常用钻井液完井液技术

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3、两性离子聚合物钻井液
基本组成:高分子量和低分子量两性离 子聚合物,有时配合加入阴离子聚合物
特点:利用聚合物中的阳离子基团增强 体系的抑制性,同时大量的阴离子、非 离子基团使体系保持稳定。两性离子聚 合物与各种处理剂具有很好的相容性。
典型配方:膨润土浆 + 0.10.3% FA-367 + 0.050.2 %XY-27 + 13% 磺化沥青类产 品
重材料; (2)1926年,开始使用膨润土作为悬浮剂;
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(3)1930年,研制出最早的泥浆处理剂 — 丹宁酸钠; (4)1931~1937年,研制出泥浆测量仪器; (5)1944~1945年,Na-CMC(钠羧甲基纤维素) 降 滤失剂; (6)1955年,FCLS(铁铬木质素磺酸盐)作为稀释 剂,开始应用于钻井液中; (7)从60年代开始,石灰钻井液、石膏钻井液和氯 化钙钻井液等粗分散体系开始广泛使用。
常用钻井液完井液技术
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常用钻井液完井液技术
第一部分 钻井液完井液概述 第二部分 常用钻井液体系介绍 第三部分 钻井液常遇的污染及处理 第四部分 复杂情况预防及钻井液处理
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第一部分 钻井液完井液概论
一、钻井液完井液的概念 二、钻井液的类型 三、钻井液的组成 四、钻井液常规性能 五、钻井液技术的发展概况
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三、钻井液的组成
水 :淡水 海水 咸水 饱和盐水 土 :主要使用钠基膨润土,特殊情况使用有机土和抗盐 土 化学处理剂:
无机盐:如Na2CO3、KCl、NaCl等 化学产品:高分子聚合物类、纤维素类、褐煤类、淀粉 类 加重材料:重晶石、石灰石、钛铁矿粉、液体加重剂 油 :可增泥浆润滑性,降滤失量,在油基泥浆中作为连续相 气体:一般在气体钻井液中使用。
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一、低固相聚合物钻井液体系
适用范围: 用于钻进层理裂隙不发育的易膨胀、 强分散或不易膨胀、强分散、软的砂 岩与泥岩互层;已下技术套管的低压 储层等。
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1、阴离子聚合物钻井液
基本组成:多元乙烯基共聚物类、水解 聚丙烯腈、部分水解聚丙烯酰胺等
特点:高分子量聚合物包被粘土或钻屑, 并提供钻井液所需粘度、切力;中分子 量和低分子量聚合物用于控制滤失量并 控制粘度、切力。
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四、饱和盐水钻井液
基本组成:NaCl等无机盐、抗盐的降粘剂与降 滤失剂、磺化酚醛树脂类产品、磺化沥青类产 品、改性淀粉、盐抑制剂等
特点:可有效地抑制盐的溶解和封堵层理裂隙,防 止含盐膏地层井径扩大与井壁坍塌所引起的各种井 下复杂情况与事故,并可提高固井质量。
适用范围:大段含盐膏地层
(3)、饱和盐水两性离子聚磺钻井液:膨润土浆(膨润土含
量5060 g/l)+ 0.10.2% JT-888 + 1% SDX + 0.5% CMC + 0.4% NaOH + 盐至饱和 + 重晶石至所需密度
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五、石膏钻井液
基本组成:石膏、SMC、SMP、SMT、 FCLS等
特点:利用同离子效应,通过加入石膏 来抑制地层中石膏的溶解
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. 保护油层和保护环境
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(二)、完井液
新井从钻开油气层到正式投产前用于井眼的流体称为 完井液(Completion Fluid)。
从广义上讲,在作业期间任何接触生产层的流体 都称为完井液,在实际生产过程中,通常将试油 以前所用的接触油气层的外来液体称为完井液。
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二、聚磺钻井液体系
基本组成:高分子量聚合物(包括阴、 阳、两性离子聚合物)、中分子量聚合 物降滤失剂、磺化酚醛树脂类产品和沥 青类产品等。
特点:具有很强的抑制性、良好的造壁 性、封堵能力、流变性和热稳定性,以 及低的HTHP滤失量。
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聚磺钻井液体系
典型配方:
(1)阴离子聚合物钻井液 + 12% SMP-1 + 12% SMC (或24% SPNH等)+ 24% 磺化沥青类产品
(2)阳离子聚合物钻井液 + 24% SPNH + 12% FT-1 (3)两性离子聚合物钻井液 + 23% 磺化酚醛树脂类产品
+ 13% 磺化沥青类产品
(4)钾胺基聚合物钻井液 + 25% 磺化酚醛树脂类产品 + 12% 磺化沥青类产品
适用范围:深井与超深井段;层理裂隙发育的泥页岩、
岩浆岩、砂岩、煤层等。
典型配方:
(1)、KCl聚磺钻井液:膨润土浆 + 0.51% PAC-141 +
0.51% SK系列产品 + 37% KCl(或2%硅酸钾,0.2% 磷酸钾,0.5% 醋酸钾)+ 13% SMP + 12% PSC + 35% 磺化沥青类产品 + 0.10.5% KOH
(2)、KCl两性离子聚磺钻井液:膨润土浆 + 0.10.2%
在50年代柴油为基油的油基钻井液基础上, 70年代—发展了低胶质油包水乳化钻井液, 80年代—低毒油包水乳化钻井液。
在抗高温深井钻井液方面:
研制出三磺处理剂(国内)、以Resinex为代 表的抗高温处理剂(国外),使深井钻井液技术 取得了很大进展。
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20世纪90年代以来,
(1)聚合物、聚磺钻井液进一步发展 (两性离子、阳离子聚合物等)
按其固相含量的不同,可分为低固相钻井液和无固相 钻井液。
按其流体介质的不同,可分为水基钻井液、油基钻井 液和气体型钻井流体等三种类型。后来又出现了一类合成 基钻井液。
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钻井液类型
1、分散钻井液
2、钙处理钻井液 3、盐水钻井液 4、饱和盐水钻井液
5、聚合物钻井液 6、钾基聚合物钻井液
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20世纪70-80年代,以聚合物不分散钻井 液为主要类型的阶段
聚合物钻井液的出现标志着钻井液工艺 技术进入了科学发展阶段。主要有以下 类型: (1)部分水解聚丙烯酰胺体系; (2)氯化钾聚合物钻井液体系; (3)羟乙基纤维素体系; (4)聚磺钻井液
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在此期间,油基钻井液也有了进一步的 发展:
12、钻井液膨润土含量。
13、钻井液滤液中各种离子的浓度等。
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五、钻井液技术的发展概况
1914~1916年,清水作为旋转钻井的洗井介质,
即开始使用“泥浆”。
从20~60年代,以分散型水基钻井液为主要类型
的阶段 细分散体系向粗分散体系的转变,同时出现了早
期使用的油基泥浆。其中有代表性的技术措施包括: (1)1921~1922年,重晶石和氧化铁粉开始用作加
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三、氯化钾聚磺钻井液
基本组成:KCl、聚合物、降粘剂、磺化 酚醛树脂类产品、磺化沥青类产品等。
特点:利用KCl中钾离子和聚合物的协同 作用,可有效抑制蒙皂石或伊蒙无序间 层矿物水化膨胀,防止地层坍塌。
适用范围:蒙皂石或伊蒙无序间层矿物 含量高的强水敏易坍塌地层。
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氯化钾聚磺钻井液
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第一部分 钻井液完井液概述 一、钻井液完井液的概念
(一)、钻井液
钻井液(Dri11ing F1uid)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 Mud),或简称为泥浆(Mud)。 钻井液最基本的功用有以下几点:
1.携带和悬浮岩屑
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饱和盐水钻井液
典型配方:
(1)、膨润土浆 + 22.5% 改性淀粉 + 11.5% CMC + 盐
至饱和
(2)、饱和盐水聚磺钻井液:膨润土浆 + 22.5% 改性
淀粉 + 22.5%磺化酚醛树脂类产品 + 0.20.4% KPAM(或
CPA、MAN-101、SK等)+ 1.52% 磺化沥青类产品 + 1.52% SMC + 5% NaOH + 盐至饱和(有时根据需要,加入适量 SMT、FCLS及改性石棉等
典型配方:膨润土浆 + 1.21.8% FCLS + 0.30.4% CMC + 1.22% CaSO4∙2H2O + 0.20.5% NaOH + 重晶石至所需密度
使用范围:用于钻进大段石膏层
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六、正电胶钻井液
基本组成:膨润土、混合金属层状氢氧 化物(MMH)、降滤失剂、降粘剂
特点:MMH能提供独特的流变性能,并 具有很强的抑制地层水化分散的能力; 需配合使用不破坏MMH—粘土复合体结 构的降滤失剂控制滤失量。
(2)MMH钻井液 (3)合成基钻井液 (4)聚合醇钻井液 (5)甲酸盐(有机)钻井液 (6)仿油基钻井液(MEG等) (6)硅酸盐钻井液 (7)气体型钻井流体
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第二部分 常用钻井液体系介绍
一、 低固相聚合物钻井液 二、 聚磺钻井液 三、 氯化钾聚磺钻井液 四、 饱和盐水钻井液 五、 石膏钻井液 六、 正电胶钻井液 七、 油包水乳化钻井液
SK-2 + 0.51% SK-3 + 0.51% XY-27 + 5% SMP + 1%
SPNH + 35% 磺化沥青类产品 + 10% KCl + KOH(调pH值) (3)、KCl阳离子聚磺钻井液:膨润土浆 + 0.3% PHP +
0.3%CPA + 0.5% HPAN + 0.81.2% 阳离子聚合物 + 0.40.6% 低粘CMC + 0.8% FT-1 + 0.81.2% SLSP + 0.40.6% Span-80 + 24% KCl + 24% 超细CaCO3
7、油基钻井液
8、合成基钻井液 9、气体型钻井流体 10、保护油气层的钻井液
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钻井液的体系分类没有严格的规定,多以其主要处理 剂的名称命名。如“钾盐聚合物钻井液”、“阳离子聚 合物钻井液”、“两性离子钻井液”等名称,实际都可 以归类于“聚合物泥浆”类。同时由于钻井液中含有悬 浮体颗粒,胶体颗粒,离子颗粒,在钻井过程中这些不 同状态的颗粒会随地层的特性而改变,更会受人为加入 处理剂的特性而改变。所以说对体系的分类方法应辩证 的分析。体系是服从于地下安全需要的,体系名称是代 表着一种主要矛盾方面的倾向。必要时应及时调整“体 系”以适应井下情况。
特点:能有效抑制泥页岩水化膨胀与盐膏的溶解,
具有良好的润滑性和热稳定性。
适用范围:高难度深井、超深井、水平井、大位 移井,水基钻井液难以对付的强水敏性泥页岩地 层、大段含盐膏地层等。
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油包水乳化钻井液
典型配方:750920 l/m3 柴油(010号) + 80250 l/m3 CaCl2水溶液(CaCl2浓度 500 g/l)+ 2035 kg/m3 油酸 + 2040 kg/m3环烷酸酰胺 + 2025 kg/m3烷基苯 磺酸钙 + 2030 kg/m3有机土 + 1550 kg/m3 CaO + 重晶石
典型配方:膨润土浆 + 0.10.3% KPAM + 0.40.5% NPAN
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2、阳离子聚合物钻井液
基本组成:高分子量与低分子量阳离子 聚合物,以及淀粉等
特点:阳离子聚合物具有极强的稳定页 岩的能力,即强吸附、强抑制性;配合 使用淀粉类处理剂调整滤失造壁性。
典型配方:膨润土浆 + 0.4% SP-2(阳离 子聚合物)+ 0.4% CSW-1(低分子量有 机阳离子)+ 1% 改性淀粉
完井液的主要作用是:控制地层压力、减少对 油层渗透率的危害、保持井眼稳定、将固相颗 粒输送到地面、防腐蚀等。同时完井液要与油 层性质相适应,还要防止乳状液和难溶盐的生 成。
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二、钻井液的类型
按其密度大小,可分为非加重钻井液和加重钻井液。 按与粘土水化作用的强弱,可分为非抑制性钻井液和抑制性钻 井液。
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正电胶钻井液
典型配方:膨润土浆 + 0.050.1% MMH + 0.5 % (低粘)CMC或改性淀粉 + 0.5 % NPAN + 0.5 % 润滑剂
适用范围:层理裂隙发育的地层,胶结 差的砾石层等
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七、油包水乳化钻井液
基本组成:柴油、有机土、乳化剂、辅乳化剂、 氯化钙、水等
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四、钻井液常规性能
按照API推荐的钻井液性能测试标准,钻井液常规性 能包括: 1、钻井液密度。
2、钻井液漏斗粘度。 3、钻井液塑性粘度。 4、钻井液动切力。
5、钻井液静切力。 6、钻井液API滤失量。
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7、钻井液HTHP滤失量。
8、钻井液pH值。 9、钻井液碱度。
10、钻井液含砂量。 11、钻井液固相含量。
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