第二节 钻井液的组成和分类

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。

钻井的血液—泥浆1钻井液的概念钻井液(Dlilling Fluids)是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。

钻井液又称做钻井泥浆(Drilling Muds)，或简称为泥浆(Muds)。

2钻井液的分类钻井液由分散介质、分散相和添加剂组成。

钻井液按分散介质(连续相)可分为水基钻井液、油基钻井液、气体型钻井流体等。

钻井液主要由液相、固相和化学处理剂组成。

液相可以是水(淡水、盐水)、油(原油、柴油)或乳状液（混油乳化液和反相乳化液)。

固相包括有用固相(膨润土、加重材料)和无用固相(岩石)。

化学处理剂包括无机、有机及高分子化合物。

2.1水基钻井液水基钻井液是一种以水为分散介质，以粘土(膨润土)、加重剂及各种化学处理剂为分散相的溶胶悬浮体混合体系。

其主要组成是水、粘土、加重剂和各种化学处理剂等。

2.2油连续相钻井液油连续相钻井液(习惯称为油基泥浆)，是一种以油(主要是柴油或原油)为分散介质，以加重剂、各种化学处理剂及水等为分散相的溶胶悬浮混合体系。

其主要组成是原油、柴油、加重剂、化学处理剂和水等。

2.3气体型钻井流体气体钻井液是以空气或天然气作为钻井循环流体的钻井液，泡沫钻井液是以泡沫作为钻井循环流体的钻井液。

主要组成是液体、气体及泡沫稳定剂等。

3钻井液循环系统钻井液的循环是通过循环泥浆泵来维持的，泥浆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，以清洗井底并携带岩屑。

然后再沿钻柱与井壁（或套管）形成的环形空间向上流动，在到达地面后经排出管线流入泥浆池，再经各种固控设备进行处理后返回上水池，最后进入泥浆泵循环再用。

钻井液流经的各种管件、设备构成了一整套钻井液循环系统。

4钻井液的功能目前，钻井液被公认为至少有以下十种作用：4.1清洁井底、携带岩屑。

保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率。

4.2冷却和润滑钻头及钻柱。

钻井液的组成和分类钻井液的组成钻井液是由分散介质（连续相）、分散相和化学处理剂组成的分散体。

例如，以水为连续相的水基钻井液是由水（淡水或盐水）膨润土、各种处理剂、加重材料以及钻屑所组成的多相分散体系。

以油为连续相的油包水钻井液是由油（柴油或矿物油）、水滴（淡水或盐水）、乳化剂、润湿剂、亲油固体等处理剂所形成的乳状液分散体系。

分散体系的分类分散体系是指一种或多种物质分散在另一种物质中所形成的体系。

被分散的物质称为分散相（不连续相）另一种物质称为分散介质连续相）。

热力学上把体系中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分称为相。

相与相之间有明显的相界面。

例如，膨润土颗粒分散在水中，膨润土颗粒为分散相，水为分散介质，黏土颗粒和水之间有明显的分界面；水滴分散在油中,水是分散相,油是分散介质,水滴和油之间有明显的分界面。

分散体系按分散相颗粒的大小分为以下几类：1.分子分散体系。

分子分散体系是指溶质以小分子、原子或离子状态分散在溶剂中形成的体系，没有界面，是均匀的单相，其粒子直径在Inrn以下。

通常把这种体系称为真溶液。

2.胶体分散体系。

胶体分散体系是指分散相颗粒的直径小于IOOnm的分散体系。

其目测是均匀的，但实际是相不均匀体系（也有将分散相颗粒的直径为I-IOOOnm的颗粒归入胶体范畴），如AgI溶胶等。

3.粗分散体系。

粗分散体系是指当分散相颗粒的直径大于100nm时，目测是混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层，如浑浊的河水等。

钻井液中的分散相颗粒一般介于胶体分散体系与粗分散体系之间，其稳定性规律可以通过研究胶体体系稳定性规律来获得。

钻井液的分类钻井液按密度可分为非加重钻井液和加重钻井液;按其与黏土水化作用可分为非抑制性钻井液和抑制性钻井液力安其固相含量来分）各固相含量较低的称为低固相钻井液，基本不含固相的称为无固相钻井液；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4种类型。

钻井液种类及组成降滤失剂，白油，腐植酸，重晶石，等都是一些处理剂，些都是泥浆性能调节的，重金石是用来增加比重的，每个处理剂都有不同的作用，如果你想写毕业设计，你自己必须看一些有关的书籍，推荐几个书籍，钻井液与岩土工程浆液，岩土钻掘工程等，我以前写过的一个课程报告，发给你吧，1、胶体率成孔液的胶体率是配液材料水化分散程度及悬浮稳定性的简易且有效的衡量指标。

胶体率的测定："将100毫升泥浆装入量筒中，将瓶塞塞紧，静止24小时后，观察量筒上部澄清液的体积（毫升数）。

"胶体率以百分数表示:"2、比重成孔液的比重是指成孔液的重量与同体积水的重量之比。

3、固相含量成孔液的固相含量指成孔液中固体颗粒占的重量或体积百分数。

成孔液中的固相包括有用固相和无用固相，前者如造浆粘土、重晶石等，后者为钻屑。

成孔液中的固相，按固相比重来划分，可分为重固相（重晶石比重为4.5，赤铁矿为6.0，方铅矿为6.9等）和轻固相（粘土比重一般为2.3～2.6，岩屑比重一般在2.2～2.8之间）。

固相含量测定方法⌝“蒸馏分离原理”：A. 取一定量（20ml）成孔液，置于蒸馏管内；B. 用电加热高温将其蒸干；C. 水蒸气则进入冷凝器，用量筒收集冷凝的液相；D. 然后称出干涸在蒸馏器中的固相的重量；E. 读出量筒中液相的体积；F. 计算固相含量；G. 其单位为重量或体积百分比。

4、含砂量钻井液含砂量是指钻井液中不能通过200目筛网，即粒径大于74μm的砂粒占钻井液总体积的百分数。

在现场应用中，该数值越小越好，一般要求控制在0.5%以下。

这是由于含砂量过大会对钻井造成以下危害：（1）使钻井液密度增大，对提高钻速不利。

（2）使形成的泥饼松软，导致滤失量增大，不利于井壁稳定，并影响固井质量。

（3）泥饼中粗砂粒含量过高会使泥饼的磨擦系数增大，容易造成压差卡钻。

（4）增加对钻头和钻具的磨损，缩短其使用寿命。

降低钻井液含砂的最有效的方法，是充分利用振动筛、除砂器、除泥器等设备，对钻井液的固相含砂量进行有效的控制。

_钻井液技术手册(中文版)钻井液技术手册(中文版)本文档旨在介绍钻井液技术相关的知识和操作指南，为钻井工程师和相关人员提供参考。

本手册将详细介绍钻井液的组成、性质、分类、选型以及常见的技术问题和解决方案。

同时，本手册还包括涉及到的法律名词及其注释，以及相关附件列表。

--------------------以下为文档正文--------------------第一章：钻井液概述1.1 钻井液简介1.2 钻井液分类1.3 钻井液的作用第二章：钻井液组成及性质2.1 钻井液的组成2.2 钻井液基础性质2.3 钻井液附加性质第三章：钻井液选型原则3.1 钻井液性能要求3.2 钻井液选型指南3.3 钻井液处理与回收第四章：钻井液问题与解决方案4.1 钻井液稳定性问题4.2 钻井液污染问题4.3 钻井液泥浆损失问题4.4 钻井液气体问题第五章：其他钻井液技术5.1 钻井液预处理技术5.2 钻井液添加剂5.3 钻井液监测与控制技术第六章：常见钻井液配方6.1 基础钻井液配方6.2 高温高压钻井液配方6.3 气体钻井液配方6.4 高灰分钻井液配方第七章：附件列表附件1：国内钻井液技术标准附件2：钻井液处理设备参数表附件3：钻井液配方示例------------------ 此处为文档结尾 ------------------附件：1：附件1：国内钻井液技术标准2：附件2：钻井液处理设备参数表3：附件3：钻井液配方示例法律名词及注释：1：法律名词1：注释12：法律名词2：注释23：法律名词3：注释3。

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。