钻井液现场配制、维护与调整
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• 钻井液中粘土颗粒之间的相互关系
A. 分散且解絮凝
C. 边面絮凝但分散
E. 边面絮凝且聚结
B. 聚结但解絮凝
D. 边边絮凝但分散
F. 边边、边面絮凝且聚结
钻井液现场配制、维护与调整
钻井液现场配制、维护与调整
6、钻井液污染与处理 2) 钻屑污染 • 钻屑颗粒分类
粗：大于 2,000 m的颗粒 中粗：250 m ～2,000 m的颗粒 中：74 m ～250 m的颗粒 细：44 m ～74 m的颗粒 超细：2 m ～44 m的颗粒 胶体：小于 2 m的颗粒
• 固控设备
固控设备
测定钻井液设计规定的全套性能；若遇异常情况应 加密测定，保证钻井液性能在设计规定的范围内。 • 充分发挥固控设备清除钻屑的效率。 • 需补充处理剂，应缓慢、均匀加入钻井液处理剂胶 液，尽量避免直接加入处理剂固体或干粉。
钻井液现场配制、维护与调整 4、钻井液现场维护 • 需补充膨润土，应加入已充分水化的膨润土浆。 • 钻井液以一定时间或一定井段处理，尽量避免大型
高岭石 1:1 片
六角网状 5-0.5 15-25 3-15 低 絮凝
云母 2:1 片 片状 大片-0.5 5-110
10-40
低 絮凝
蒙脱石 2:1 片 片状
2-0.1 30-80 200-800 80-150
高 絮凝
凹凸棒石 2:1 片 针状
1-0.1 200 -
15-25 高
小或无
绿泥石 2:1 片 片状
-钻井液材料存放：材料房、爬犁、储罐、蓬布等
钻井液现场配制、维护与调整 2、钻井液体系的选择
- 与地层配伍：针对全井易造成井下复杂情况和事故的 地层优选钻井液体系，特殊井段可采用特殊钻井液
- 与井型配伍：探井：安全钻井和发现油气层，开发井： 提高钻速和保护油气层，特殊工艺井：满足工程需要 和保护油气层
可清除颗粒大小
振动筛 取决于筛网；100 目筛网可清除 140m 以上颗粒
除砂器 取决于锥体尺寸；可清除 50m～70m 颗粒
除泥器 取决于锥体尺寸；可清除 20m～40m 颗粒
清洁器 振动筛和除泥器两种功能；可清除 74m 以上颗粒
离心机 可清除 5m 以上颗粒
•筛网筛目
筛网目数 8*8 10*10 12*12 14*14 16*16 18*18 20*20 30*30 40*40 50*50 60*60 80*80
处理。 • 需进行较大处理，应先进行小型试验，确定最佳处
理措施。
钻井液现场配制、维护与调整
5、钻井液现场调整 • 根据工程施工进行调整：如起下钻阻卡，钻具源自文库跳，
下钻不到底，电测、下套管、钻水泥塞，等。 • 根据地层岩性进行调整：易水化泥岩，层理裂缝发
育的硬脆性页岩或砂岩，疏松砂岩、破碎的碳酸盐 岩，煤层，盐岩层，盐、膏、泥复合地层，(高压)盐 水层(水层)，等。 • 根据井下复杂情况和事故进行调整：井壁垮塌，溢 流，井喷，井漏，卡钻，井下落物，等。
钻井液现场配制、维护与调整
1、钻井液设备要求
-循环系统：循环罐(搅拌器、液面显示器)、储备罐、混合 漏斗、胶液罐、碱液罐、(自动加重系统)
-固控设备:振动篩、除砂器、(除泥器)、清洁器、离心机、 (除气器)
-现场实验室：密度计、漏斗粘度计、直读式粘度计、API 滤失仪、HTHP滤失仪、含砂量测定仪、固相含量测定仪、 滤液分析仪器和药品、(便携式滚子炉、低速搅拌器、 高速搅拌器)
钻井液现场配制、维护与调整
6、钻井液污染与处理 1) 钻井液的污染物 - 钻屑：泥页岩、砂岩、石膏 - 盐：地层盐水、盐岩、盐膏层 - 钙、镁：石膏、氯化钙型盐水、可溶性钙盐、水泥 - 碳酸盐：可溶性碳酸盐、二氧化碳、有机处理剂降解 - 天然气： - 硫化氢：地层、某些含硫处理剂降解 - 细菌：喜氧菌、厌氧菌
100*100 120*120 150*150 160*160 200*200 250*250 325*325
网线直径(m) 711 635 584 508 467 457 432 305 254 230 191 140 110 95 65 62 53
34
孔径(m) 2464 1905 1524 1295 1130 955 838 541 381 279 234 178 140 117 104 97 74 60 44
- 与储层配伍：粘土含量、渗透率恢复值、钻井液密度 - 与环境配伍：钻井液及其处理剂毒性，地表水、地下
水污染，周围生态环境的影响
钻井液现场配制、维护与调整 3、钻井液现场配制 • 检查井场钻井液材料质量检验单等有关资料，保证钻
井液材料的质量。 • 现场钻井液材料的存放必须采取有效的防晒、防雨、
防潮措施。 • 配制钻井液前必须清洗钻井液罐。 • 若需要，必须处理配浆用水。
孔面积(%) 60.2 56.3 51.8 45.2 50.7 45.8 46.2 37.1 36.0 30.3 30.5 31.4 30.3 30.7 37.4 37.6 33.6
31.7
6、钻井液污染与处理
2) 钻屑污染
• 对钻井液影响最大的钻屑是泥页岩钻屑
• 粘土矿物种类
粘土矿物种类 层型
晶体结构 颗粒形状 颗粒尺寸(m) 表面积 N2(m2/g) (BET) H2O(m2/g) CEC(meq/100g) 水中粘度 盐的影响
5-0.1 140 -
10-40 低
絮凝
钻井液现场配制、维护与调整
6、钻井液污染与处理 2) 钻屑污染 • 粘土矿物的水化膨胀和分散： 钠蒙脱石
+
+
+
+
+
+
+水
+水+KCl或NW-1 9.8Ao
+
+
+
从 17Ao分散至完全分离
+
+
+
+
+
+
KCl:14Ao~17Ao NW-1:14A0
+
+
+
钻井液现场配制、维护与调整 6、钻井液污染与处理 2) 钻屑污染
钻井液现场配制、维护与调整 3、钻井液现场配制 • 应按钻井液设计要求配制钻井液，并确保其性能达到
设计要求。 • 应充分水化配制钻井液用膨润土。 • 配制钻井液用处理剂应配成胶液缓慢加入，避免直接
加入固体或粉末状处理剖。 • 应控制好钻井液处理剂的加入比例、顺序和方法。
钻井液现场配制、维护与调整 4、钻井液现场维护 • 每1h 测定钻井液密度、漏斗粘度和体积，每8h～12h
A. 分散且解絮凝
C. 边面絮凝但分散
E. 边面絮凝且聚结
B. 聚结但解絮凝
D. 边边絮凝但分散
F. 边边、边面絮凝且聚结
钻井液现场配制、维护与调整
钻井液现场配制、维护与调整
6、钻井液污染与处理 2) 钻屑污染 • 钻屑颗粒分类
粗：大于 2,000 m的颗粒 中粗：250 m ～2,000 m的颗粒 中：74 m ～250 m的颗粒 细：44 m ～74 m的颗粒 超细：2 m ～44 m的颗粒 胶体：小于 2 m的颗粒
• 固控设备
固控设备
测定钻井液设计规定的全套性能；若遇异常情况应 加密测定，保证钻井液性能在设计规定的范围内。 • 充分发挥固控设备清除钻屑的效率。 • 需补充处理剂，应缓慢、均匀加入钻井液处理剂胶 液，尽量避免直接加入处理剂固体或干粉。
钻井液现场配制、维护与调整 4、钻井液现场维护 • 需补充膨润土，应加入已充分水化的膨润土浆。 • 钻井液以一定时间或一定井段处理，尽量避免大型
高岭石 1:1 片
六角网状 5-0.5 15-25 3-15 低 絮凝
云母 2:1 片 片状 大片-0.5 5-110
10-40
低 絮凝
蒙脱石 2:1 片 片状
2-0.1 30-80 200-800 80-150
高 絮凝
凹凸棒石 2:1 片 针状
1-0.1 200 -
15-25 高
小或无
绿泥石 2:1 片 片状
-钻井液材料存放：材料房、爬犁、储罐、蓬布等
钻井液现场配制、维护与调整 2、钻井液体系的选择
- 与地层配伍：针对全井易造成井下复杂情况和事故的 地层优选钻井液体系，特殊井段可采用特殊钻井液
- 与井型配伍：探井：安全钻井和发现油气层，开发井： 提高钻速和保护油气层，特殊工艺井：满足工程需要 和保护油气层
可清除颗粒大小
振动筛 取决于筛网；100 目筛网可清除 140m 以上颗粒
除砂器 取决于锥体尺寸；可清除 50m～70m 颗粒
除泥器 取决于锥体尺寸；可清除 20m～40m 颗粒
清洁器 振动筛和除泥器两种功能；可清除 74m 以上颗粒
离心机 可清除 5m 以上颗粒
•筛网筛目
筛网目数 8*8 10*10 12*12 14*14 16*16 18*18 20*20 30*30 40*40 50*50 60*60 80*80
处理。 • 需进行较大处理，应先进行小型试验，确定最佳处
理措施。
钻井液现场配制、维护与调整
5、钻井液现场调整 • 根据工程施工进行调整：如起下钻阻卡，钻具源自文库跳，
下钻不到底，电测、下套管、钻水泥塞，等。 • 根据地层岩性进行调整：易水化泥岩，层理裂缝发
育的硬脆性页岩或砂岩，疏松砂岩、破碎的碳酸盐 岩，煤层，盐岩层，盐、膏、泥复合地层，(高压)盐 水层(水层)，等。 • 根据井下复杂情况和事故进行调整：井壁垮塌，溢 流，井喷，井漏，卡钻，井下落物，等。
钻井液现场配制、维护与调整
1、钻井液设备要求
-循环系统：循环罐(搅拌器、液面显示器)、储备罐、混合 漏斗、胶液罐、碱液罐、(自动加重系统)
-固控设备:振动篩、除砂器、(除泥器)、清洁器、离心机、 (除气器)
-现场实验室：密度计、漏斗粘度计、直读式粘度计、API 滤失仪、HTHP滤失仪、含砂量测定仪、固相含量测定仪、 滤液分析仪器和药品、(便携式滚子炉、低速搅拌器、 高速搅拌器)
钻井液现场配制、维护与调整
6、钻井液污染与处理 1) 钻井液的污染物 - 钻屑：泥页岩、砂岩、石膏 - 盐：地层盐水、盐岩、盐膏层 - 钙、镁：石膏、氯化钙型盐水、可溶性钙盐、水泥 - 碳酸盐：可溶性碳酸盐、二氧化碳、有机处理剂降解 - 天然气： - 硫化氢：地层、某些含硫处理剂降解 - 细菌：喜氧菌、厌氧菌
100*100 120*120 150*150 160*160 200*200 250*250 325*325
网线直径(m) 711 635 584 508 467 457 432 305 254 230 191 140 110 95 65 62 53
34
孔径(m) 2464 1905 1524 1295 1130 955 838 541 381 279 234 178 140 117 104 97 74 60 44
- 与储层配伍：粘土含量、渗透率恢复值、钻井液密度 - 与环境配伍：钻井液及其处理剂毒性，地表水、地下
水污染，周围生态环境的影响
钻井液现场配制、维护与调整 3、钻井液现场配制 • 检查井场钻井液材料质量检验单等有关资料，保证钻
井液材料的质量。 • 现场钻井液材料的存放必须采取有效的防晒、防雨、
防潮措施。 • 配制钻井液前必须清洗钻井液罐。 • 若需要，必须处理配浆用水。
孔面积(%) 60.2 56.3 51.8 45.2 50.7 45.8 46.2 37.1 36.0 30.3 30.5 31.4 30.3 30.7 37.4 37.6 33.6
31.7
6、钻井液污染与处理
2) 钻屑污染
• 对钻井液影响最大的钻屑是泥页岩钻屑
• 粘土矿物种类
粘土矿物种类 层型
晶体结构 颗粒形状 颗粒尺寸(m) 表面积 N2(m2/g) (BET) H2O(m2/g) CEC(meq/100g) 水中粘度 盐的影响
5-0.1 140 -
10-40 低
絮凝
钻井液现场配制、维护与调整
6、钻井液污染与处理 2) 钻屑污染 • 粘土矿物的水化膨胀和分散： 钠蒙脱石
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从 17Ao分散至完全分离
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KCl:14Ao~17Ao NW-1:14A0
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钻井液现场配制、维护与调整 6、钻井液污染与处理 2) 钻屑污染
钻井液现场配制、维护与调整 3、钻井液现场配制 • 应按钻井液设计要求配制钻井液，并确保其性能达到
设计要求。 • 应充分水化配制钻井液用膨润土。 • 配制钻井液用处理剂应配成胶液缓慢加入，避免直接
加入固体或粉末状处理剖。 • 应控制好钻井液处理剂的加入比例、顺序和方法。
钻井液现场配制、维护与调整 4、钻井液现场维护 • 每1h 测定钻井液密度、漏斗粘度和体积，每8h～12h