钻井液技术规范

附件钻井液技术规范(试行)中国石油天然气集团公司二○一○年八月目录第一章总则┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3第二章钻井液设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3第一节设计的主要依据和内容┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3 第二节钻井液体系选择┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄4 第三节钻井液性能设计项目┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄5 第四节水基钻井液主要性能参数设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄7 第五节油基钻井液基油选择和主要性能参数设计┄┄┄11 第六节油气层保护设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄12 第七节钻井液原材料和处理剂┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄13 第八节钻井液设计的管理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄13 第三章钻井液现场作业┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄14第一节施工准备┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄14 第二节预水化膨润土钻井液与处理剂胶液的配制┄┄┄14 第三节淡水钻井液的配制┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄15 第四节盐水钻井液的配制┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄15 第五节水包油钻井液的配制┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄16 第六节油基钻井液的配制┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄16 第七节钻井液性能检测┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄17 第八节现场检测仪器┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄18 第九节现场钻井液维护与处理的基本原则┄┄┄┄┄┄20 第十节水基钻井液性能维护与处理┄┄┄┄┄┄┄┄┄20—1 —第十一节油基钻井液性能维护与处理┄┄┄┄┄┄┄┄23 第四章油气层保护┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄24 第五章循环净化系统┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄25 第一节设备的配套、安装与维护┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄25 第二节钻井液净化设备的使用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄27 第六章泡沫钻井流体┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄28 第一节一次性泡沫钻井流体┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄28 第二节可循环泡沫钻井流体┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄29 第三节压井液和压井材料的储备┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄31 第七章井下复杂事故的预防和处理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄31 第一节井壁失稳的预防与处理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄31 第二节井漏的预防与处理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄33 第三节卡钻的预防和处理┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄35 第八章废弃钻井液处理与环境保护┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄37 第九章钻井液原材料和处理剂的性能评价与储存┄┄┄┄37 第一节技术标准与性能评价┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄38 第二节钻井液原材料和处理剂的储存┄┄┄┄┄┄┄┄38 第十章钻井液资料收集┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄39第十一章附则┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄39 附录┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄40—2 —中国石油天然气集团公司钻井液技术规范第一章总则第一条钻井液技术是钻井技术的重要组成部分，直接关系到钻探工程的成败和效益。

为提高钻井液技术和管理水平，保障钻井工程的安全和质量，满足勘探开发需要，特制定本规范。

第二条本规范主要内容包括：钻井液设计，钻井液现场作业，油气储层保护，循环净化系统，泡沫钻井流体，井下复杂事故的预防和处理，废弃钻井液处理与环境保护，钻井液原材料和处理剂的性能评价与储存，钻井液资料收集等。

第三条本规范适用于中国石油天然气集团公司所属相关单位的钻井液技术管理。

第二章钻井液设计第一节设计的主要依据和内容第四条钻井液设计是钻井工程设计的重要组成部分，主要依据包括但不限于以下几方面：1. 以钻井地质设计、钻井工程设计及其它相关资料为基础，依据有关技术规范、规定和标准进行钻井液设计。

2. 钻井液设计应在分析影响钻探作业安全、质量和效益的基础上，制定相应的钻井液技术措施。

设计的主要依据有：地层岩性、地层应力、地层泥页岩理化性能、地层流体、地层压力剖面（孔隙压力、坍塌压力与破裂压力）、地温梯度等信息，储层—3 —保护要求，本区块或相邻区块已完成井的井下复杂情况和钻井液应用情况，地质目的和钻井工程对钻井液作业的要求，适用的钻井液新技术、新工艺，国家和施工地区有关环保方面的规定和要求。

第五条钻井液设计的主要内容包括：邻井复杂情况分析与本井复杂情况预测，分段钻井液类型及主要性能参数，分段钻井液基本配方，钻井液消耗量预测，钻井液配制、维护处理，储层保护对钻井液的要求，循环净化设备配置与使用要求，钻井液测试仪器配置要求，分段钻井液材料计划及成本预测，井场应急材料和压井液储备要求，井下复杂情况的预防和处理，钻井液HSE 管理要求。

第二节钻井液体系选择第六条钻井液体系选择应遵循以下原则：满足地质目的和钻井工程需要,具有经济性和低毒、低腐蚀性，有利于储层和环境保护。

第七条不同地层钻井液类型选择1. 在表层钻井时，宜选用较高粘度和切力的钻井液。

2. 在砂泥岩地层钻井时，宜选用低固相或无固相聚合物钻井液；在易水化膨胀坍塌的泥页岩地层钻进时，宜选用钾盐聚合物等具有较强抑制性的钻井液。

3. 在低压易漏地层钻井时，宜选用水包油、充气、泡沫、气体钻井流体等。

—4 —4. 在大段盐、膏地层钻井时，宜选用饱和、欠饱和盐水钻井液，也可选用油基钻井液。

5. 在高温高压井段钻井时，宜选用以磺化类处理剂为主的抗高温、固相容量限大的水基钻井液；或选用油基钻井液。

6. 在储层钻井时，应选用与储层配伍性好的抑制性暂堵型钻井液、无固相钻井液、可循环微泡沫钻井液或油基钻井液等。

第三节钻井液性能设计项目第八条水基钻井液性能设计应包含下表所列项目。

—5 —表1 水基钻井液性能设计项目表注：“√”为必选内容，“—”为可选内容。

带“*”项目，为有条件选项。

其中：泥饼粘附系数 *，表示仅在浅井的斜井段、对泥饼润滑性有特殊要求的复杂井段和深井段为必选项；[K+]（mg/L）*，当使用钾盐钻井液体系时为必选项；[Ca2+]（mg/L）*，当使用钙处理钻井液或在易受钙、镁盐侵污井段钻井时为必选项；[CL-]（mg/L）*，当使用盐水钻井液或在易受盐侵污井段钻井时为必选项。

—6 —第九条油基钻井液性能设计应包含下表所列项目。

表2 油基钻井液性能设计项目表注：“√”为必选内容，“—”为可选内容。

第四节水基钻井液主要性能参数设计第十条密度1．钻井液密度设计应以裸眼井段地层最高孔隙压力为基准，再增加一个安全附加值。

油井附加值：0.05g/cm3～0.1g/cm3或 1.5MPa～3.5MPa；气井附加值：0.07g/cm3～0.15g/cm3或3.0MPa～5.0MPa。

—7 —2．在盐膏层等易引起塑性变形的特殊复杂地层钻进时，依据上覆岩层压力值，设计合理的钻井液密度。

3．在易坍塌地层钻井时，根据坍塌压力确定合理的钻井液密度。

第十一条流变性1．根据钻井液体系、环空返速、地层岩性以及钻速等因素，确定钻井液粘度和动切力。

2．在确保井眼清洁的前提下，宜选用较低的粘度和切力值。

3．低密度钻井液动切力与塑性粘度比值宜保持在0.36 Pa/mPa.s以上，高密度钻井液宜控制较低的粘度和切力。

4．在造斜段和水平段钻井，宜控制较高的钻井液动切力和较高的低转速（3rpm和6rpm）读值。

第十二条滤失量1．从地层岩性、地层稳定性、钻井液抑制性、邻井实钻井下情况以及是否为储层等因素综合考虑，合理控制钻井液的滤失量。

2．在高渗透性砂泥岩地层，水基钻井液API滤失量宜控制在8mL以内，滤饼厚度控制在1.0mm以内；在易水化坍塌泥岩地层，钻井液API滤失量宜控制在5.0mL以内，滤饼厚度控制在0.5mm以内。

3．在非油气储层的高温高压深井段钻进时，水基钻井液高温高压滤失量宜小于20mL；在井壁不稳定、易造成井下复杂的—8 —深井段，高温高压滤失量宜控制在15mL以内，滤饼厚度控制在3.0mm以内。

4．在储层段钻井, 水基钻井液API滤失量宜控制在5mL以内，滤饼控制在0.5mm以内；高温高压滤失量宜控制在15mL以内，滤饼厚度控制在3.0mm以内。

5. 在水化膨胀率小、渗透性低、井壁稳定性好的非油气储层段，可根据井下情况适当放宽水基钻井液API滤失量控制要求。

6．在非油气储层段采用强抑制性钻井液钻进时，可根据井下情况适当放宽钻井液高温高压滤失量。

第十三条固相含量1. 应最大限度地降低钻井液劣质固相含量。

低固相钻井液的劣质固相含量宜控制在4%（体积百分数）以内。

2. 非加重钻井液含砂量宜控制在0.5%（体积百分数）以内。

第十四条膨润土含量非加重钻井液膨润土含量宜控制在60g/L以内；密度在2.0 g/cm3以内，膨润土含量宜控制在40g/L以内；密度在2.0 g/cm3∼2.3g/cm3，膨润土含量宜控制在30g/L以内；密度超过 2.3 g/cm3，膨润土含量宜控制在20g/L以内。

第十五条碱度1. 不分散型钻井液的pH值宜控制在7.5～9；分散型钻井液的pH值宜控制在9～10；钙处理钻井液的pH值宜控制在9.5～—9 —12；硅酸盐钻井液的pH值宜控制在11～12。

2. 在含二氧化碳气体地层钻进时，钻井液的pH值宜控制在9.5以上，含硫化氢气体地层钻进时，钻井液的pH值宜控制在10～11。

3. 淡水钻井液滤液碱度（P f）宜控制在1.3～1.5mL；饱和盐水钻井液滤液碱度（P f）宜控制在0.8～1.2mL；深井抗高温钻井液滤液碱度（M f）与滤液碱度之比值（M f/P f）宜控制在3以内，不宜超过5。

4. 钙处理钻井液碱度控制的适宜范围：低石灰含量钻井液的碱度（P f）宜控制在0.8mL～2.0mL；高石灰含量钻井液的碱度（P f）宜控制在5.0mL～10.0mL；石膏钻井液碱度（P f）宜控制在0.2mL～0.70mL。

第十六条抑制性根据地层理化特性确定钻井液类型，以钻井液抑制性室内评价结果为依据，确定钻井液配方中抑制剂的种类和加量。

水基钻井液抑制性评价推荐方法见附录A。

第十七条水基钻井液抗盐、钙（镁）污染与抗温能力1. 在含盐、膏地层和存在高压盐水的地层钻进时，应根据钻井液抗盐、钙（镁）污染能力评价结果，作为确定钻井液类型和配方的主要依据。

2．在高温高压深井段钻进时，应根据钻井液抗温能力评价结果，作为确定钻井液类型和配方的主要依据。

3．水基钻井液抗盐、钙（镁）污染与抗温能力评价推荐方法详见附录A。

第五节油基钻井液基油选择和主要性能参数设计第十八条基油的选择1. 宜选择芳香烃含量较低、粘度适当的矿物油作基油，如柴油、白油等。

2. 选用柴油作基油时，闪点和燃点应分别在82℃和93℃以上，苯胺点应在60℃以上。

第十九条油水比选择应综合考虑钻井工程与保护储层要求、工艺技术现状及成本因素，选择合理的油基钻井液油水比或全油基钻井液。

第二十条水相活度控制1. 油包水乳化钻井液宜使用盐水作为内相，调节钻井液水相活度与地层水活度相当。