钻井液课程报告
钻井液流变性测定
中国石油大学钻井液工艺原理实验报告
实验日期：2011/4/26 成绩：
班级：学号：姓名：教师：
同组者：
实验一钻井液流变性测定
一 .实验目的
1. 掌握六速旋转粘度计的应用方法。
2. 掌握如何判断钻井液的流型及对应流变参数的计算方法。
3. 比较各流变模式与实际流变曲线的吻合程度，弄清各种模式的特点。
4. 掌握钻井液增粘剂及降粘剂对钻井液流变性的影响。
二.实验原理
1. 旋转粘度计工作原理
电动机带动外筒旋转时，通过被测液体作用于内筒上的一个转矩，使与扭簧相连的内筒偏转一个角度。根据牛顿内摩擦定律，一定剪功速率下偏转的角度与液体的粘度成正比。于是，对液体粘度的测量就转换为内筒的角度测量。
2. 流变曲线类型、意义。
流变曲线是指流速梯度和剪切应力的关系曲线。根据曲线的形式，它可以分为牛顿型、塑性流型、假塑性流型和膨胀性流型。为了计算任何剪切速率下的剪切应力，常用的方法是使不同流变模式表示的理想曲线逼近实测流变曲线，这样，只需要确定两个流变参数，就可以绘出泥浆的流变曲线。
牛顿模式反映的牛顿液体，其数学表达式为：
τ =η·D
宾汉模式反映的是塑性液体，其数学表达式为：
τ =τ 0 +ηp·D
指数模式反映的是假塑性流体，其数学表达式为：
τ =K·D n 或 Lgτ =lgK + n·lgD
卡森模式反映的是一种理想液体，其数学表达式为：
τ1/2 =τ1/2 c +η1/2∞ .D1/2
实际流变曲线与那一种流变模式更吻合，就把实际液体看成那种流型的流体。
三. 实验仪器及药品
实验仪器：ZNN-D6 型旋转粘度计；高速搅拌器。
钻井液参数测定及维护
（2）调整塑性粘度的方法。A.降低塑性粘 度的方法是通过合理使用固相控制设备、 加水稀释或化学絮凝的方法，降低固相含 量，达到降低塑性粘度的目的。B.提高塑 性粘度的方法是增加钻井液中高分子聚合 物的用量，混入原油、加入低造浆率的膨 润土、重晶石粉或适当提高pH值。
（3）调整表观粘度的方法。A 降低表观 粘度的方法是在钻井液中加入清水、混入 稀钻井液和用稀钻井液来降低粘度。B 提 高表观粘度的方法是在钻井液中加入膨润 土（或预水化膨润土浆）、纯碱、烧碱等。
–流变曲线 •①牛顿液(Newtonian Fluid) •②指数液(百度文库ower-law Fluid)
•③塑性液(Bingham Fluid) τ
•④膨胀液(Swell Fluid)
τ5 O
τS
3
2 1
4
γ
– 钻井液的触变性
τ
• 搅动后变稀,静置后变稠。
静切力随静置时间延长而增大。
– ①快的强凝胶
塑性粘度ηS(PV - Plastic Viscosity) 动切应力τO(屈服值)(YP - Yield Point)
• 检测仪器:旋转粘度计(Rheometer)
• 测定方法
• 参数计算
1 AV 2 600
(mPa S)
PV 600 300
(mPa S)
0 0.511(300 s )
中国石油大学-钻井液常规性能测试
中国石油大学油田化学实验报告
实验日期:成绩:
班级:学号:姓名:教师:
同组者:
钻井液常规性能测试
一、实验目的
1、掌握六速旋转粘度计的使用方法以及钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力的测定和计算方法；
2、掌握静滤失仪的使用方法以及钻井液滤失量、pH值和泥饼厚度的测定方法；
3、掌握钻井液膨润土含量的实验原理和测定方法；
4、掌握钻井液密度的测定方法；
5、掌握钻井液漏斗粘度的测定方法；
6、掌握钻井液固相含量的测定方法和实验原理。
二、实验原理
1、六速旋转粘度计的工作原理、使用方法及粘度和切力的计算
（1）六速旋转粘度计的结构和工作原理
六速旋转粘度计（图1）是以电动机为动力的旋转型仪器。被测液体处于两个同心圆筒间的环形空间内。通过变速传动外转筒以恒速旋转，外转筒通过被测液体作用于内筒产生一个转矩，使同扭簧连接的内筒旋转了一个相应角度，依据牛顿定律，该转角的大小与液体的粘度成正比，于是液体粘度的测量转为内筒转角的测量。记录刻度盘的表针读数，通过计算即为液体表观粘度、塑形粘度和动切力。
图1 六速旋转粘度计及变速拉杆
（2）六速旋转粘度计的使用方法
①接通电源，拨动三位开关至高速位置，待外筒转动后，将变速拉杆的红色球形手柄（手柄位置与转速的选择如图1）放置在最低位置，此时外筒转速即为600rpm。观察刻度盘是否对零（若不对零，可松开固定螺钉调零后再拧紧）、外筒是否偏摆（若偏摆，应停机重新安装外筒）。检查调速机构是否灵活可靠。
②将刚高速搅拌过的钻井液倒入泥浆杯中至刻度线（此处钻井液的体积为350ml），立即置于托盘限位孔上，上升托盘，使液面与外筒刻度线对齐，拧紧托盘手轮。迅速从高速（600rpm）到低速（3rpm）依次测量。待刻度盘读数稳定后，记录各转速下的读数Ф。
中国石油大学(油田化学)实验报告_实验三__钻井液钙侵及处理
中国XX大学（油田化学）实验报告
实验三钻井液钙侵及处理
1. 了解一般淡水钻井液钙侵后性能的变化规律。
2. 学会钙侵钻井液性能的调整
二. 实验原理
1. 钻井液钙侵后，原来的钠质土变为钙质土，其ξ电位降低，水化膜变
薄，粘土颗粒间形成或增强絮凝结构。从而导致钻井液粘度、切力上升、失水增大。当钙侵到一定程度后，粘土颗粒继续变粗而沉淀，此时粘土分散度明显降低，使粘度、切力转而下降，失水继续增大。钻井液性能参数变化趋势见下图。
2. 钙侵钻井液加入适量有机处理剂（稀释剂）后，一是拆散因钙离子作
用形成较大较强的粘土絮凝结构，使钻井液处于适度絮凝状态，二是保护粘土颗粒使它保持适度尺寸，不至于结合而又变得过大，从而使钻井液性能得到改善。
三．仪器、药品
仪器：ZNN-D6粘度计一台；电子天平一台。
药品：CMC、降粘剂。
四．实验步骤
1．取原浆500ml高搅5分钟，测其性能。
2．各组按下表加生石灰，高速搅拌10分钟后测全套性能。
3．根据加生石灰后的钻井液性能，加适量稀释剂和降失水剂使其性能得到恢复。处理剂加量参考下表：
五．实验数据及处理
1．将所得数据及计算结果整理列表，如下所示：
表一钻井液钙侵数据记录表
数据的计算与处理：
(1)测得的是在7.5分钟下的滤失量，经理论推证，30分钟下的滤失量是其
两倍，所以：
在基浆+CaO液体组成下，×2=25（ml）
在基浆＋CaO+降粘剂＋降虑失剂液体组成下，×2=15（ml）
表二钻井液钙侵数据统计表
(2)泥浆剪切应力τ0与粘度计读数Ф的对应关系为
×(2φ300-φ600)：
τ
以1/2组数据为例，当转数为600时，读数为23格，当转数为300格时，读数为20：
油田化学-钻井液化学(第二章)
钻井液的滤失量是指钻井液在一定温
度、一定压差和一定时间内通过一定面 积的渗滤面所得的滤液体积（mL）。
二、滤失类型
1、瞬时滤失：钻井液与新地层接触的瞬 间，泥饼尚未形成时的滤失 2、动滤失：钻井液在循环过程中的滤失 3、静滤失：钻井液停止循环时发生的滤 失
三、滤失量影响因素
假设条件： 1 滤失前后固相体积分数不变； 2 钻井液中固相体积分数保持不变
碱性来源 :OH-、CO3
2-、
第二章
HCO3pH值
(2)钻井液酸碱性表示方法
碱度 pH值法缺点：pH值不能反映维持钻井液碱性的
离子种类和类型。
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一、钻井液酸碱性表示法 钻井液工艺原理电子教案 （3）碱度表示法
第二章
碱度:用[0.01M]的标准硫酸中和1mL样品(滤 液)至指示剂变色时所需的体积(单位：mL)。
钻井液对酸碱性的要求
一般钻井液的Pf=1.3~1.5mL；
第二章
饱和盐水钻井液Pf在 1mL以上； 海水钻井液Pf=1.3~1.5mL； 深井抗高温钻井液Mf/ Pf应控制在3以内
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二、钻井液酸碱性调整 钻井液工艺原理电子教案
第二章
1、烧碱（NaOH） 2、氢氧化钾（KOH）
上一内容
水基钻井液—聚合物钻井液
任务三：
聚合物钻井液
课程名称：泥浆材料检测与应用
知识点 01 聚合物钻井液简述 知识点 02 聚合物钻井液优势 知识点 03 聚合物钻井液分类
项目一：水基钻井液
任务 03 聚合物钻井液
知识点 1 定义
聚合物钻井液 将聚合物作为主处理剂或主要用聚合物调控性 能的钻井液体系。
项目一：水基钻井液
任务 03 聚合物钻井液
知识点 2 优势
1 具有较高的剪切稀释作用和良好的触变性。 2 有效地抑制岩石的吸水分散作用，合理地控制钻井 液的流型，减少对井壁的冲刷。 3 对油气层的损害小，有利于发现和保护产层。 4 防止井漏发生。 5 钻井成本低。
项目一：水基钻井液
任务 03 聚合物钻井液
知识点 3 分类
Hale Waihona Puke Baidu
聚合物钻井液分类： 阴离子聚合物钻井液 阳离子聚合物钻井液 两性离子聚合物钻井液
钻井工程实验报告
钻井工程实验报告
1. 引言
本实验旨在通过模拟钻井过程，探索钻井工程中的一些关键问题，包括钻井液性能、井眼稳定性和井底压力控制等。本文将从实验设计、实验过程和结果分析三个方面进行描述和分析。
2. 实验设计
2.1 实验目的
本实验主要有以下两个目的： - 评估不同类型钻井液对井壁稳定性的影响。 -
考察不同操作参数对井底压力的控制效果。
2.2 实验装置
本实验使用以下设备和材料： - 钻井工程模拟装置 - 钻井液样品（包括水、泥
浆和油基钻井液等） - 流体性能测试仪
2.3 实验步骤
本实验的步骤如下： 1. 在钻井模拟装置中设置井眼模型和井筒模型。 2. 将不
同类型的钻井液依次注入井筒模型中。 3. 观察和记录钻井液在井筒中的环境变化。
4. 测试不同操作参数下的井底压力变化。
3. 实验过程
3.1 钻井液性能评估
在钻井模拟装置中，我们使用了三种不同类型的钻井液：水、泥浆和油基钻井液。通过观察和记录钻井液在井筒中的流动性、黏度、压力等参数变化，我们评估了不同钻井液对井壁稳定性的影响。
实验结果显示，水作为钻井液时，井筒稳定性较差，容易发生井壁塌陷；泥浆作为钻井液时，井筒稳定性良好，较少发生井壁塌陷；油基钻井液作为钻井液时，具有较好的井筒稳定性和封隔效果，能够有效防止井壁塌陷。
3.2 井底压力控制
在本实验中，我们还测试了不同操作参数（如钻头转速、钻井液泵速度等）下的井底压力变化。通过调整这些参数，我们探索了井底压力对钻井工程的影响。
实验结果显示，在一定范围内调整钻头转速和钻井液泵速度，可以有效控制井底压力，并保证钻井过程的安全性和高效性。过高或过低的井底压力都会带来一系列问题，如井壁崩塌、破坏地层和损坏钻具等。
钻井液和完井液化学钻井液概论学习教案
1
第一页，共49页。
第一节 钻井液的功用、类型(lèixíng)和组成
完井液 ——在油气井完井作业过程(guòchéng)中所使用的工作液统 称为完井液（Completion Fluids）。这些作业包括钻开油层、下套 管、射孔、防砂、试油、增产措施和修井等。因此从广义上讲，从钻 开油层到采油及各种增产措施过程(guòchéng)中的每一个作业环节， 所使用的与产层接触的各种工作液体系统称为完井液。国外一般把钻 开油层的工作液称为钻开液（Drill-in fluids），将射孔、防砂以 及各种增产措施中用于产层的工作液称为完井液（CompletionFluids），将为维护或提高产能而修井时所用的工作液称为修井液 （Workover Fluids）。
第1页/共49页
第二页，共49页。
第2页/共49页
第三页，共49页。
钻井液的主要(zhǔyào)功能
控制压力
携带、悬浮岩屑
传递水功率 冷却、润滑
第3页/共49页
第四页，共49页。
形成泥饼 保护油气层
钻井液的主要(zhǔyào)功能
1．携带和悬浮岩屑 这是钻井液首要和最基本(jīběn)
的功用 2．稳定井壁和平衡地层压力 3．冷却和润滑钻头、钻具 4．传递水动力
第4页/共49页
5．获取井下信息
第五页，共49页。
钻井液完井液技术手册
钻井液完井液技术手册
钻井液和完井液是石油钻探过程中非常关键的两种液体。它们在钻井过程中起到了很大的作用，既有助于钻井的顺利进行，又能保护钻井井壁和油层。钻井液和完井液技术手册提供了有关这两种液体的详细信息和使用指导，以帮助从业人员正确使用和管理这些液体。
1. 钻井液技术手册
1.1 钻井液的基本概念
钻井液是钻井作业中的一种特殊液体，由水、泥土、聚合物、添加剂等组成。它主要用于冷却钻头、清洗井壁、抬升钻屑和稳定井壁等。钻井液能够有效地保护井壁，防止井壁塌陷，从而维持钻井的稳定。
1.2 钻井液的分类
根据其组成成分和性能特点，钻井液可以分为水基钻井液、油基钻井液和气体钻井液等。不同的钻井液适用于不同的钻井条件和地质环境。
1.3 钻井液的性能要求
钻井液必须具备一定的性能指标，例如流变性能、持液能力、
排滤性能和环境友好性。这些性能要求对于钻井的顺利进行至关重要。
1.4 钻井液的添加剂
钻井液中添加剂的选用和使用量对钻井液性能起着重要的影响。添加剂可以改善钻井液的性能，提高钻井效率并降低成本。在选用
添加剂时，必须考虑其环境影响和健康安全。
1.5 钻井液的处理和回收
钻井液在使用过程中会受到各种污染物的影响，因此需要进行
处理和回收。合理的处理和回收技术可以减少环境污染，降低成本，并延长钻井液的使用寿命。
2. 完井液技术手册
2.1 完井液的基本概念
完井液是在井筒完井后注入井筒的一种特殊液体。它主要用于
封堵油层裂缝、增加油层产能、保护完井设备和提高油井的采油效率。完井液对提高油井开发效益起着至关重要的作用。
钻井液知识详解
钻井液
钻井液是用于钻井的一种循环流体，在钻井过程中有着特别重要
的作用。人类最早进行旋转钻井时用的循环流体是清水，钻进时因
地层中的泥质成分不断分散在水中而变成混浊的泥水，当时，把它
称之为“泥浆”。以后，随着钻井的实践和进展，钻井时用的泥浆
还可用油和气体，从而形成了不同类型的钻井液流体，故而称其为
钻井液。
钻井液是钻井施工中非常重要的组成部分，钻井液性能的优劣对
钻井速度、钻井平安和油井投产后产量的凹凸有着至关重要的作用。钻井过程中若失去钻井液的循环，钻井工作则无法进行，故人们常
用“泥浆是钻井的血液”来形象地比方钻井液在钻井中的重要地位。钻井液主要有六项功能。
携带和悬浮井筒中的岩屑。钻井液是一种胶状的流体，在钻进循
环钻井液时能将钻头破裂的岩屑带出地面，在钻井泵不能工作或起
下钻的过程中，钻井液还可将岩屑悬浮在井筒内并使之不致下沉到
井底。
平衡井下地层压力。地层中油、气、水层的压力是不同的，因此
要求使用有肯定密度的钻井液，平衡地层流体的压力以防止发生井喷。
冷却、润滑钻头和钻具。钻头和钻具在井下工作时与地层摩擦发热，钻井液在不断循环的过程中可汲取并带走热量，钻井液从井内
返出流到地面后，可自行放出汲取在钻井液中的热量，同时，钻井
液还对钻头和钻具有润滑的作用。
爱护井壁。由于井下地层岩石中有孔隙、裂缝，在压力下钻井液
中的自由水会向地层内渗透，钻井液中固相颗粒粘附在井壁上形成
薄而坚韧的滤饼，可爱护井壁不垮不塌。
爱护油气层。钻井过程中使用优质的钻井液可削减钻井液液柱压
力与井下产层的压差，在井筒的井壁上形成优质的滤饼，防止钻井
钻井液 实验报告 实验报告3 泥浆性能的测试(1)
本科生实验报告
学号：姓名：课程：钻井液工艺原理课程号：0201171 成绩：
实验二泥浆性能的测试
一、实验目的
通过实验掌握泥浆基本性能指标及其测定方法；掌握常规泥浆性能测定仪器使用方法。
二、实验内容
1、泥浆比重、粘度、失水量、切力、含砂量、pH值等主要性能的测定仪器结构原理及操作方法。
2、泥浆流变参数、失水性能、比重、含砂量及pH值等性能测定。
三、实验仪器、设备及药品
（一）仪器、设备
D90-1型电动搅拌机、GJ-1型高速搅拌机、NN-D6型电动六速旋转粘度计、SD型多联中压滤失仪、1002泥浆比重秤、天平、量具、不锈钢尺、秒表、1006型泥浆粘度计（漏斗粘度计）。
（二）药品
粘土粉、广泛pH试纸、定性滤纸
四、实验方法及步骤
（一）泥浆比重的测定
1、仪器：1002型泥浆比重秤
2、测定步骤
a)校正比重秤：先在泥浆杯中装满清水，盖好杯盖，将盖上及周围溢出的清水擦干后，
再将比重秤横梁置于支架上，移动游码至比重为1.00的刻度处。如水平泡位于中
间，则仪器是准确的；否则应调整调重管内的重物，使水平泡处于正中位置。
b)泥浆比重的测定：将校准好的比重秤擦干，把待测泥浆注入泥浆杯中，加盖并将溢
出的泥浆擦干，然后将其置于支架上。移动游码，使水平泡处于中间位置，此时读
出横梁上的刻度值（精确到0.01）便是所测泥浆的比重。
c)测定结果后，将泥浆杯中的泥浆倒出，洗净，擦干放置，不应把横梁长期置于支架
上。
（二）泥浆粘度、切力的测定
1、漏斗粘度的测定
（1）仪器：马氏漏斗
（2）测定步骤
a)将漏斗垂直，用手握紧漏斗，并用手指堵住漏斗下部的流出口，将新取的钻井液
钻井液实验报告
本科生实验报告
2. 钻井液中膨润土含量
一、实验目的
通过实验掌握：1）用亚甲基蓝(Methylene Blue)测定钻井液的阳离子交换容量（Cation Exchange Capacity--CEC ）的方法；2）确定钻井液中膨润土含量（Bentonite Content of Mud ）；3）进一步加深对粘土矿物吸附特性的认识。 二、实验内容
亚甲基蓝测试、阳离子交换容量和钻井液中膨润土含量测定。 三、实验原理
亚甲基蓝分子式为O H SCl N H C 2318163 ，是一种常见染料，在水溶液中电离出有机阳离子和氯离子，其中的有机阳离子很容易与膨润土发生离子交换。 四、仪器和试剂
1. 亚甲基蓝溶液(Methylene blue solution)：1mL=0.01毫克当量（3.20克试剂级亚
甲基蓝溶成1L 溶液）
2. 双氧水(Hydrogen peroxide)：3％溶液
3. 稀硫酸(Dilute sulfuric acid)：约2.5mol/L
4. 250mL 带胶塞烧瓶(250mL Erlenmeyer flask with rubber stopper)
5. 移液管(Serological pipettes)：1mL 一只，5mL 一只
6. 滴定管(Burette)：10mL
7. 量筒(Graduated cylinder)：50mL 8. 电炉(Hot plate)
9. 玻璃棒(Stirring rod) 10. 滤纸(Filter paper) 五、实验方法及步骤 a) 将2mL 钻井液（或需使用2～10mL 亚甲基蓝的对应的体积）加入已加入10mL 水的250mL
钻井液完井报告
钻井液完井报告
一、引言
钻井液完井报告旨在总结和记录钻井液在油井完井过程中的使用情况、性能表现以及相关数据，以供后续评估和参考。本文将从以下几个方面对钻井液完井报告进行详细描述。
二、钻井液配方及性能
1. 钻井液配方
钻井液配方是指根据油井地质条件、井深、井眼直径等因素，合理选择和配置钻井液的成分和比例。配方中常包括基础液、增稠剂、润滑剂、分散剂、酸化剂等，根据需要还可添加其他特殊功能剂。2. 钻井液性能
钻井液性能是指钻井液在油井完井过程中的物理和化学特性。主要包括稠度、黏度、密度、润滑性、抗砂能力、渗透控制性等。这些性能指标对于保证井眼稳定、减少井壁塌陷、控制井壁渗流等具有重要作用。
三、钻井液使用情况
1. 钻井液使用量
记录钻井液的使用量是评估钻井液效果的重要依据。包括各个阶段的使用量、总使用量、平均日使用量等指标，以及与设计量的对比。
2. 钻井液性能表现
钻井液性能表现是指钻井液在完井过程中的表现和效果。包括井壁稳定性、井壁塌陷情况、井眼质量、井壁渗流等指标的评估和记录。
四、钻井液相关数据统计与分析
1. 钻井液化验数据
钻井液化验数据是对钻井液进行检测和分析的结果。包括钻井液的密度、黏度、pH值、固相含量、电导率等指标。通过对这些数据的统计和分析，可以评估钻井液的性能和稳定性。
2. 钻井液处理数据
钻井液处理数据是指钻井液在完井过程中的处理情况。包括钻井液的补充、调整、循环、清洗等处理操作的记录和统计。通过对这些数据的分析，可以评估钻井液的管理和操作是否合理。
五、钻井液完井效果评价
钻井液完井效果评价是对钻井液在完井过程中的总体表现进行综合评估。包括井眼质量、井壁稳定性、井壁渗流、井身完整性等方面的评价。通过对这些评价结果的分析，可以为后续井下作业和油井生产提供参考和依据。
聚合物钻井液
引言
分 散 度 （ 土 量 相 同 时 ，为 粒 子 浓 度 ）
分散状态 多级分散粒子的级配
粒
子
的
结 合结粒
合 度
方
式
、
形
式
、
程
度
其中，分沉散降状离法态心：沉重测降力定：沉0方降.0：法1～2～：201μ0m0μm ① 粒度分显布微镜：法沉：光降学天显平微镜，：库0.8尔～特15计0μ数m 器，激光
26
钻井液稠化原因
当钻井液中固相含量高和外界污染改变粘土表面性质时， 极易形成：边 — 边、边 — 面联结的空间网架结构，
从而造成： • 钻井液结构粘度增加； • 网状结构包住大量自由水，流动阻力增加。
27
水基钻井液流变性表达式
联立Einstein和Hiemenz以及Binhanm公式，可
得x ：s G 0(1 k khS) G
吸附键
水化膜厚
分子结构
吸附量
表面晶型
7
一、钻井液及处理剂的发展
现代钻井技术对钻井液的要求：
辅助钻井提高钻井速度。 保证钻井井下安全，防止钻井过程中各种复 杂问题发生，如井塌、卡钻、井喷、井漏等。 保护油气层，提高油气井产量。
钻井液及其处理剂正是在不断满足钻井工程要 求的基础上发展起来的。
8
钻井液应用规律和效能评价
钻井液基本解析
注：详见第四章
钻井液工艺技术是油气钻井工程的重要组成部分。随着钻井难度的逐渐增 大，该项技术在确保安全、优质、快速钻井中起着越来越重要的作用。钻 井液最基本的功用有以下几点： 1、携带和悬浮岩屑 。 2、稳定井壁和平衡地层压力。
3、冷却和润滑钻头、钻具。
4、传递水动力。 5、保护油气层。 6、形成一层簿的泥饼从而封住所钻开地层的孔隙和裂缝。
在钻井液工艺中，控制和调整钻井液滤失性能的关键在于改善滤饼的质量， 这里既包括增加滤饼的致密程度，降低其渗透性，同时又包括增强滤饼的 抗剪切能力和润滑性。主要调整方法是根据钻井液类型、组成以及所钻地 层的情况，选用适合的降滤失剂。
三、钻井液的流变性
钻井液的流变性是指钻井液流动和变形的特性。该特性通常是由不同的流 变模式及其参数来表征的，最常用的流变模式为宾汉和幂律模式。其中宾 汉模式的参数为塑性粘度和动切力；幂律模式的参数为流性指数和稠度系 数。此外，漏斗粘度、表观粘度和静切力等也是钻井液的重要流变参数。 由于钻井液的流变性与携岩、井壁稳定、提高机械钻速和环空水力参数计 算等一系列钻井工作密切相关，因此它是钻井液最重要的性能之一。流变 性能的调整通常是通过钻井液处理剂来实现。
加重剂
SDMC 重晶石 英文：Barite powder SL—BAR 加重剂 产品描述：重晶石是一种以BaSO4为主要成分的天然矿石，经过机械加工 而成的灰白色粉末产品。主要用于提高密度不超过2.30g/cm3的水基钻井 液和油基钻井液的密度。 SL—BAR技术要求 性能 指标 密度，g/cm3 ≥4.20 水溶性碱金属（以钙计），mg/kg ≤250 大于75μm的筛余物质量分数，%（m/m） ≤3.0
钻井液常规性能测试
中国石油大学（华东）油田化学基础实验报告
班级：石工1412 学号：姓名：教师：范鹏
同组者：
实验日期： 2016.9.28
实验一、钻井液常规性能测试
一、实验目的
1、掌握六速旋转粘度计的使用方法以及钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力的测定和计算方法；
2、掌握静滤失仪的使用方法以及钻井液滤失量、pH值和泥饼厚度的测定方法；
3、掌握钻井液膨润土含量的实验原理和测定方法；
4、掌握钻井液密度的测定方法；
5、掌握钻井液漏斗粘度的测定方法；
二、实验装置
钻井液：400ml 高速搅拌机六速旋转粘度计打气筒失水仪滤纸量筒秒表钢板尺 PH试纸亚甲基兰溶液酸式滴定管玻璃棒
三、实验步骤
1、用高速搅拌器高速搅拌钻井液10min。
2、使用六速旋转粘度计测定并计算钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力；
3、使用打气筒滤失仪测定钻井液滤失量、泥饼厚度和pH值；
4、测定并计算钻井液膨润土含量；
5、学习并掌握测定钻井液密度的方法；
6、学习并掌握测定钻井液漏斗粘度的方法。
四、实验数据记录与处理
1.数据记录
实验二无机电解质对钻井液的污染及调整
污染实验数据班级汇总表
2.数据处理
本组实验所得数据处理结果:
表面粘度AV=0.5 x Ф600=0.5x12=6 mPa.s
塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=12-7=5 mPa.s
动切力YP=0.511 x （2 x Ф300-Ф600）=1.022 Pa
钻井液膨润土含量=
泥
甲V 01.0V ⨯×
70100
×1000=14.3×泥
甲V V =14.3×
2
6
5⋅=40.04 g/l （1）基浆：
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中国地质大学本科生课程报告
课程名称钻井液工艺学
姓名
班级
学号
指导老师
专业
所在院系
日期: 年月日联系方式:
目录
1.国外抗高温水基钻井液 (4)
1.1SIV钻井液体系 (5)
1.2 海泡石钻井液 (5)
1.3 皂石-海泡石聚合物钻井液体系 (5)
1.4低胶体钻井液体系 (6)
1.5高固相抗絮凝聚合物钻井液体系 (6)
1.6分散性褐煤-聚合物钻井液 (6)
2.国内的研究现状 (7)
2.1 磺化钻井液 (8)
2.2 聚磺钻井液 (8)
2.3 有机硅氟聚合物抗高温钻井液体系 (9)
2.4 抗高温高密度海泡石钻井液体系 (9)
2.5 耐温耐盐共聚物钻井液 (9)
3.课程感悟 (9)
抗高温水基钻井液简介
随着石油工业的发展和全球对石油需求的增加，油气勘探的深度在不断增加，深井、超深井的钻探规模也在越来越大。在钻井的过程中，由于低温梯度和压力梯度的存在，井眼越深，钻井的技术难度越大，对于钻进液的要求也就越高。
在高温条件下，钻井液处理剂会发生降解、交联、发酵、失效等变化，从而使钻井液性能发生剧变，并且不易调整和控制，严重时将导致钻井作业无法正常进行；为了平衡高的地层压力，钻井液必须具有很高的密度。这种情况下，发生压差卡钻及井漏、井喷等井下复杂情况的可能性会大大增加，要保持钻井液良好的流变性和较低的滤失量亦会更加困难。鉴于环保、安全以及荧光和成本问题，目前用于深井钻探的钻井液倾向于采用水基钻井液体系。本文通过阅读相关文献材料，结合上课所讲内容，简单介绍几种国内外抗高温水基钻井液：
1.国外抗高温水基钻井液
国外深井、超深井钻井起步较早，上个世纪60 年代，研究成功了抗盐、抗钙和抗150℃～170℃的铁铬盐降粘剂；70 年代，研究成功了磺化褐煤、磺化丹宁、磺化酚醛树脂以及它们与磺化褐煤的缩合、复合物，这类处理剂的抗温能力大部分在180℃～200℃之间；同时，也研制出改善高温流变性的低分子量聚丙烯酸盐和降高温高压滤失量的中分子量聚丙烯酸盐。由于褐煤类产品高温氧化降解，钻井液被盐和钙污染后增稠，降滤失效果下降；聚丙烯酸盐类不含铬，热稳定性好，但抗二价阳离子能力差；磺化酚醛树脂类必须和磺化褐煤类配合使用效果明显，但抗温和抗盐效果有限。为此国外钻井液工作者在80 年代进行了广泛而深入地研究，研制出了HT-Polymer、Pyro Trol、Kem Seal等。目前
国外成功应用于现场的深井、超深井钻进液有：
1.1SIV钻井液体系
SIV钻井液体系是一种独特的钻井液体系。这种钻井液体系的主要成分SIV 是一种由钠、锂、镁和氧组成的合成多层硅。SIV 是一种白色粉末，其结构类似于天然的膨胀性微晶高岭石粘土，热稳定性高达370℃。其特点是杂质含量低，剪切后粘度恢复快，包被能力强，抗高温能力强；水溶液透明度高，对钻屑和岩心的损害很小。这种钻井液体系在233℃的温度下仍然保持良好的粘度，不发生高温絮凝等问题。
1.2 海泡石钻井液
海泡石是一种富含纤维质和镁的粘土矿物，其结构与坡缕石相似。海泡石的特点是其颗粒为条状，随着温度的升高而转变为薄片状结构的富镁蒙脱石（Stevensite )，使得海泡石比凹凸棒土能更好地控制流变性和滤失量，更适合用于抗高温钻井液中。使用海泡石的钻井液配方是由Carney和Meyer 1975年第一次设计的。海泡石粘土基浆能抗电解质，有较高的热稳定性，高的胶凝强度和优良的抗剪切能力。在高温静止情况下，海泡石基浆能保持可逆的胶体结构，在剪切条件下粘度不降低。另外，海泡石是通过增加基浆的屈服值来增粘的，与基浆的塑性粘度无关。海泡石钻井液抗温能力高，在238℃条件下仍具有较好的性能。
1.3 皂石-海泡石聚合物钻井液体系
皂石-海泡石聚合物钻井液体系主要由皂石、海泡石、高相对分子质量聚合物降滤失剂、低相对分子质量聚合物解絮凝剂等组成。这种钻井液体系可用各种
类型的水（淡水、海水和盐水）配浆，在260℃（500℉）条件下仍具有良好的流变性和较低的滤失量，且具有良好的抗污染（盐、钙、镁、碳酸盐等）能力，并易于测试、维护和处理。
1.4低胶体钻井液体系
低胶体水基钻井液热稳定性达260℃，当温度达204℃，钻井液的稠度不会增加。这种钻井液在高温下与油基钻井液的流变性一样。该钻井液的突出特点就是在配制过程中，膨润土的用量要随井温和钻井液的密度增加而逐渐减小，并且钻井液中主要加入木质素铬、褐煤和树脂、高温滤失控制剂和液体稳定剂、聚合物增粘剂。这种钻井液对固相含量要求严格。
1.5高固相抗絮凝聚合物钻井液体系
这种钻井液体系主要是由一种聚合物增粘剂、一种聚合物解絮凝剂和一种聚合物降滤失剂组成的，用重晶石进行加重，用氢氧化钠来控制钻井液的pH值。这种钻井液体系的密度可高达2.51g/cm3，在温度为177℃（350℉）的条件下能保持良好的流变性。这种钻井液能抗钙、镁和钠等离子的污染，也能抗碳酸盐、水、油和各种气体的污染。而且这种钻井液对钻屑含量限制不大。
1.6分散性褐煤-聚合物钻井液
分散性褐煤-聚合物钻井液体系一直广泛应用于墨西哥湾的钻井中，可用于各种井下条件。其主要组成为：膨润土、烧碱、石灰、聚阴离子纤维素（PAC）、褐煤-聚合物分散剂、褐煤-聚合物降滤失剂、铬褐煤、褐煤-树脂降滤失剂、天然沥青基处理剂、低相对分子质量共聚物解絮凝剂、阴离子型磺化聚合物降滤失剂、氯化钠、重晶石，且每种处理剂性能单一。在密度高达2.088 g/cm3、井底温度
高达212.8 ℃的情况下，钻井液性能稳定，满足钻井和其它工程的要求。并且钻井液具有较强的抗污染能力和抑制能力，对环境无影响。
2.国内的研究现状
国内上个世纪70 年代以罗平亚院士为代表的一批学者研究开发出一系列抗高温处理剂。诸如：磺甲基褐煤（SMC）、磺化酚醛树脂（SMP-1、SMP-2）及酚醛树脂与腐殖酸的缩和物（SPNH）等抗高温降滤失剂，以及磺化丹宁（SMT）、磺化栲胶（SMK）铁格木质素磺酸盐（FCLS）等抗高温降粘剂，从而以此为基础研制出了抗高温深井钻井液体系。目前，这些处理剂仍被广泛地应用于深井钻井中。随后一些学者围绕磺化类处理剂的合成路线和作用机理，通过对天然高分子物质进行改性，相继开发出磺化木质素磺甲基酚醛树脂（SLSP）、褐煤与聚合物接枝的特种树脂SHR、SPX、SCUR、改性G-SPNH、改性SMP、两性离子型磺化酚醛树脂APR和磺化沥青SAS、FT-1等抗高温降滤失剂，磺化木质素类及木质素络合物PFC、MBGM-1、XG-1等降粘剂。
80年代，形成了以PAC-141为代表的丙烯酸多元共聚物降滤失剂，诸如：水解聚丙烯腈钠盐和水解聚丙烯腈钙盐。这类聚合物为线型高分子化合物，其主链及亲水基与主链的连接键均为C-C键，热稳定性好，但在降滤失的同时有增粘和絮凝作用，主要适用于低固相不分散钻井液体系。
进入90年代以后，聚合级AMPS（2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸）的问世和国产化，使国内学者开始进行钻井液用AMPS共聚物的研究，并取得了一定的成效。其中以中原油田王中华为代表的一些学者先后用AMPS与丙烯酰胺、丙烯酸等单体共聚研制出多种耐温抗盐降滤失剂和降粘剂，其中一些产品已在现场