钻井液复习概要.ppt

股份公司勘探与生产工程监督中心 钻井液复习钻井液复习 20052005年年1212月月 股份公司勘探与生产工程监督中心 前言 • 钻井是油田勘探开发的主要手段之一，在油田建设资金 投入中所占的比例也最大，所以钻井工程直接关系到油 田的勘探开发效益 • 作为钻井工程的重要组成部分，钻井液担负着维护井眼 稳定、清洁井底等各种功能，因此钻井液技术与应用关 系到钻井工程能否顺利施工 股份公司勘探与生产工程监督中心 前言 钻井液定义 l 在旋转钻井中用以完成钻井作业中各种功能的循环液体 钻井液投入高 l 钻井液成本占钻井成本约10% l 中油每年在钻井液方面的投入达10多亿元 钻井液对安全生产和工程施工影响大 l 在钻井事故及复杂中所造成的费用损失中，因钻井液问题造成的 事故及复杂的比例占多少?估计远大于10% 股份公司勘探与生产工程监督中心 前言 l在钻井设备出现问题时,钻井液性能好可以避免 钻井事故及复杂情况 西部××井的刹把出现问题,造成钻具在井下无法动弹, 由于是进口钻机,无现成刹把替换,只得到东部钻井公 司大本营去取,共用了5天时间,起钻正常,没有发生钻 井事故及复杂. 股份公司勘探与生产工程监督中心 前言 l钻井设备没有出现问题,钻井液性能不好可以造 成钻井事故及复杂. ××井,钻井液性能不好,屡屡发生井下复杂,后更换了钻 井液工程师,改善了钻井液性能,顺利完井. 股份公司勘探与生产工程监督中心 前言 l 钻井液对钻井施工影响原因分析: – 钻井液与地层直接接触 钻井事故及复杂主要发生在井下，而与井下地层直接接触 的有二项:钻井液和井下工具。

– 钻井液对井壁周围的地层性质和井眼稳定影响最大. 控制和平衡地层压力、浸泡井壁、形成泥饼等 – 钻井液受地层影响及破坏最严重. 钻屑、掉块、地层流体侵入等均直接进入钻井液中 股份公司勘探与生产工程监督中心 前言 钻井液对录井影响大 • 地层物质（包括钻屑、地层流体等）是由钻井液循环带出，因此 钻井液对录井影响非常大，如钻井液密度过大将造成钻井液超前 渗滤，降低井内油气浓度，钻井液粘度高造成脱气困难，气测基 值高，钻井液滤失量大造成气测后效录井效果差等一般油田地 质录井对钻井液性能均有要求，对钻井液性能的变化也进行观察 和记录 股份公司勘探与生产工程监督中心 前言 钻井液对测井影响大 l 钻井液侵入地层后，井眼周围地层的流体性质和电化学 性质发生变化，紧靠井眼附近地层中的大部分可动流体 被钻井液滤液驱走，造成被侵入地层电阻率发生变化， 对测井解释和储层可能造成严重危害 ××井采用盐水钻井液钻井，测井解释时误把水层解 释为油层 股份公司勘探与生产工程监督中心 前言 钻井液对勘探开发投资效率影响大 • 在钻井过程中，油层被打开后，首先接触的外来液体是 钻井液，钻井液就会对油层产生损害，这种损害在钻开 油层的整个过程中都一直存在。

钻井液损害油层后，要 想进行有效改造和恢复是十分困难的，而且费用相当高 ，所以钻井液在钻井油层保护工作中占有非常重要的地 位 股份公司勘探与生产工程监督中心 前言 钻井液对钻井工程的影响是整体性的 钻井液性能好坏直接影响井下安全和 各项工程施工 股份公司勘探与生产工程监督中心 目录 • • 一、钻井液的组成与体系分类一、钻井液的组成与体系分类 • • 二、钻井液功能与设计要求二、钻井液功能与设计要求 • • 三、钻井液现场配制与监测三、钻井液现场配制与监测 • • 四、钻井液性能测量与调整方法四、钻井液性能测量与调整方法 • • 五、地层对钻井液的影响及对策五、地层对钻井液的影响及对策 • • 六、钻井液对井眼稳定的影响与对策六、钻井液对井眼稳定的影响与对策 • • 七、现场钻井液评价七、现场钻井液评价 • 八、国内外钻井液概况国内外钻井液概况 股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 • • 1 1、、 钻井液的组成钻井液的组成 – 连续相 –固相 – 添加剂 （只有连续相的钻井液、无添加剂钻井液、无固相钻井液） 股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 1 1、、 钻井液的组成钻井液的组成 • 连续相 水：水基钻井液 油：油基钻井液 合成基液体：合成基钻井液 气体：空气、氮气、天然气(雾、泡沫 ) 股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 • 水基钻井液(包括水包油钻井液) 1、膨润土钻井液体系( None-Dispersed Drilling Fluid System ) 所谓膨润土钻井液是指通常用来钻浅部井段的钻井液， 如开钻钻井液、自然造浆钻井液、轻微处理钻井液等。

股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 膨润土钻井液 (1) 基本组成 预水化膨润土 烧碱(氢氧化钠) 纯碱(碳酸钠) (2) 特点 - 高膨润土含量 - 高粘度 - 高静切力 • 通常用于浅井井段的钻井中，也可做清扫液 股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 2、分散钻井液体系( Dispersed Drilling Fluid System ) 使用木质素磺酸盐、褐煤或丹宁类产品来分 散粘土矿物的钻井液体系 股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 分散钻井液 (1) 基本组成 - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 - 铁铬木质素磺酸盐稀释剂(FCLS) - 羧甲基纤维素钠盐降滤失剂(CMC) - 聚阴离子纤维素降滤失剂(PAC) - 改性淀粉降滤失剂 (2) 特点 - 易维护 - 低滤失量 - 无抑制性 股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 • 3、低固相钻井液体系( Low Solids Drilling Fluid System ) • 控制固相含量和类型，总固相含量不应超过 6%～10%，粘土含量应为约3%或更低；而钻屑 和膨润土含量比值应低于2:1；主要优点是可显 著提高机械钻速。

股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 低固相不分散钻井液 (1) 基本组成 - 高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝剂 (PAM、PHPA、KPAM) - 水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN、NH4PAN) - 羧甲基纤维素钠盐(CMC)或聚阴离子纤维素(PAC)降滤失剂 - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 (2) 特点 - 中等抑制性 - 难维护，电测、下套管难度大 - 高温稳定性较差 股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 4、聚合物钻井液体系( Polymer Drilling Fluid System ) 长链高分子量聚合物用于钻井液中，或是包被钻 屑以防止其分散，或是提高粘度和降低滤失量， 通常使用氯化钾或氯化钠等提高页岩抑制能力； 这种钻井液体系通常要求含有尽可能低浓度的膨 润土，对钙、镁等二价离子敏感 股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 氯化钾聚合物钻井液 (1) 基本组成 - 高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝 剂(PAM、PHPA、KPAM ) - 水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN，NH4PAN) - 低分子量聚合物解絮凝剂或木质素磺酸盐稀释剂(FCLS) - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 (2) 特点 - 强抑制性 - 高温稳定性较好 - 固容能力较强 - 对金属的腐蚀性较强 - 影响电测解释 股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 聚磺钻井液 (1) 基本组成 - 高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝 剂(PAM、PHPA、KPAM) - 水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN，NH4PAN) - 磺甲基酚醛树脂(SMP)和/或磺甲基褐煤(SMC)和/或褐煤 树脂共聚物(SNPH)降滤失剂 - 磺甲基丹宁稀释剂(SMT) - 磺化沥青防塌剂(FT-1) - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 (2) 特点 - 中等抑制性 - 良好的高温稳定性 - 抗污染能力较强 股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 阳离子聚合物钻井液 (1) 基本组成-1 - 高分子量阳离子聚合物包被絮凝剂 (CHM) - 小分子量阳离子有机化合物页岩抑制剂 (NW-1、 CSW-1) - 两性离子聚合物降滤失剂 (JT 888) - 两性离子聚合物解絮凝剂剂 (XY-27) - 阳离子型降滤失剂 (CLG) - 阳离子型防塌剂 (CEA) - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 两性离子聚合物钻井液 (1) 基本组成 - 高分子量两性离子聚合物包被絮凝剂 (FA367) - 低分子量两离子聚合物解絮凝剂 (XY-27) - 两性离子聚合物降滤失剂 (JT 888) - 磺甲基酚醛树脂 (SMP)和/或褐煤树脂共聚物 (SNPH )降 滤失剂和/或磺化沥青防塌剂 (FT-1) - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 (2) 特点 - 较强抑制性 - 良好的高温稳定性 - 抗污染能力强 股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 • 5、正电胶钻井液体系 • 正电胶钻井液体系是在预水化膨润土中加入混合 金属层状氢氧化物 (MMH)，使钻井液具有极高的 动切力和静切力 ，静止时形成“假固体”。

股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 MMH钻井液体系 (1) 基本组成 - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 - 混合金属层状氢氧化物 (MMH) - 降滤失剂 (改性淀粉类) (2) 特点 - 极高的动切力和静切力 (假固体) - 减少钻井液对井壁的冲蚀，有效地保护井壁 - 对污染敏感 - 注意选择体系使用的处理剂 股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 6、钙处理钻井液体系( Calcium Treated Drilling Fluid System ) 熟石灰、石膏或氯化钙处理的钻井液体系，可抗盐和硬 石膏的污染，但胶凝敏感且在高温下易导致固化作用 股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 钙处理钻井液体系 (1) 基本组成 - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 - 石灰和/或石膏 - 磺化栲胶和/或FCLS - 降滤失剂 (CMC或改性淀粉类) (2) 特点 - 抑制性强,使粘土保持适度絮凝 - 抗钙抗钻屑污染能力较强 - 较强的防塌性能 - 注意选择使用的钙的来源及pH值 股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 • 7、盐水钻井液体系( Saltwater Drilling Fluid System ) • 饱和盐水钻井液体系：氯离子浓度接近 190,000 mg/l (饱和)，通常用来钻盐岩地层。

• 盐水钻井液体系：氯离子浓度为10,000mg/l以 上 • 微咸水或海水钻井液体系：氯离子含量较低 股份公司勘探与生产工程监督中心 一一、钻井液的组成与体系分类钻井液的组成与体系分类 • 海水/盐水钻井液体系 (1) 基本组成 - 预水化膨润土和抗盐土 - 增粘剂 - 降粘剂(井浆转换) - 润滑剂 - 降滤失剂 (2) 特点 - 抑制性强,使粘土保持适度絮凝 - 抗盐、钙、镁污染能力较强 -对储层具有保护作用 - 注意防腐蚀 股份公司勘探。