(优选)钻井液基础知识一非开挖钻井液性能介绍
钻井液基础
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钻井液性能概述-固相含量
泥浆中的固相： 有用固相：泥浆中必须使用的固相，如膨润土粉、化学处理剂、加重剂等 有害固相：有用固相以外的固体，如钻屑、劣质粘土、砂粒等 泥浆中小于1微米的胶体颗粒比大于1微 米的粗颗粒对钻速的影响大12倍，所以 使用不分散体系的钻速比使用分散体系 快的多
2
前
言
对钻井液的限制
钻井液既不能伤害钻井人员也不能损害或污染环境 对所钻井眼，不需要特殊或昂贵的完井方法 不能干扰生产层的生产能力 不能腐蚀或引起钻井设备的严重磨损
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钻井液性能概述
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钻井液性能概述
钻井液比重MW（Mud Weight)或SG(specific gravity ）： 通过泥浆液柱对井壁和井底产生压力，以平衡地层的油气水 压力及岩石的侧压力，防止井喷、地层流体侵入及保护井壁。 另外泥浆密度对岩屑产生浮力，增大泥浆密度可以提高泥浆携 带岩屑的能力。比重秤的正常误差为0.01g/cm3
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钻井液性能概述-泥浆失水
•
泥浆失水 在泥浆液柱和地层的压差作用下，泥浆中部分水从井壁空隙和裂缝渗透到地 层，这种现象叫泥浆失水，失水的同时在井壁上形成滤饼。
浅井同时井温较低时，测量API失水 （API FL) 井较深同时井温高时，要增加测量高温 高压失水（HTHP FL），测量温度与井下 温度保持一致
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钻井液性能概述
钻井液性能－泥浆流变性
泥浆切力：泥浆粘土颗粒边－边，边－面联结成絮凝网状结构及连续空间 网架结构，泥浆要流动，必须破坏这种网架结构。切力就是这种网架 结构的反映，结构越强，切力越大。 反映切力的参数： 静切力：泥浆静止状态下形成的结构强度。 触变性：泥浆静止时切力随时间的延长而增大，网架结构增强，经搅拌后 其结构破坏，又能恢复其流动性，这种性质叫触变性。 GEL(10〞/10ˊ):初切力和终切力的差值表征了触变性的大小，有必要时 测量30切力〞，尽可能避免增长型切力 动切力（YP）：即屈服值，反映泥浆在层流流动时，粘土颗粒及高聚物分 子间的相互作用力，即代表泥浆流动时形成结构的能力。与粘土矿物 的类型和浓度，电解质，提粘剂及降粘剂等有关。
钻井液基础知识
第三章钻井液基础知识一、钻井液概念钻井液是指油气开发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。
钻井液的循环是通过泥浆泵实现的。
循环池中的钻井液由泥浆泵泵入地面高压管汇，经过立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到达钻头，然后从钻头喷嘴喷出，沿着钻柱与井壁（或套管）形成的环形空间返出，到达地面后经各种固控设备处理后返回循环池。
因此，钻井液又被人们普遍称为石油钻井工程的“血液”。
钻井液又称做钻井泥浆或简称泥浆。
钻井液工艺技术是油气钻井工程的重要组成部分，在确保安全、优质、快速钻井中起着越来越重要的作用。
现场钻井液循环系统如图所示。
泥浆池泥浆泵地面高压管汇立管水龙带水龙头方钻杆固控设备沉砂池震动筛泥浆槽井眼环空钻头钻铤钻杆二、钻井液的组成1、分散介质---水（盐水）或油2、分散相---膨润土、加重材料、各种处理剂、钻屑膨润土是常用的配浆材料，主要起提粘和造壁作用，加重材料用于提高钻井液密度，处理剂用于调整钻井液性能，钻屑是无用固相应通过各种固控措施除去。
三、钻井液的基本功用1、携带和悬浮岩屑通过钻井液循环将钻头破碎的岩屑从井底携带到地面，让钻头始终接触、破碎新地层，保证快速钻进。
钻井液停止循环时使钻屑在钻井液中悬浮不下沉，防止沉沙卡2、稳定井壁和平衡地层压力钻井液借助液相滤失作用，在井壁上形成一层薄而致密的泥饼，阻止液相进一步滤失，从而减弱泥页岩水化膨胀和分散程度，达到稳定井壁的作用。
平衡地层压力是通过钻井液提供的液注压力来实现，从而防止井塌、井喷、卡钻等复杂情况。
3、冷却和润滑钻头钻具钻进过程中钻头破碎岩屑，钻具与井壁摩擦会产生大量热，这些热量通过钻井液循环被带出地面从而达到冷却钻头钻具的作用。
钻具在井下旋转过程中钻井液在钻具与地层之间又会起到很好的润滑作用。
4、传递水动力钻井液将地面泥浆泵赋予的动力除了用于克服沿程阻力外，当它从钻头喷嘴高速喷出时，对井底产生强大冲击力从而显著提高钻速。
钻井液基础知识解析
第二部分、钻井液性能及调整
（3）钻井液密度的测试 钻井液比重称（钻井液密度计）
现场最常用密度计
1-称杆；2-主刀口；3-泥浆杯；4-杯盖；5-校 正筒；6-游码； 7-底座；8-主刀垫；9-档壁
钻井液基本性能:
密
度：比重计
抑 制 性: PH﹑矿化度、防侵污、防塌等
滤失造壁性: 滤失量、泥饼性能等
流 变 性: 粘度、切力等
固 相 含量：
含 砂 量：
钻井液特殊性能:
高温高压性能、乳化稳定性、润滑性等。
第二部分、钻井液性能及调整
1、钻井液密度
（1）定义：单位体积钻井液的质量。 g/cm3 （进出口泥浆密度差≤0.02 g/cm3 ） t/m3
酸溶性 酸溶
铁矿粉 钛铁矿粉 方铅矿
Fe2O3 TiO2.Fe2O3
PbS
4.9-5.3 4.5-5.1 7.4-7.7
酸溶 酸溶 酸溶
第二部分、钻井液性能及调整
钻井常用可溶性盐类加重材料
水溶性盐
KCl NaCl CaCl2 CaBr2 ZnBr2
饱和盐水密度 g/cm3
1.16(20℃) 1.20 (20℃) 1.40 (60℃) 1.80 (10℃) 2.3 0(40℃)
第二部分、钻井液性能及调整
（5）滤失量的调节 滤失量的调节通常采用在钻井液中加入降滤失剂的方式进行。
（6）常用滤失量调节剂 ①羧甲基纤维素钠盐（Na－CMC，CMC）； ②水解聚丙烯腈盐类（Na－HPAN、Ca－HPAN、NH4－HPAN）； ③腐植酸类（NaHm、Na－NHm、CrHm、SH23、SH24）；
钻井液性能基础知识
钻井液的流变性
• 流变参数的调整
– 降低PV：通过合理使用固控设备、加水稀释 或化学絮凝等方法，尽量减小固相含量。
– 提高PV：加入低造浆率的粘土、混入原油； 增加聚合物的浓度使钻井液的滤液粘度提高。
– 降低YP：加入适合于本体系的降粘剂，以拆 散钻井液中已形成的网架结构。如果是因为 Ca2+、Mg2+的絮凝作用，可使其沉淀减弱因 钙镁离子形成的结构。
– 表示方法：触变性的表示：10秒钟切力（初切）、10分 终切力（终切）
– 钻井工艺要求钻井液具有良好的触变性，在泥浆停止循
环时，切力能较快地增大到某个适当的数值，即有利于
钻屑的悬浮，又不致于静置后开泵泵压过高。
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对钻井液流变性的一般要求
对于非加重钻井液 • 塑性粘度（PV):5-12mPa.s • 动切力（YP):1.4-14.4Pa • YP/PV=0.48Pa/mPa.s • 流型指数：0.4-0.7 • 卡森动切力c:0.6-3Pa • 极限高剪粘度： :2-6mPa.s
• 幂律流体
– n=0.4-0.7
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钻井液流变性与钻井的关系
• 钻井液的流变性与井眼净化的关系
– 实现平板型层流的方法
• 加适量的电解质，提高0
• 加入大分子量的聚合物，提高0、塑
• 强化泥浆固相控制措施，以降低塑
d0
0 /塑 (D d)2 24v 3 0 /塑 (D d)
剪切速率 =Dv/dx
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宾汉流体
•参数计算（范氏旋转粘度计） ＝1.703 • (s-1)
=0.511• (Pa)
塑=PV=600-300 (cp) 0=0.511(300-s) (Pa)
钻井液基本知识
钻井液基本知识钻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。
1）常2P=(PP----式中：P地----地层压力MPaH-----井深mPe-----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，选择恰为了1, 2、速。
（2）(3)（5）岩屑在井壁形成假泥饼，易引起阻卡。
（6）固井时水泥浆易串槽，影响固井质量。
因此、钻井液黏度的高低应根据具体情况而定，通常在保证携带岩屑的前提下，黏度应低，井深时泵压高，泵排量受限制，井眼情况一般比浅井复杂，为了有效的携带岩屑和悬浮岩屑，黏度易大些，当井眼出现垮塌，沉砂较多或出现轻度漏失时，为消除井下复杂情况，黏度也适当增大。
从提高钻速的角度出发，对钻井液的黏度提出新的要求，既钻井液的黏度要随流速梯度上升而下降，这就是剪切降粘的特性。
当钻井液从钻头水眼喷出时有较低的黏度，有利于钻头破碎岩屑。
清洗井底，而在环形空间上返时又具有较高黏度，有利于携带岩屑，这个特性对提高钻速有利，除清水外多数钻井液具有剪切降粘的特性。
三、钻井液切力1、钻井液切力概念：由于钻井渡中粘土颗粒的形状很不规则，表面性质也极不均匀，颗粒之间容易部分粘结，形成絮凝网架结构，当颗粒浓度足够大时，能够形成布满整个有较容积的连续空间网大,,厘米22、数值，液密度降低,导至井喷。
钻井液常规性能参数
钻井液常规性能参数1．什么是钻井液的密度?答∶钻井液的密度是指单位体积钻井液的质量，一般用符号 p表示，常用单位是g/cm³或kg/m²。
2．钻井液的粘度有哪两类?答∶钻井液的粘度分为塑性粘度和表观粘度（也称为有效粘度、视粘度）。
3．什么是塑性粘度?答∶塑性粘度是指钻井液在层流时，钻井液中的固体颗粒与固体颗粒之间、固体颗粒与液体分子之间、液体分子与液体分子之间内摩擦力（剪切力）的总和，符号PV，常用单位是mPa·s（或）cP。
4．什么是钻井液的表观粘度和漏斗粘度?答∶钻井液的表观粘度就是钻井液内所有颗粒的内摩擦力的总和。
用漏斗粘度计测得的漏斗黏度就是一种表观粘度。
表观粘度也可以用旋转粘度计测得，单位是mPa·s。
漏斗粘度是指一定量的钻井液从规定的漏斗粘度计中流出所需的时间，用马氏（或范式）漏斗测定，用FV表示，单位是s。
5．什么是钻井液的切力?答∶钻井液的切力是指钻井液中的粘土颗粒，由于其形状不规则，表面带电性和亲水性不均匀，形成网状结构。
当钻井液静止时，破坏其内部单位面积上的网状结构所需的最小切应力，称为钻井液的极限静切力，用符号θ表示，单位是mg/cm³。
钻井液静止10s后测得的切力称为初切力，用θ1，表示;静止10min后测得的切力称为终切力，用θ10表示。
6．什么是钻井液的触变性?答∶钻井液的触变性是指搅拌后钻井液变稀（切力降低），静置后又变稠的性质。
终切力与初切力的差值表示了钻井液的触变性，差值越大，触变性越强;反之，触变性越弱。
7．什么是钻井液的滤失?答∶在压差作用下，钻井液中的部分水向井壁岩石的裂隙或孔隙中渗透，这种现象称为滤失。
滤失的多少称为滤失量（失水量）。
在井内静止条件下的滤失称为静滤失，在井内循环条件下，即滤饼形成和破坏达到动态平衡时的滤失称为动滤失。
在滤饼未形成之前，钻井液中的大量水分在短时间内迅速渗入地层，称为瞬时滤失。
钻井液基础知识[管理资料]
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钻井液基础知识钻井液的概念：钻井液是由粘土、水（或油）以及各种化学处理剂组成的一种溶胶悬浮体的混合体系。
粘土是具有可塑性的、软、有各种颜色的泥土。
一般是含水氧化铝的硅酸盐，由长石和其它硅酸盐分解而成，颗粒直径约在0.1-100μm之间，在水中有分散性，带电性、离子交换性，属于多级分散体系。
简单地说，钻井液是粘土分散在水中形成的溶胶悬浮体（颗粒直径小于2μm）为使钻井液满足钻井工艺要求，常加入各种化学处理剂及惰性物质来调节钻井液的性能，使钻井液“由稀变稠，由稠变稀”。
因此钻井液的性能变化受粘土、水和化学处理剂三方面因素的影响。
我国标准化委员会钻井液分委会将钻井液分为八种：1、淡水钻井液：由淡水、粘土和一般的降粘剂、降滤失剂配制而成。
2、钙处理钻井液；3、不分散低固相聚合物钻井液；4、盐水钻井液（包括海水及咸水钻井液）5、饱和盐水钻井液；6、钾基钻井液；7、油基钻井液；8、气体（包括一般气体及气泡）钻井液。
各类新型钻井液体系：正电胶（MMH）钻井液体系、聚合物-铵盐钻井液体系、两性离子聚合物钻井液体系、大小阳离子钻井液体系、水基无粘土相钻井液。
我国于1986年经钻井液标准化委员会研究决定，把钻井液材料分为16类：1、粘土类：主要用来配制原浆，亦有正反增加粘切、降低漏失量作用，常用的膨润土、抗盐土及有机土等；2、加重材料：主要用来提高钻井液的密度，以控制地层压力，防塌防喷；3、降滤失剂：主要用来降低钻井液的漏失量，常用的有CMC、预先胶化淀粉，聚丙烯酸盐等；4、降粘剂：改善钻井液的流动特性，如粘度、切力，以增加可泵性，减少摩阻。
常用的有单宁、各种磷酸盐、褐煤制品、木质素磺酸盐等5、增粘剂：主要用来促进钻井液中粘土颗粒网状结构的形成，增加胶凝强度以形成高流阻。
常用的有CMC、高聚物、预先胶化淀粉等。
6、润滑剂：主要用来降低摩阻系数，减小扭矩，增加钻头的水马力以及防止粘卡。
常用的有某些油类、石墨、塑料小球及表面活性剂。
石油钻井液性能基础
钻井液性能 4) 钻井液滤液碱度两种测定方法对比
缺 点
优 点
方 法
a) Mf 滴定中有干扰 b) 通常碳酸氢根测定结果偏高
a) 传统的方法 b) 用一个样品滴定二次
Pf/Mf
a) 用三个样品滴定三次 b) 碱的测定很关键 c) 使用有毒物质(BaCl2)
a)消除Mf滴定中的干扰
P1/P2
钻井液性能 15、氯离子浓度(Chloride Concentration) 测定方法：以铬酸钾溶液为指示剂，用硝酸银标准溶液(0.0282mol/l)滴定一定量的滤液至溶液颜色由黄色变为橙红色并能保持30s即为滴定终点。 计算： CCl-＝ CNaCl＝1.65 CCl- 式中： CCl- －滤液中的Cl-浓度，mg/l； CNaCl －滤液中的NaCl含量，mg/l； VAgNO －滴定所消耗的硝酸银溶液体积，ml； V －滤液样品体积，ml。 注：若滤液中的氯离子浓度超过10,000mg/l，可使用每毫升相当于0.01g氯离子的硝酸银溶液(0.282mol/l)，此时，把上式中的系数1000改为10000。
钻井液性能 5、动切力(Yield Point) 钻井液在层流条件下，剪切应力与剪切速率成线性关系时的结构强度，用直读式粘度计测定，用YP表示，单位为Pa。 动切力的计算： YP = AV－PV 或 YP = (300 －PV) 英制单位为lb/100ft2，Pa = 0.5 lb/100ft2。
1 b━ lg
钻井液性能 (5) 低密度固相、加重材料和悬浮固相浓度的计算： Clg = 9.96lgVlg Cb = 9.96bVb Css = Clg + Cb 式中：Clg －低密度固相浓度，kg/m3； Cb －加重材料浓度， kg/m3 ； Css－悬浮固相浓度， kg/m3 。
钻井液基础知识
第一部分 粘土矿物和粘土胶体化学基础
前言
（1）粘土主要是由粘土矿物(含水的铝硅酸盐)组成的，
除粘土矿物外，还含有不定量的非粘土矿物，如 石英、长石等。 （2） 大多数粘土颗粒的粒径小于2μm，它们在水中有 分散性 、带电性、离子交换以及水化性。
粘 土
粘土 与钻 井的 关系
（ 1）粘土作为钻井液的重要组成成分。 （ 2）钻井过程中井眼的稳定性
Ｅ、造浆率高
◆蒙脱石上下相临的层面皆为O面，晶层间引力以分子间力为主，层间引
力较弱，水分子易进入晶层，引起蒙脱石水化膨胀。
◆蒙脱石由于晶格取代产生较多的负电荷，在它周围必然会吸附等电量的阳离
子，水化阳离子给粘土带来厚的水化膜，使蒙脱石水化膨胀。
因为蒙脱石具有很强的水化膨胀能力，造浆率高，所以它是钻井泥浆的主
二、几种常见粘土矿物的晶体构造
1、基本概念 （1）晶格取代：在粘土矿物晶体中，一部分阳离子被另外阳离子 所置换，产生过剩电荷的现象。 Si-O四面体：Al3+取代Si4+ 粘土带负电荷 Al-O八面体： Mg2+、Fe2+取代Al3+ 蒙脱石在不发生晶格取代时，其理想结构式为： Al2Si4O(OH)2.nH2O 蒙脱石的实际结构式为： (1/2Ca,Na)x(MgxAl4-x)(Si8O20)(OH)4.nH2O
高岭石 蒙脱石 伊利石
边缘 AL-O八面体 SI-O四面体
第三节 粘土的水化膨胀作用
水化膨胀性：粘土吸水后体积增大的性质。膨胀性是衡量粘 土亲水性的指标。粘土亲水性越强，吸水量越大，水化膨胀 越厉害。
一、粘土矿物的水分 粘土矿物的水分按其存在的状态可以分为结晶水、吸附水和 自由水等三种类 型。 (1)结晶水。这种水(矿物中铝氧八面体中的OH 层)是粘土矿物 晶体构造 的一部分，只有温度高于300℃以上时，结晶受到破 坏，这部分水才能释放出来。
钻井液基础知识
钻井液基础知识一、钻井液概述1、钻井液概念钻井液是由粘土、水（或油）以及各种化学处理剂组成的一种溶胶悬浮体的混合体系。
2、钻井液的分类（1）淡水钻井液（2）钙处理钻井液（3）不分散低固相聚合物钻井液（4）盐水钻井液（5）饱和盐水钻井液（6）钾基钻井液（7）油基钻井液（8）气体钻井液3、钻井液在钻井中的作用（1）清洗井底，携带岩屑，保持井底干净，保证钻头不断的破碎地层，使钻进不中断。
（2）平衡地层中的流体压力，防止井喷、井漏等井下复杂情况，保护油气层。
（3）平衡岩石侧压力，并在井壁形成泥饼，保持井壁稳定，防止地层坍塌。
（4）发挥水力效能，传递动力，冲击井底，帮助钻头破碎井底岩石，提高钻井速度。
（5）悬浮岩屑和加重剂，降低岩屑沉降速度，避免沉砂卡钻。
另外承受钻杆和套管的部分重力。
（6）润滑并冷却钻头钻具。
（7）防止地层中盐水、岩盐、石膏、芒硝等对钻井液的污染，防止硫化氢污染和损害。
（8）利用钻井液，准确获得井下资料。
二、钻井液性能指标1、钻井液密度（1）概念：指单位体积钻井液的质量，常以g/cm3表示。
（2）钻井液密度与钻井的关系密度的大小直接关系着钻井速度的快慢，因此密度必须符合地质和工程的要求，大小适中。
密度过大有以下害处：A、损害油气层B、降低钻井速度C、过大压差易造成压差卡钻D、易憋漏地层E、易引起过高的粘切F、多消耗钻井液材料和动力G、抗污染能力下降密度过低则容易发生井喷、井塌、缩径及携岩能力下降等。
（3）提高钻井液密度的方法一般可在钻井液体系中加入密度较大的惰性物质，如石灰石粉、重晶石粉等；也可加入可溶性盐，另外根据情况可选用除气、除泡等工艺方法。
（4）降低钻井液密度的方法A、机械法：把有害物质通过机械设备清除，如使用震动筛、除砂器等。
B、稀释法：加入一定量的清水稀释钻井液，使其密度下降。
C、使用化学絮凝剂来降低密度。
D、使用发泡剂或充气来增大体积而降低密度。
2、钻井液的流动性（1）、钻井液的粘度、切力A、表观粘度：是用一定体积的钻井液流过规定尺寸的小孔所需的时间来表示。
钻井液基础知识
油基泥浆： 油包水乳化泥浆：以油做分散介质，水及有机搬土或其它亲油 粉末状物作分散相，加乳化剂配制。 油基泥浆：由柴油和沥青（或有机搬土）及有关处理剂配制。
主要内容
Daqing Petroleum Institute
Daqing Petroleum Institute
钻井液基础
▪ 钻井液的作用： ▪ 1、清洗井底，携带和悬浮岩屑； ▪ 2 、保护井壁； ▪ 3 、冷却和润滑钻头及钻柱； ▪ 4 、平衡地层压力； ▪ 5 、协助破碎岩石； ▪ 6 、保护油气层。
钻井液的基本类型：
Daqing Petroleum Institute
当浓度很高时，低价离子同样能交换高价离子。常见的阳离子交换能 力强弱顺序是：
H+>Fe3+>Al3+>Ba2+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+>Li+ 粘土的阳离子交换容量是指在pH等于7的条件下，粘土所能交换下来的 阳离子总量。它包括交换性氢和交换性盐基，其数值均以每100 g粘土所交 换下来的阳离子的量表示。 粘土的阳离子交换容量，直接关系到粘土颗粒带电荷的多少和吸附处 理剂的能力。影响粘土阳离子交换容量的因素有粘土矿物的本性、粘土矿 物的分散度及溶液的pH值。
2) 化学吸附。化学吸附是靠吸附剂与吸附质之间的化学键力而产生的。 例如铁铬木质素磺酸盐在粘土晶体的边缘上可以发生螯合吸附。
3) 离子交换吸附。粘土颗粒因晶格取代等原因，一般是带负电的，为了 保持整体的电中性，必然要吸附阳离子。而吸附的阳离子一般来说并不固 定，可以与溶液中的阳离子进行交换，这种作用称为离子交换吸附。
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材料组成 清水
品种 特点及适应性 单一 流动性好，取用便利，低粘，护孔、悬碴效果差
泥浆
粘土、水、处理剂 多
粘性和比重等可宽调、尤适于许多松散和水敏地层
化合物溶液 化合物、水
多
粘性可宽调，流动性较好，选配方可适于广泛地层
乳状液
水、油、乳化剂 较少 润滑性强，流动性好，护孔、悬碴效果较差
泡沫浆液
空气、发泡液
层压力，有助于稳定井眼； 液柱压力与垂直深度正相关； 淡水的密度是1 g/cm³=8.345 lb/gal；加量4～6%膨润土
的泥浆比重在1.03～1.05左右；造浆率差的膨润土加量20 ～30%以上，此时泥浆比重高达1.15以上； 因钻屑没能完全除去，正常钻进时泥浆密度会不断增大
钻井液密度
➢ 环境因素 温度 剪切速率 压力
影响钻井液流动性的因素
➢ 液体部分对钻井液流动性的影响
溶解的盐一般增大粘度； 温度增高降低粘度； 剪切速率一般不影响液相粘度； 增大压力不明显影响水的粘度。
影响钻井液流动性的因素
钻井液流动性对钻进作业的影响： 井眼清洁问题、钻屑的悬浮、循环压力损失、抽
汲压力与冲击波动压力、经济性、钻进速度、 井眼稳定性、井眼冲蚀问题、泥浆漏失问题。 钻井液的流变性能受制于成分和环境因素。
钻井液流动性
影响钻井液流动性的因素
➢ 钻井液的成分 液体部分（电解质种类、浓度；聚合物种类和浓度） 惰性固体颗粒（浓度和细度） 活性固体颗粒（种类、浓度和细度）
钻井液性能
➢ 钻井液密度
指单位体积钻井液的质量，在钻井工程中，钻井液密度 和比重是两个等同术语，常用单位g/cm³、kg/m³，英制 单位lb/gal（磅/加仑），1 g/cm³=8.345 lb/gal
钻井液密度
➢ 密度过大的不利影响
1.降低钻进速度； 2.易压差卡钻； 3.易引起过高的粘度和切力； 4.多消耗材料和动力； 5.泥浆的抗污染能力降低。
（优选）钻井液基础知识一非开挖钻井液 性能介绍
钻井液概述ห้องสมุดไป่ตู้
钻井液的功用
1.悬浮并将孔内钻屑携带至地表； 2.冷却并润滑孔内钻头、钻具； 3.稳定井壁和平衡地层压力； 4.冲洗钻头、扩孔器切削刀； 5.为孔底泥浆马达提供水力动力； 6.高压液流冲击并软化岩土，提高钻进效率。
钻井液的功用
➢ 悬浮并将孔内钻屑携带至地表
较多 低密度，防漏失，护孔、悬碴较好，制用较复杂
盐水浆液
盐、基浆
少
专用于高含盐量地层抑制孔壁分散
钻井液概述
钻井液的组成
目前的定向穿越工程中，最为常用的钻井液为粘土-水基 钻井液，其为多相分散体系，主要构成： 1.水（淡水或盐水） 2.活性固体颗粒（膨润土和泥页岩钻屑） 3.惰性固体颗粒（加重材料和砂岩等钻屑） 4.化学药品（处理剂）
➢ 密度过小的不利影响
1.易造成井眼不稳定，缩径、塌孔； 2.泥浆携带钻屑的能力下降。
钻井液密度
➢ 钻井液密度的测量
钻井液密度秤示意图
钻井液密度
钻井液密度的测量步骤
1.标定 钻井液杯盛满清水 ,盖上盖子,杯内多余的水自孔中溢出,
把溢出之水擦净。 秤杆刀口于刀垫上，使游动砝码对准 1.0刻度。 如果水平泡居中，则合乎要求。否则，就要在调节器内加
➢ 影响密度变化的因素
增大密度 添加加重剂、泥浆除气、增加钻速、钻屑累积、降低泵 排量以增大钻屑浓度、加入较高密度的泥浆、孔内失水
减小密度 加水、固控设备出去固相、控制钻速、孔内地下水侵入 、加入较低密度的泥浆、加强固控设备的清渣能力、降 低钻进速度和增大泵排量
钻井液密度
➢ 调节密度的计算公式
钻井液性能
钻井液流动性
描述流动性能的术语： 表观粘度AV， mPa·S ； 塑性粘度PV， mPa·S ； 屈服值（动切力）YP，Pa； 静切力（初切、终切）Gels, 马氏漏斗粘度FV，s/qt； 动/塑比 YP/PV，Pa·S、mPa·S； 流型指数n值； 稠度系数k值；
钻井液流动性
这些性能参数钻井液在循环系统中的预期状态， 粘度反映流动阻力的大小，切力反映结构强度的 大小，流型系数反映流变状态。
1）钻井液首要和最基本的功用是通过其本身的循环，将 井底被钻头破碎的岩屑携至地面；其静切力可悬浮钻屑； 2）不重复切削，提高钻进效率； 3）孔底清洁干净，提高铺管安全系数； 4）影响钻井液携渣能力：
环空流动速度 ； 钻井液密度； 钻井液粘度。
钻井液的功用
➢ 冷却并润滑孔内钻头、钻具
1）钻头、钻柱与地层的摩擦产生热，循环的泥浆使热消散 2）钻井液中存在的膨润土及部分添加剂具有良好的润滑作 用，减小钻头钻具的磨损和拉管摩阻力。
减填料（铅粒），使之居中。 2.测量 将充分搅拌的钻井液盛满钻井液杯 ,盖好盖子,擦净杯外
钻井液。 置秤杆刀口于刀垫上，拨动游动砝码，使水平泡居中，砝
码左侧边线所对刻度即为所测钻井液的密度，并记录。
钻井液密度
➢ 关于密度的几个认识
泥浆的密度直接与固相的数量和重度有关； 密度的重要性在于使井内泥浆液柱具有适当的压力平衡地
钻井液基础知识
钻井液性能
锐林非开挖
钻井液性能
钻井液性能分类
➢ 密度 ➢ 流动性 ➢ 滤失性 ➢ 化学成分 ➢ 润滑性 ➢ 其他
钻井液性能
钻井液性能主要测定和计算项目
密度
马氏漏斗粘度 表观粘度 塑性粘度 动切力（屈服值） 切力（静切力-初切、终切） API滤失量 HTHP滤失量
含砂量
PH值 n值（流型指数） k值（稠度系数） 浮筒切力 泥浆润滑性 固相含量 岩屑含量
钻井液的功用
➢ 稳定井壁和平衡地层压力
1）形成滤饼涂敷孔壁，减小自由水对周围地层的影响； 2）孔内液柱压力部分平衡地层压力； 3）钻井液的抑制性能够稳定敏感性地层。
➢ 清洗钻头、扩孔器切削刀
液流对钻头或扩孔刀头进行冲洗，清洁钻具表面积存 物 ，提高钻进效率。
钻井液的功用
➢ 为孔底泥浆马达提供水力动力
岩石钻进中使用的螺杆马达正是以钻井液为动力、把液 体压力能转化为机械能的容积式井下动力钻具；钻井液在 此过程提供了源源不断的液压能。
➢ 高压液流冲击并软化岩土，提高钻进效率
钻井液在钻头喷嘴处以极高的流速冲击岩层，同时软化 岩层，从而提高了钻进速度和破岩效率。
钻井液概述
HDD钻井液的类型
类型名称 清水