥浆比喻为“钻井的血液”。

第一节钻井液性能一．钻井液性能钻井液性能测试与计算的技术指标总共有40多项，但对一种钻井液体系，一般要求测定和相适应的指标常常只是几项或十几项。

测试钻井液性能的方法可参见1993年版API RP 13 B－l《水基钻井液现场测试程序推荐作法》和B－2《油基钻井液现场测试程序推荐作法》以及我国行业标准ZB／TE 13004《钻井液测试程序》。

各项性能的代号及单位见表5－1。

二．钻井液性能的控制1．密度（MW）（1）钻井液密度是单位体积钻井液所含物质的质量，法定计量单位为克／厘米3（g／cm3）或千克／米3（kg／m3），钻井现场也常用其他非法定计量单位，如磅／加仑（1b／gal）或磅／英尺3（fo／f t3），有时则用压力梯度表示，如磅／英寸2／英尺（1b／in2／f t）、磅／英寸2／1000英尺（1b／in2／1000f t）、千帕／米（kPa／m）或者是公斤／厘米2／米（kg／cm2／m）等。

它们之间的换算关系见单位换算表。

（2）钻井液密度的设计应控制在合适的数值上。

一般而言，钻井液密度提高有利于支承井壁，保证井眼的稳定，阻止地层流体流入井筒污染钻井液及引发井涌与井喷，但密度高不利于提高钻进速度。

（3）钻井液密度降低有利于避免井漏，提高钻进速度和减少压差卡钻机率，也有利于产层保护，但密度降低容易引发井涌或井喷。

（4）钻井液密度升高的可能因素是：①加入加重材料。

钻井液工知识题库一、名词解释：1、分散相：分散体系中的很细的悬浮颗粒（包括固体、液体、气体等）较均匀地分布在连续相中，此悬浮颗粒称为分散相。

2、连续相：能完全悬浮胶体、油滴、固体颗粒等分散相的液体称为连续相。

3、油层损害：钻井液固体颗粒和滤液侵入地层而引起的油层渗透率的降低，称为油层损害。

4、水堵：由于钻井液滤液侵入地层孔隙（毛细孔）而引起的油气层渗透率降低的现象称为水堵。

5、选择性絮凝：絮凝钻屑和劣质粘土，而不絮凝有用般土的絮凝剂。

6、高分子化合物：分子量一般在一千以上的有机化合物简称为高分子化合物。

7、乳化作用：一种液体以细小液滴的形式分散在另一种互不相溶的液体中所得的稳定分散体系，这种分散特性的形成过程叫然后作用。

8、表面张力：作用于液体表面单位长度上，是表面收缩的力。

9、极压润滑剂：一种特殊的添加剂，在及高压力条件下，它能在摩擦的金属表面形成坚固的化学膜，所形成的这种化学膜可以减轻接触表面之间的磨损或摩擦。

10、降粘剂：能使钻井液粘度降低的处理剂。

11、滤饼摩擦系数：滤饼表面有一定的粘滞性，当一物体在其表面产生运动时，将受到一定的摩擦阻力，这个摩擦阻力与物体对滤饼施加压力的比值称为滤饼的摩擦系数。

12、高温降解：高温使处理剂长链断裂，或使亲水基与主链连接键断裂，两者结果都大幅度降低处理剂效能，甚至使之失效，处理剂在高温下的断键（链）反应称为高温降解。

12、固体润滑剂：一般指加入钻井液中能显著降低钻具对井壁摩擦力的固体物质。

如：石墨粉、塑料小球、玻璃微珠等。

13、湿润反转：由于表面活性剂的作用，使固体表面亲水亲油性相互转化的过程。

14、流变曲线：流变曲线：是指流体流动时速度梯度与切应力关系曲线。

15、紊流：一种流态，其特点是某一定点的流速无论是大小或方向都在不断地变化，并持续进行着不规则的，连续的变化。

16、塞流：物体作为一个整体单元的流动，在流体的内部不存在剪切作用。

塞流是塑性流体在克服产生流动所需要的力以后所显示出的初始流态。

钻井液工基本知识①测量密度：将密度计底座放置至水平面上，用量杯量取钻井液，测量并计录钻井液密度；在密度计的样品杯中注满钻井液，盖上杯盖，慢慢拧动压紧，为使样品杯中无气泡，必须使过量的钻井液从杯盖的小孔中流出；用手指压住杯盖小孔，洗净擦干样品杯外部，把密度计的刀口放在底座的刀垫上，移动游码，直至来稳（水平泡位于中央）；读出游码左侧所示的刻度即为钻井液密度；倒掉钻井液，将仪器洗净，擦干备用。

②测量马氏漏斗的粘度：取氏测钻井液，用手指堵住流出口通过筛网注入内，直到刚好注满筛子底面为止，此时刚好1500ml，把946ml刻度杯置于流出口下，移去手指同时计时，计录注满刻度杯所用的时间（ｓ）即为钻井液的马氏漏斗粘度。

③测量中压滤失量和pH值：用食指堵住洗净的钻井液杯气流小孔，装入适量钻井液（离杯口0．５ｃｍ），依次放入密封圈、滤纸，宁紧钻液杯盖，悬挂在三通接头上，并卡好挂架和量筒，关闭放空阀，微调减压阀手柄，使压力指示为0.7ＭＰa,滴液开始计录时间,7.5min或30min,取下钻井液杯打开杯盖取出泥饼,用小冲去泥饭表面的浮泥,用钢板尺测量其厚度。

将钻井液杯洗净擦干备用。

计量滤失量及泥饼厚度，若测定时间为３０min，滤失量和泥饼为直读数，若测定时间为７.5min测滤失量和泥饼均乘以２。

④含砂量的测定：将待测钻井液注入含砂量管中至“钻井液”刻度线处（２３ｍｌ），再注小至“水”刻度线处，用手盖住含砂量管口，将钻井液和水摇匀后，摇荡过筛，再用清水洗净，然后把筛框倒置在含砂量管上，用水将不能通过２００目筛网的砂子冲到含砂量管里静置，待不再有下落物时，直读含砂量的百分数。

⑤钻井液固相含量的测定：将待测钻井液倒入杯内，（注意：不要溢出）。

将钻井液杯盖放置杯口，让多余的钻井液从盖子上的小孔溢出，擦净溢出的钻井液（此时杯内钻井液体积为２０ｍｌ）。

轻轻拿起杯盖，并滑动盖子，将粘附在盖上面的钻井液刮回到钻井液杯中。

向钻井液中加入2～3滴消泡剂，将钻井液体与套筒相接。