复杂结构井特种钻井液及工业化应用

水平井钻井液技术

水平井技术是当代油气资源勘探开发的重点技术之一.从80年代末期开始，为了提高勘探开发综合经济效益，世界各油公司掀起了水平井的热潮，在生产中取得了重大经济效益，证实了水平井“少井高产”的突出优点，取得了减少油田勘探开发费用，加快资金回收，少占土地和减少环境污染等一系列经济效益和社会效益。

由于水平井在钻井过程中井斜角从0°~ 90°变化，因而水平井与直井钻井工艺有较大的差别，为了确保水平井的钻成井保护好油气层，对水平井的钻井液完井液提出了特殊要求，必须解决井眼净化、井壁稳定、摩阻控制、防漏堵漏和保护储层等问题。

一、井眼净化

井眼净化是水平井钻井工程的一个主要组成部分，井眼净化不好会导致摩阻和扭矩增加、卡钻；影响下套管和固井作业正常进行。

（一）影响井眼净化的因素

1、井斜角：环空岩屑浓度或临界流速随井斜角的增加而变大，而清洁率则随之下降

2、环空返速：其大小直接影响环空岩屑的运移方式、状态和环空岩屑浓度。提高环空运速：

环空岩屑浓度降低，井眼净化状况得以改善；岩屑床厚度降低或被破坏，井眼下侧不形成明显的岩屑床。

3、环空流型：<45°层流比紊流携屑效果好；45°~55°两种流

态的携屑效果基本相同。通过调整钻井液流变性能，改变层流速度剖面的平板程度来取代紊流，使钻井液在环空

靖南2010年区块钻井液方案

1 材料储备（华子平、延安、高沟口区块）

材料名称 PAM K-PAM ZNP-1 KCL CWD-1 SF 沥青粉 OSAM-K、SMT CMC QS-4 白土 NaOH 纯碱 石灰石 GD-1 合计 主要用途 絮凝 防塌絮凝 提粘、防塌 防塌 抑制防塌 降失水 防塌润滑 稀释 提粘、降失水 降失水 提粘切 调整PH值 防钙侵 提高密度 防漏、堵漏 加量 （%） 0．15-0．2 0．2-0．3 0．2-0．3 1．00-2．00 0．1-0．2 0．5-1.0 1．0-2．0 0．5-1．0 0．2-0．3 0.5-1 3-6 0．1-0．2 0.5 现场确定 0．2-0．3 储备总量（吨） 2.0 3.0 1 3-5 1 3.0 4.0 1-2 1-1.5 3-5 15-25 1-2 1 40．0 0.5 单价 15500 15500 15000 4200 15000 7800 5000 5500 20100 2000 710 2000 2000 450 22000 成本 31000 46500 15000 21000 15000 23400 20000 11000 20100 10000 170

江汉油田职业技术学校《钻井液》题库

一、选择题（50题）

1. 下列不属于钻井液功用的是（ ）

A.起升钻具 B.稳定井壁 C.冷却钻头 D.携带和悬浮岩屑 2.下列属于钻井液传递水动力功用的是（ ）

A.高压喷射钻井 B.降低了摩擦阻力 C.减弱泥页岩水化膨胀和分散的程度 D.防止沉砂卡钻 3.一般情况下钻井液成本只占钻井总成本的（ ）

A.2%~5% B.7%~10% C. 20%~30% D.80%~90% 4.下列不属于聚合物钻井液的有点是（ ）

A.对油气层的损害小 B.对钻头的损害程度较小

C.有利于提高钻速 D.有利于保持井壁稳定

5.聚合物钻井液具有较强的携带岩屑的能力，主要是因为这种钻井液的剪切稀释特性（ ），环空流体的粘度、切力较（ ）

A.弱，高 B.弱，低 C.强，低 D.强，高 6.在钻遇（ ）地层时，使用钾基聚合物钻井液可以取得比较理想的防塌效果。

A.砾岩 B.石

一、 分散钻井液的组成

1. 膨润土及原浆的配制

通常将以蒙脱石为主要成分的配浆土称为膨润土(Bentonite)。膨润土是分散钻井液中不可缺少的配浆材料，其主要作用在于提高体系的塑性粘度、静切力和动切力，以增强钻井液对钻屑的悬浮和携带能力；同时降低滤失量，形成致密泥饼，增强造壁性。

膨润土逐渐分散在淡水中致使泥浆的粘度、切力不断增加的过程称为造浆，在添加离子交换容量各不相同，来自不同产地的膨润土主要处理剂之前的预水化膨润土浆常称做原浆或基浆。几乎在所有室内实验中，首先都要进行原浆的配制。由于蒙脱石含量和阳，其造浆效果往往有很大差别。几种典型粘土造浆的曲线如图6-1所示。由图可见，所有各类粘土的造浆曲线都有一个共同点，即表观粘度较低时，其值随粘土含量的增加增长缓慢；当达到15mpa·s左右时，其值才随粘土含量的增加而明显上升。因此，常将每吨粘土能配出表观粘度为15mpa·s的钻井液体积称做粘土的造浆率(YieldofClay)。通常配浆土的质量是以造浆率来衡量的。从该图还可看出，配制1m315mpa·s的钻井液只需57kg 怀俄明优质膨润土，如使用低造浆率粘土，则需570kg，两者的用量为1:10。经换算，用1 t优质膨润土可配制出表观粘度为

CP6 Water based Drilling Fluids 第六章 水基钻井液 艺术的大道上荆棘丛生，这也 是件好事，常人都望而却步，只有 意志坚强的人例外。 ——《雨果论文学》

§6—1 分散钻井液 一.分散钻井液的组成 1.膨润土及原浆的配制 (1)膨润土?

(2)配浆土量计算：

土 浆 水 W V原浆 土 水

2.分散剂 丹宁、褐煤、铁铬木质素、CMC、NaOH等。 3.分散钻井液特点 (1)所用药品多为分散剂 (2)矿化度低 NaCl<1% [Ca2+]<120ppm (3)性能不稳定，易受污染。 (4)优点：工艺简单，成本低 细分散泥浆虽然缺点较多，但配制工艺 简单。处理剂用量少，成本低因此有的地 方仍在使用。

二、钻井液受侵及处理泥浆受侵指钻井过程中，地层中的物质进入泥浆 使其性能变坏的现象 侵污可分为三类型 可溶性盐(岩盐、石膏) 地层粘土、细砂 地层流体(油、气、水)

(一)钙侵1.污染源(1)钻遇石膏层 CaSO4 Ca2++SO42(2)钻水泥塞 水泥凝固后产生Ca(OH)2 Ca(OH)2 Ca2++2OH这两种情况在泥浆中可提供500~700ppm 的C

第十四章 钻井液有关计算

第一节 钻井液常用计量单位及其换算

一、长度单位及其换算

1、长度单位公英制换算表

2、长度单位换算系数表

3、英寸与毫米换算表（一）

4、英寸与毫米换算表（二）

5、英尺与米换算表

6、码与米换算表

二、面积单位及其换算

1、面积公英制单位换算表

2、常用面积单位换算系数表

平方公里 （km2） 1 1×10-6 1×10-10 9.29×10-8 6.45×10-10 8.36×10-7 1×10-4 1×10-2 平方米 （m2） 1×106 1 1×10-4 0.0929 6.45×10-4 0.8361 1×102 1×104 平方厘米 （cm2） 1×1010 1×104 1 929 6.451 8361 1×106 1×108 平方英尺 （ft2） 1.076×107 10.7636 1.08×10-3 1 6.94×10-3 9 1.076×103 1.076×105 平方英寸 （in2） 1.55×109 1.55×103 0.155 144 1 1296 1.55×105 1.55×107 平方码 （yd2） 1.196×106 1.196 1.19×1

在水基钻井液中加入一定量的零滤失井眼稳定剂即可以形成超低渗透钻井液。室内在水基钻井液中加入一定量的零滤失井眼稳定剂后,对钻井液的API滤失量、砂床滤失量、岩心滤失量、岩心承压能力、裂缝封堵和储层渗透率恢复值进行了评价。结果表明,砂床滤失量不是时间平方根的函数,与API滤失量没有对应关系;超低渗透钻井液对不同孔隙的砂床、岩心和裂缝具有很好的封堵能力,甚至实现零滤

小型油气藏

第12卷第3期

SmallHydrocarbonReservoirs

2007年9月

超低渗透钻井液研究与应用

王亚宁1　睢文云2　吴　青1　杨　静1　李世梅1

(1.江苏石油勘探局钻井处,江苏江都225261;2.江苏油田分公司石油工程技术研究院,江苏扬州225009)

摘要:在水基钻井液中加入一定量的零滤失井眼稳定剂即可以形成超低渗透钻井液。室内在水基钻井液中加入一定量的零滤失井眼稳定剂后,对钻井液的API滤失量、砂床滤失量、岩心滤失量、岩心承压能力、裂缝封堵和储层渗透率恢复值进行了评价。结果表明,砂床滤失量不

是时间平方根的函数,与API滤失量没有对应关系;超低渗透钻井液对不同孔隙的砂床、岩心和裂缝具有很好的封堵能力,甚至实现零滤失;通过增强内泥饼封堵强度可大幅度提高岩心承压能力;超低

钻井液性能对钻井的影响及对策

【摘要】随着全球对能源的需求的增长以及钻井技术的不断革新，复杂结构井的概念不断的被应用到实际的施工中。在这一过程中，不可避免的对钻井液的的性能提出了高更的要求以满足工程中的需要。本文首先对钻井液的性能分类以及作用机理进行了综述，进而分析了其性能及配伍性对钻井过程的影响，并提出了相应的处理措施以保证现场施工正常进行。

【关键词】钻井液 分类 性能 对策

1 引言

目前的油气资源勘探已经从赋存良好的地层走向了更加复杂的深部地层，在此过程中，随着钻井技术的不断提高，特别是复杂结构井的出现，油气勘探工作得到了更加迅猛的发展。其中深井超深井、水平大位移井技术因其有着传统钻井技术不可替代的优势，已经是我国乃至全球发展的重点。在这一过程中，不可避免的要对钻井液提出更高要求以满足这些技术的需求。钻井液性能的优劣以及配伍性的好坏都是影响钻井质量的重要因素。

2 钻井液的作用及分类

钻井液是钻井时用来清洗井底并把岩屑携带到地面，维持钻井操作正常进行的流体[1]。钻井液的名字有多种说法，并经历了一个逐渐演变的过程，在钻井的早期，用水做钻井液，在钻井过程中水与地壳表层的粘土混合，形成泥浆，所以人们习惯于称钻井液为钻井泥浆，但后来随着技术的不断发展，

中石化钻井公司钻井液技术文档

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 仪器名称 钻井液密度计 钻井液密度计 马氏漏斗粘度计 含砂量测定计 六速旋转粘度计 API失水仪 固相含量测定仪 高温高压失水仪 泥饼摩阻系数测定仪 天平 电炉 PH试纸(精密) 温度计 滤纸 秒表 量筒 量筒 量筒 钢板尺 注射器 电子计算器 电动搅拌器 离心机 洗瓶 移液管 移液管 移液管 移液管 锥形瓶 锥形瓶 各种手工工具 高压气瓶 单轴高速搅拌器 广口瓶 烧杯(带刻度) 烧杯(带刻度) 塘瓷杯 塘瓷杯 移动储存器 电脑 滚子加热炉 钻井液测试仪器配套标准 规格 范围1.00-2.50 范围1.00-2.00 灵敏度0.1克 1000瓦 量程0-105℃,分度值为1 瓦特曼型或相当产品 灵敏度0.1秒 10毫升 25毫升 50毫升 分度值1mm 2毫升 500毫升 1毫升 2毫升 5毫升 10毫升 50毫升 100-250毫升 500毫升 250毫

钻井液基本知识

井液是用于钻井的流体，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+Pe P----钻井液密度g/cm3 式中：

P地----地层压力MPa

钻

H-----井深m

Pe-----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，钻井液密度的作用是通过钻井液柱对井底和井壁产生压力，以平衡地层中油、气压力和岩石侧压力、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