第二章 钻井液（4）.ppt

第五节钻井液体系,水基钻井液体系钻井液体系油基钻井液体系气态钻井液体系,,第二章钻井液,一、水基钻井液,水基分散型钻井液水基钻井液水基抑制性钻井液水基聚合物钻井液,,第五节钻井液体系,第二章钻井液,（1）水基分散型钻井液的组成及特点组成淡水粘土处理剂特点粘土颗粒能高度分散。粘土分散度改变会导致性能改变。性能容易受电解质污染，稳定性差。维护、处理需要很多水量。成本低。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,（2）选土与配浆选土要求最少的土量得到最高的粘度。实验观察不同的土达到相同粘度时，用土量相差很大。,,,,,,0,土量,粘度mPa.s,,15,优质膨润土,普通粘土,劣质粘土,第五节钻井液体系,第二章钻井液,选择配浆土的指标造浆率。造浆率每吨干土配出表观粘度为15mPa.s的钻井液的体积量。单位M3/T测定计算方法三个样品杯，加入350ml蒸馏水，再加入不同重量的土；搅拌20分钟，陈化24小时，搅拌5分钟；测定600r/min读数，计算表观粘度；在半对数坐标上作图，找出15mPa.s时的膨润土加量；按照公式计算造浆率。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,造浆率（m3/t）1000/Cc＋0.4Cc表观粘度为15mPa.s时膨润土的加量，g/l；,,,,,,,C,CC,lg,,,lg15,0,第五节钻井液体系,第二章钻井液,（3）配浆配制原浆原浆仅由水膨润土组成的一种初始钻井液。基浆原浆处理剂,,第五节钻井液体系,第二章钻井液,钙膨润土特点Ca价数高，与晶层吸引力强，水中不易分散；Ca半径大，水化差，胶粒周围扩散双电层薄，造浆性差。性能上表现为表观粘度小、造浆率低、静失水量大。,,第五节钻井液体系,第二章钻井液,钠膨润土特点Na价数低、吸引力弱；Na水化能力强，造浆性好。表观粘度大、造浆率高、静失水量小。,,,,第五节钻井液体系,第二章钻井液,钙土改造为钠土Ca土Na2CO3Na土CaCO3Ca土NaOHNa土Ca（OH）2原理利用离子交换吸附，钙钠置换。,,,第五节钻井液体系,第二章钻井液,纯碱加量5％～8％,配制定量、定密度钻井液所需土量式中浆钻井液密度，g/cm3;土粘土密度，g/cm3;水配浆水密度，g/cm3；V浆欲配钻井液体积。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,配制定量、定密度钻井液所水量V水V浆-W土/土,例题用密度为2.4的粘土，欲配密度为1.25钻井液45m3，计算需要多少吨粘土多少m3水解,第五节钻井液体系,第二章钻井液,现场配浆流程图,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第五节钻井液体系,第二章钻井液,（4）水基分散型钻井液受污染及其处理污染物定义凡进入钻井液中使性能变坏的物质.可溶性盐（钙、钠盐、盐水）污染物类型钻屑地层流体水、气体,,第五节钻井液体系,第二章钻井液,1）钙污染（钙侵）及其处理钙来源石膏层CaSO4CaSO4-2水泥塞CaOHCa2OH-,第五节钻井液体系,第二章钻井液,,,,,,,Vf,Camg/l,失水,失水Ca增加，Vf增大，有效粘度、切力先升后降pH石膏侵，下降；水泥侵，上升,第五节钻井液体系,第二章钻井液,钙污染机理电解质压缩双电层，降低，水化膜变薄，改变聚结稳定性。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,----------,----------,----------,,,,,,,,,,,,,d1,d2,d3,钙离子增加,,第五节钻井液体系,第二章钻井液,钙污染处理处理原则除钙、护胶、拆结构。除钙加纯碱。CO3--CaCaCO3护胶加降失水剂（NaC、CMC）拆结构加入稀释剂（NaT、FCLS）,第五节钻井液体系,第二章钻井液,A、石膏侵的处理特点PH降低，失水增大，粘切先升后降。处理对于薄层石膏层纯碱烧碱（除钙）（提PH）对于大段石膏层使用高碱比的混合液预处理预先配成钙处理钻井液，抑制石膏溶解。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,B、水泥侵的处理特点PH增加，失水增大，粘切先升后降。处理加低碱比的护胶混合液NaCNaOHNaTNa2CO3H2O5121250清水钻水泥塞，钻完放掉。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,2）盐污染及其处理,,,,,,Vf,NaCLg/100ml,失水,粘度,,,3,污染规律NaCL增加PH降低、Vf增大、先升后3为分界线3前，Vf增加小，升高3后，Vf增加多，降低。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,处理原则抗盐、护胶、拆结构、换土。抗盐、护胶加入抗盐能力强的有机护胶剂。如CMC拆结构加入抗盐稀释剂。如FCLS换土换抗盐土。如海泡石、凹凸棒石。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,水基分散型钻井液的优缺点优点泥饼质量好薄、密、韧。固相容量高最适合配制高密度钻井液。抗温能力强＞200℃。缺点固相含量高高分散性强、抑制性差，不适应强造浆地层钻进。油气层保护能力差，钻达油气层必须加以改造。对可溶性盐类敏感。,第五节钻井液体系,第三章钻井液,2、水基抑制性钻井液组成水粘土无机盐处理剂水粘土聚合物作用能抑制地层中的粘土水化、膨胀和分散。类型钙处理钻井液盐水钻井液、海水钻井液硅酸盐钻井液钾石灰钻井液甲酸盐聚合物钻井液（环保型）,第五节钻井液体系,第二章钻井液,二、油基钻井液,定义以油为连续相的钻井液。组成,第五节钻井液体系,第二章钻井液,油亲油固体（氧化沥青、粘土粉、炭黑、石灰石粉）表面活性物质乳化剂保护剂加重剂,第五节钻井液体系,第二章钻井液,适用于高温深井复杂地层定向井，水平井可作解卡液，完井液，修井液，取芯液,分类普通油基泥浆，油包水乳化泥浆低胶质油包水乳化泥浆低毒油包水乳化泥浆,第五节钻井液体系,第二章钻井液,优点抗高温抗盐钙侵污利于井壁稳定润滑性好对产层损害小缺点配制成本高，工艺复杂机械钻速较低污染环境,气基钻井液分为两种类型，即以纯气体包括空气、氮气和天然气及以水为连续相或外相,以气体为分散相内相的泡沫钻井液，两者都需要特殊设备对应配置钻井。气基钻井的设备除与一般钻井相同处外，还有压风机、空气冷却装置、输气管线和仪表、泡沫发生器、井口挡砂装置、旋流除砂器等。,三、气基钻井液,第五节钻井液体系,第二章钻井液,泡沫钻井液分类两相泡沫只有气相（非连续相）和液相（连续相）三相泡沫除气、液相外，还含有固相目前广泛应用是两相泡沫，是由空气、液体、发泡剂和稳定剂组成的分散体系。技术特点严格控制两相泡沫气液比例，对于正确使用泡沫和进行泡沫钻井液施工参数设计与控制至关重要。较高的环空返速，携带岩屑能力很强，为水或油的10倍。液柱压力极低，约1.53.5Pa能够比较安全地对付废水、天然气及地层水。钻出的岩屑十分清晰，便于分析。能够较好地保护产层，减轻损害。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,技术要求必须配备足够容量的压缩机，应使钻井液的上返速度保持在30100m/min。体系的密度可调节到0.60.9g/cm3。地层出水量不超过10m3/h。适应性适应于各类油气层的完井液和低压易漏地层，不适应于高压地层及水层。,第五节钻井液体系,第二章钻井液,