钻井液材料及钻井液管理
石油钻井用钻井液类型及相关知识
石油钻井用钻井液类型及相关知识一、抑制性聚合物钻井液（一）代号：P—Fe（二）特点：本钻井液是以PHP作为絮凝剂，抑制地层造浆；以FCLS配合烧碱水作为稀释剂，控制钻井液粘度、切力及流变性能，以CMC作为降失水剂的抑制性钻井液体系。
具有适应范围广、维护处理简单、成本低等特点。
（三）推荐使用范围：油田各地区3200米以内的井，水型不限。
（四）主要组分：1、低密度固相含量不大于10%2、PHP 0.1-0.3%3、FCLS 1—2%4、CMC 0.3—0.5%5、烧碱水用于调节PH值6、加重按设计要求（五）性能指标1、密度：非加重钻井液不大于1.15g/cm32、漏斗粘度：28—45S3、API失水：10—5ml4、静切力G：2—5/3—8 Pa5、含砂量：＜0.5%6、PH值:淡水9—11;咸水:11—137、塑性粘度:8—20mPa.S8、动切力：3—6Pa（六）维护处理要点：1、大循环改小循环以后，使用震动筛、除砂器控制固相含量，配合清水调整性能1—2周，进行转化处理。
本次处理主要以控制低粘、低切、降低失水为目的。
（采用PHP、FCLS 、NaOH、CMC综合处理）。
2、转化处理以后，用PHP配合烧碱水进行维护处理。
PHP应配成0.5—1%溶液，每班定量均匀加入。
东营组以上地层，钻井液中PHP保持0.1—0.15%的含量。
进入沙河街组地层，PHP保持0.2—0.3%的含量，烧碱量以维护要求的PH为佳。
3、每只钻头下钻完，根据性能要求，用清水、FCLS配合烧碱水处理，用CMC控制失水。
根据失水量的大小决定其用量，然后用PHP维护性能。
FCLS 与烧碱水的比例：一般按淡水2：1；咸水1：1或1：2。
4、钻进中坚持使用好固控设备，保持含砂量小于0.5%。
5、加重前，先用FCLS与烧碱水进行降粘切处理之后再进行加重。
加重时，应按加入的重晶石数量补充0.05—0.1%的PHP量，以确保重晶石在钻井液中的悬浮。
钻井液技术介绍
6．钾基聚合物钻井液 钾基聚合物钻井液是一类以各种聚合物的钾（或铵、钙）盐和KCI为主处理剂的防塌钻井液。在各种常见无机盐中，以KCI抑制粘土水化分散的效果为最好；而聚合物处理剂的存在使该类钻井液具有聚合物钻井液的各种优良特性。因此，在钻遇泥页岩地层时，使用它可以取得比较理想的防塌效果。
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8．合成基钻井液 合成基钻井液是以合成的有机化合物作为连续相，盐水作为分散相，并含有乳化剂、降滤失剂、流型改进剂的一类新型钻井液。由于使用无毒并且能够生物降解的非水溶性有机物取代了油基钻井液中通常使用的柴油，因此这类钻井液既保持了油基钻井液的各种优良特性，同时又能大大减轻钻井液排放时对环境造成的不良影响，尤其适用于海上钻井。
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1．分散钻井液 分散钻井液是指用淡水、膨润土和各种对粘土与钻屑起分散作用的处理剂（简称为分散剂）配制而成的水基钻井液。其主要特点是： （1）可容纳较多的固相，较适于配制高密度钻井液。 （2）容易在井壁上形成较致密的泥饼，故其滤失量一般较低。 （3）某些分散钻井液，如以磺化栲胶、磺化褐煤和磺化酚醛树脂作为主处理剂的三磺钻井液具有较强的抗温能力，适于在深井和超深井中使用。缺点：除抑制性和抗污染能力较差外，还因体系中固相含量高，对提高钻速和保护油气层均有不利的影响。
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1．合成聚合物类处理剂 合成聚合物主要用作钻井液降滤失剂、降粘剂、页岩抑制剂等。 2．天然改性高分子类处理剂 改性天然材料来源丰富，价格低廉，在石油工业中有广泛的用途。可生物降解的天然大分子如淀粉纤维素作为主链结构可赋予材料以生物降解特性，使材料具有环保功能。 3．利用工业废料制备的钻井液处理剂 利用工业下脚料制备钻井液处理剂技术性较强，油田化学工作者在这方面进行了一些研究工作。
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（二）国内外钻井液处理剂开发应用 一、国外发展情况 二、国内发展情况
钻井液体系配方及井下复杂情况处理对策1
滤失量大，说明地层渗
透性强，也说明钻井液 形成封堵渗透层泥饼的 能力差。 在水敏性泥、页岩地层 、渗透性强的砂岩地层 都要严格控制API滤失 量。
滤失量概念
滤失量的意义
二、钻井液性能及测量仪器
（三）API滤失量
二、钻井液性能及测量仪器
（三）API滤失量
测定方法 该仪器是将泥浆用惰性气体 （二氧化碳、氮气或压缩空气） 加压的情况下，测量泥浆的失水 量。当泥浆在0.69MPa压力的作 用下，30分钟内通过截面为 45.6±0.5㎝2过滤面渗透出的水 量，以毫升表示。同时，可以测 按逆时针方向缓缓旋转放空阀5手 柄，同时观察压力表指示。当压力 表稍有下降或听见泥浆杯有进气声 响时，即停止旋转放空阀手柄，微 调减压阀3手柄，使压力表指示为 0.69MPa，泥浆杯内保持0.69MPa的
定义
是指钻井液中 不能通过200 目筛网，即粒 径大于74微米 的砂粒占钻井 液总体积的百 分数。在现场 应用中，该数 值越小越好， 一般要求控制 在0.5％以下。
意义
含砂量高 密度大，对提 高钻速不利； 泥饼松软，导 致滤失量增大， 不利于井壁稳 定； 摩擦系数增大， 容易造成压差 卡钻； 增加对钻头和 钻具的磨损
（6）邻井钻井情况。
一、钻井液简介
（五）钻井液施工需要的资料、数据 2、重点探井、非常规井、深井、超深井
（1）范围
①重点探井：河南油田、集团公司重点探井、风险探井； ②非常规井：页岩油水平井、致密砂岩水平井、其它气井； ③深井、超深井： 深井：指井深大于4500米的井。 超深井：指井深大于6000米的井。
7、钻井液维护处理要点
10、钻井液材料汇总
8、钻井液材料
11、其它要求
一、钻井液简介
钻井液性能要求及处理剂类型和作用
钻井液性能要求及处理剂类型和作用一般而言，煤田地质勘探采用金刚石绳索取芯钻进在稳定岩层可使用清水作钻井液。
而对各种不稳定岩层,如各种水敏岩层、破碎岩层、特别是对于深孔、长孔段的不稳定岩层,则必须采用泥浆作钻井液。
由于金刚石岩心钻探内外管间隙小、钻头转速高、钻头价格贵,因此对泥浆提出了一些特殊要求。
金刚石绳索取芯钻进用钻井液，主要要求润滑性、流变性、滤失性、固相含量等项指标。
并据此来选择钻井液类型、添加剂种类和工艺措施。
金刚石钻进要求钻井液有好的润滑性是不言而喻的。
为发挥钻头的破岩效率，特别是使用孕镶钻头，要求高转速，只有泥浆润滑性能好，才能减少钻头磨损，提高钻头进尺；减少钻杆磨损和钻杆折断事故，降低功率消耗。
不管用清水还是用泥浆作钻井液，都要重视其润滑性指标。
为保护孔壁和有效排除钻屑，要求钻井液有较好的流变性。
以前用漏斗粘度来衡量流动性能是不够的。
金刚石钻探的特点，要求钻井液通过小间隙处流动阻力小，即粘度小；而在大断面处粘度高，对孔壁冲刷小。
我们在金刚石绳索取芯钻探中应用流变学的理论解决生产实际问题，选择流变性能好的泥浆，取得较好满意的效果。
要使泥浆有较好的护壁能力，必须注意其滤失性能。
失水量过大是造成泥页岩，盐类地层、破碎地层的膨胀、溶蚀、剥蚀、坍塌的主要根源。
在这些地层要求失水量低,金刚石钻进环空间隙很小，泥饼厚度过大是很不利的。
此外，滤液的成分对护壁有重要影响。
滤液中含有盐类离子、高分子材料等抑制性成分，即使失水量大一些，护壁能力也很好。
因此，对滤失性能要注意失水量、泥饼厚度及滤液成分三个方面。
为控制失水常加入多种降失水剂。
固相含量过高，尤其是钻屑含量过高，给钻进工作带来很多问题，如钻速下降、钻头寿命降低，设备磨损加快、孔内事故多。
固相含量的多少和类型，直接影响到钻井液的流变性、滤失性和润滑性。
煤田金刚石绳索取钻进通常用低固相泥浆，固相含量可由比重观测。
一般要求固相含量(体积)在4%以内，泥浆比重在1.06以下。
石油生产中的油井液体管理与处理
石油生产中的油井液体管理与处理在石油生产过程中，油井液体管理与处理是一项关键任务。
有效管理与处理油井液体可以提高生产效率、减少环境污染，并确保工作场所的安全性。
本文将介绍石油生产中油井液体的管理与处理方法，以满足生产需求与环保要求。
一、油井液体的分类油井液体主要分为钻井液、完井液和采油液。
钻井液是在钻井过程中用于冷却钻头、清洗钻孔及运输钻屑的液体。
完井液是在油井完工后，用于固井、封井和维持井身稳定的液体。
采油液是用于增产、维护油井工作液面稳定及输送地下储层油气的液体。
二、油井液体管理的基本原则1. 实施井液循环管理：通过注入井液、油气回收和沉降池等方式，实现油井液体的循环利用和再生，减少资源浪费。
2. 控制井液储量：根据油井生产能力和地下储层特征，合理控制井液储量，防止过量堆积导致生产效率降低。
3. 提高井液处理效率：采用先进的油井液体处理设备和技术，提高处理效率，降低油井液体处理成本。
三、油井液体管理与处理方法1. 钻井液管理与处理钻井液是钻井工艺中的重要环节。
钻井液主要由水、黏土、化学添加剂等组成，用于降低钻头磨损、清洗钻孔、稳定井壁等。
在钻井液管理中，应注意以下事项：（1）合理选择钻井液类型：根据钻井工艺、地下地层特征和环境要求选择合适的钻井液类型，确保钻井顺利进行。
（2）控制钻井液循环量：根据钻井深度和井时，合理控制钻井液循环量，减少资源浪费。
（3）实施钻井液循环与处理：通过井液循环设备和固、液分离装置对钻井液进行循环和处理，以保持钻井液性能稳定，延长使用寿命。
2. 完井液管理与处理完井液在油井完工后起到固井、封井和维持井身稳定的作用。
在完井液管理中，应注意以下事项：（1）优化完井液配方：根据地层特征和井下环境选择合适的完井液配方，确保固井质量和井身稳定性。
（2）控制完井液排放：合理控制完井液排放量，减少对环境的污染和资源浪费。
（3）实施完井液处理：通过重力沉降、过滤和化学处理等方式，对完井液进行处理，以实现固井质量和环境要求。
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。
钻井液体系与材料简介
目录
钻井液概论 钻井液分类 钻井液技术的发展 我国钻井液技术发展概况 国内外钻井液技术对比分析
2
钻井液概论
3
钻井液体系介绍
PEMTM钻井液体系 PECTM钻井液体系 PRDTM储层钻进液 小阳离子钻井液体系 油基钻井液体系 其他钻井液体系简介
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PEM钻井液体系 钻井液体系
国内领先近10年的环境可接受的水基防塌钻 国内领先近 10 年的 环境可接受的水基防塌钻 10年的 井液体系（ 简称PEM 泥浆体系， PEM泥浆体系 井液体系 （ 简称 PEM 泥浆体系 ， Protecting Mud） Environment Mud） - 满足钻井作业要求 - 满足环境保护的要求 - 满足保护油气层的要求 - 节约钻井整体成本 - 提高泥浆服务质量
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PEC 钻井液体系
Polymer Enhance Cation Drilling Fluid
TM
10
PEC钻井液体系
主剂PF-JMH-YJ（有机正电胶材料）： 主剂PF-JMH-YJ（有机正电胶材料）： PF PF-JMH-YJ是由阳离子单体合成的，由于机理是需要有强的正电荷，因此 是由阳离子单体合成的，由于机理是需要有强的正电荷， 是由阳离子单体合成的 和小阳离子不同，在阳离子单体的选择上选择了强正电荷的阳离子单体， 和小阳离子不同，在阳离子单体的选择上选择了强正电荷的阳离子单体，而 且在合成工艺上减少了因自聚以及可能造成阳离子电荷下降的因素， 且在合成工艺上减少了因自聚以及可能造成阳离子电荷下降的因素，另外还 在控制分子量上使其分子量降低，从而保证该产品具有高的正电荷， 在控制分子量上使其分子量降低，从而保证该产品具有高的正电荷，其机理 主要是由于粘土表面都带负电荷的，地层粘土矿物高，也会带负电荷， 主要是由于粘土表面都带负电荷的，地层粘土矿物高，也会带负电荷，水进 入后势必会造成水化膨胀，而采用正电荷进入后， 入后势必会造成水化膨胀，而采用正电荷进入后，通过电荷中和使其压缩双 电层，因而减少粘土水化膨胀的可能性，以达到抑制的效果。 电层，因而减少粘土水化膨胀的可能性，以达到抑制的效果。 主剂PF JHA(聚醇醚材料 PF聚醇醚材料）： 主剂PF-JHA(聚醇醚材料）： 醇醚润滑剂是由天然物质（聚乙烯醚的衍生物）经精练提纯后， 醇醚润滑剂是由天然物质（聚乙烯醚的衍生物）经精练提纯后，在一定的 温度和压力下，进行相关的化学处理，使其具有活泼的反应性基团， 温度和压力下，进行相关的化学处理，使其具有活泼的反应性基团，再与低 分子烷氧基化合物缩合而成，由于其固有的结构特征， 分子烷氧基化合物缩合而成，由于其固有的结构特征，使醇醚润滑剂具有与 其他润滑剂比较更为突出的特点。该材料同样具有“浊点”行为。 其他润滑剂比较更为突出的特点。该材料同样具有“浊点”行为。
钻井液材料规范
加50 ml 士 1 ml去离子水至滴定容器。加约2 ml缓冲溶液和足量硬度指示剂，以呈现明显的蓝色。摇动使之混匀。如这时溶液呈现的颜色并非明显蓝色，则表明仪器或水被污染。寻找并消除污染源，重新进行实验。
实验步骤（以重晶石粉为例）
实验步骤（以重晶石粉为例）
实验步骤（以重晶石粉为例） a.黏度效应指密度为2.50 g/cm3的重晶石粉蒸馏水悬浮液，经搅拌并养护24h后，该悬浮液在加人硫酸钙前后的表观黏度。 b.用250 ml蒸馏水配制密度为2.50 g/cm3的重晶石粉蒸馏水悬浮液，其重晶石粉加量可按下式求得：
滤失仪：低温低压式，符合GB/T16783.1-2006；
滤纸：Whatman 50 型，或等效物；
容器：带盖，容量约为500ml；
去离子水或蒸馏水；
量筒：两只，容量 500ml±5ml和10ml±0.1ml；
计时器：两个，机械式或电子式。
实验步骤（以钻井级膨润土为例）： 流变性： a.制备膨润土悬浮液。边在搅拌器上搅拌边向350 ml 士5 ml去离子水中加入22.5g士0.01g膨润土 (收到的样品)。 b.在搅拌5 min±0.5 min后，从搅拌器上取下搅拌杯，用刮刀刮下粘在杯壁上的所有膨润土。将粘在刮刀上的所有膨润土混到悬浮液中。 c.将撹拌杯重新放到撹拌器上继续搅拌。必要时，再过5 min和10 min后从搅拌器上取下搅拌 杯,刮下粘在杯壁上的所有膨润土。总搅拌时间应为20 min士 1 min。
用移液管量取b中的滤液10 ml转移至c中的溶液中，摇匀。若溶液呈现蓝色则表明硬度为零，试验结束。如果有钙或镁存在，将出现酒红色。将滤液体积记作V4。
钻井液监督与管理
钻井液监督与管理钻井液监督与管理是钻井作业中非常重要的一环，它直接关系到钻井作业的顺利进行和安全生产。
钻井液作为钻井工程中的重要介质，具有冷却、润滑、承载岩屑、维持井底压力和稳定井壁等多种作用，因此需要严格的监督和管理才能确保其性能和质量。
本文将从钻井液的性能要求、监督与管理的重要性、监督与管理的方法和措施等方面进行详细介绍。
一、钻井液的性能要求在钻井作业中，钻井液的性能要求非常严格，主要包括以下几个方面：1. 稳定性：钻井液需要具有稳定的性能，能够保持长时间的使用不变质，能够抵抗井下条件的变化。
2. 渗透性：钻井液需要具有足够的渗透性，能够有效地冲击井底，将岩屑清除出井口，以保持钻井的顺利进行。
3. 清洁度：钻井液需要保持清洁，不含杂质，能够保持井眼的清洁度，以便于后续作业的进行。
4. 粘度：钻井液需要具有适当的粘度，能够有效地悬浮岩屑和维持井壁的稳定性。
5. 密度：钻井液需要具有一定的密度，能够稳定井底压力，防止井漏和喷泉等危险事件的发生。
二、监督与管理的重要性钻井液监督与管理的重要性不言而喻，它直接关系到钻井作业的安全和顺利进行。
具体表现在以下几个方面：1. 确保钻井液的质量：钻井液作为钻井作业中的重要介质，其质量直接关系到钻井作业的顺利进行和安全生产。
通过严格的监督与管理，可以确保钻井液的质量达到要求。
2. 防止事故发生：钻井液是钻井作业中的一种特殊化学品，如果使用不当或者质量不过关，容易引发火灾、爆炸和环境污染等危险事件。
通过严格的监督与管理，可以有效地预防此类事故的发生。
三、监督与管理的方法和措施1. 配方设计：在钻井液的监督与管理过程中，首先需要进行配方设计。
根据井况、岩屑特性和地层情况等因素，设计出适用于当前钻井井况的钻井液配方。
2. 采购质量检查：在进行钻井液的采购过程中，需要对钻井液的质量进行严格检查，确保符合相关的标准和要求。
3. 现场监督：在钻井过程中，需要对钻井液的使用过程进行现场监督，确保其使用符合配方要求，以及及时调整和处理发现的问题。
钻井液管理制度
钻井液管理制度第一章总则第一条为规范钻井液的管理，保障钻井作业的安全、高效进行，特制定本管理制度。
第二条本管理制度适用于公司及其子公司的所有钻井作业。
第三条钻井液管理是指对钻井作业中所用液体钻井液的配制、搅拌、循环、检测、处理等过程进行科学管理的活动。
第四条钻井液管理应根据钻井作业实际情况，设置专门的管理人员，建立健全管理制度，确保钻井液能够满足钻井作业的需要。
第五条钻井液管理应依据国家相关法律法规和公司规章制度进行，遵循安全、环保和经济的原则，保障人员的生命安全和公司的资产安全。
第六条钻井液管理人员应具备相关专业知识和经验，经过专门培训后方可从事相关工作。
第七条所有参与钻井液管理的人员，应严格按照本管理制度的要求执行，不得违反规定。
第八条公司应定期对钻井液管理进行检查和评估，不定期组织相关人员进行培训和考核，确保钻井液管理工作的顺利进行。
第二章配制与搅拌第九条钻井液的配制应根据井下地层情况和作业需要进行，应选择适宜的钻井液类型和配方。
第十条配制钻井液应按照公司的标准程序进行，确保配比准确，质量可靠。
第十一条钻井液的搅拌应由专门的搅拌设备进行，应保证搅拌均匀，防止出现团块和分层现象。
第十二条在搅拌过程中，应注重搅拌速度、时间和温度的控制，确保钻井液的质量符合要求。
第十三条所有参与钻井液搅拌的人员，应穿戴必要的防护用具，严格遵守操作规程，确保人身安全。
第十四条每次搅拌后应对钻井液进行抽样检测，确保质量合格后方可使用。
第三章循环与处理第十五条钻井液的循环应严格按照井下运行程序进行，确保井下作业的连续性。
第十六条在井下循环中，应随时监测钻井液的流量、密度、粘度等参数，及时调整，确保循环效果良好。
第十七条钻井液在循环过程中如有异常现象，应立即停止运行，排查原因，采取相应措施，确保安全。
第十八条钻井液循环完毕后，应根据井下情况进行对液体的处理，严格按照操作规程进行废液处理、固液分离等工作。
第十九条钻井液处理过程中应注意节约资源，减少废液的排放，降低环境污染。
钻井用化学材料
钻井用化学材料一、钻井液的作用钻井液又称“泥浆”是由各种油田化学剂（约19类）混合组成的流体。
当钻进至油、气层时所用的钻井液为“完井液”。
修井作业时所用的化学剂配成的流体称为“修井液”。
基本功能有：钻井液具有平衡地层压力、冷却润滑钻头、冲洗井底、携带岩屑、辅助破坏岩层、悬浮岩屑、保护井壁等作用。
保证优质快速钻进。
对于开发，保护油气层。
对于勘探，发现并保护油气层。
二、钻井液的类型水基钻井液：无固相饱和盐水钻井液低固相不分散钻井液（钾铵聚合物、三磺、两性复合离子、阳离子、正电胶等）油基钻井液：油基液、油包水乳化液、低胶性油基液、无毒油基液气体型（空气、雾、泡沫、充气）钻井液钻井液材料分为十六大类。
1.粘土类作用：主要用来配制原浆，亦有增加粘切、降低滤失量的作用。
主要材料：膨润土（主要以蒙脱石为主）、抗盐土（主要为凹凸棒石及海泡石土）、有机土（钠土经阳离子型表面活性剂处理的人造土）。
2.加重材料作用：主要用来提高钻井液的密度，以控制地层压力、防塌、防喷。
主要材料：重晶石粉：以硫酸钡为主要成分的天然矿石，经过机加工而成细度适宜的粉末状产品。
石灰石粉：以碳酸钙为主要成分的天然矿石，经过机械加工而成细度适度的粉末产品。
钛铁矿粉：以氧化钛与四氧化三铁为主要成份。
3.增粘剂作用：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。
主要材料：黄孢胶、黄原胶、羧甲基纤维素CMC、羟乙基纤维素HEC、正电胶、石棉、胍胶等。
4.降粘剂作用：主要用来改善钻井液的流动性，例如粘度、切力，以增加可泵性、减少摩阻等。
主要材料：酸式焦磷酸盐、四磷酸钠、铁铬盐、木质磺酸盐类、单宁、腐植酸钾、丙烯酸聚合物、硅稀释剂、氧化木质素衍生物等。
5.降滤失剂作用：主要用来降低钻井液的滤失量。
主要材料：淀粉类、低粘度聚阴离子纤维素、钠羧甲基纤维素、共聚物类、聚丙烯腈衍生物或聚丙烯盐、树脂类、复全合纤维素等。
6.絮凝剂作用：主要用来絮凝钻井液中过多的粘土细微颗粒及清除钻屑，从而使钻井液保持低固相，可使钻屑不分散，易于清除，并有防塌作用。
水基钻井液仓储要求
水基钻井液仓储要求
水基钻井液（也称为水基泥浆）是由水、各种固体颗粒和化学处理剂组成的混合物，用于钻井过程中的井壁稳定、携带钻屑、冷却钻头等。
由于其成分复杂，水基钻井液的仓储要求比较严格。
以下是一些关键的仓储要求：
1. 避光保存：避免阳光或强光直接照射，以防材料变质。
2. 温度控制：水基钻井液的存储温度应保持在5-30℃，过高或过低的温度都可能影响其性能。
3. 湿度控制：保持适当的湿度，避免过于干燥或潮湿，以防钻井液中的固体颗粒过度挥发或吸水。
4. 清洁与卫生：确保存储容器和周围环境清洁，避免杂质和污染物混入。
5. 定期检查：定期检查钻井液的外观、气味和性能，如有异常及时处理。
6. 防止泄漏：由于水基钻井液可能含有有害物质，应确保其存储容器密封良好，以防泄漏。
7. 分类存放：不同类型的水基钻井液应分开存放，避免混合导致性能变化。
8. 远离火源和热源：存储位置应远离火源和热源，以防发生火灾。
9. 安全防护：工作人员在处理和存储水基钻井液时应穿戴适当的防护装备，如化学防护眼镜、化学防护服和化学防护手套等。
10. 废弃物处理：处理过期或废弃的水基钻井液时应遵守相关法律法规和安全规定。
遵循这些仓储要求可以帮助确保水基钻井液的质量和性能，从而保证钻井作业的安全和效率。
常用钻井液材料及其功用
一、稀释剂泥浆稀释剂，或分散剂，通过破碎粘土层边和面之间的附着而降低粘度（见图1）。
稀释剂吸附粘土层，因此破坏了层间的引力。
加入稀释剂可以降低粘度、切力和屈服值。
大多数的稀释剂都可以划分为有机材料或无机磷酸盐络合物。
有机稀释剂包括木质素磺酸盐、木质素和丹宁。
与无机稀释剂相比，有机稀释剂可用于高温条件下（铬酸盐也是很好的耐高温稀释剂，但是不适合用于环境敏感地区）。
有机稀释剂通常会有助于滤失控制。
聚合；絮凝；（面对面）；（边对面）；（边对边）；解胶；抗絮凝图. 1粘土颗粒的连接无机稀释剂包括焦磷酸钠（SAPP）、四焦磷酸钠、四磷酸钠和六偏磷酸钠。
无机稀释剂在低浓度情况下是有效的，但是通常只用于150ºF的温度以下。
它们的应用一般局限于氯化物浓度低和pH值低的淡水粘土泥浆。
长期以来，水被作为钻井泥浆的一种十分有效的稀释剂使用，其降粘效果是通过减少钻井液中的总体固相浓度来达到的。
钻井作业中钻屑不断混进泥浆中，那么这些钻屑最终也需要用水进行稀释或者必须用机械的方式清除。
应当定期添加水到水基泥浆中，以补充渗漏到地层和在泥浆池中蒸发的水份。
如果不补充水，那么由于固相浓度增加，粘度就会上升。
而化学方式的降粘效果不佳。
在没有添加重晶石或膨润土的情况下，塑性粘度的稳定上升就说明水分减少了。
磷酸盐是最早可以大批量供应的化学稀释剂之一。
磷酸盐通过吸附粘土颗粒而起作用，因此，它能达到令人满意的电平衡和允许颗粒自由地悬浮在溶液中。
磷酸盐的这种分散效果归因于轻度的阴性粘土片晶置换，它可使片晶相互排斥，最终这些断裂边缘的化合价趋于饱和。
在被严重污染的离子环境中，磷酸盐的使用是有限的。
如果有自由的钙离子或镁离子存在，不论其数量多少，都将会形成磷酸盐的络合物或者不溶的金属离子磷酸盐。
由于清除了可用的磷酸盐，这就限制了降粘能力。
表2列出了常用的用于现场钻井泥浆应用中的磷酸盐优点1) 在井深较浅的条件下，在大多数膨润土水基泥浆中，磷酸盐是一种十分有效的稀释剂。
钻井液配方资料(修改版)
钻井液配方资料(修改版)很好的钻井液资料钻井液配方资料钻井液材料是配制各种钻井液所用的物质，其中包括原材料及处理剂。
钻井液原材料是指那些组成钻井液的基本组分。
处理剂是指那些用来调整钻井液性能的物质，它是钻井液组分中的关键成分，随着钻井液技术的发展，处理剂的品种正日益增多。
一、钻井液概述钻井流体是在旋转钻井中使用的循环流体，由于绝大多数使用的是液体，少量使用气体或泡沫，因此又称“钻井液”。
钻井液在钻井工程中的主要功用是：清洗井底，携带岩屑；冷却和润滑钻头及钻柱；形成泥饼，保护井壁；控制与平衡地层压力；悬浮岩屑和加重剂；在地面沉除岩屑；提供所钻地层的有关资料；将水功率传给钻头等。
钻井液的主要成分有：水，如淡水、盐水、咸水或饱和盐水等；膨润土，如钠膨润土、钙膨润土、有机土或抗盐土等；化学处理剂有无机类、有机类、表面活性剂类、高聚合物类或生物聚合物类等；油类，如轻质油或原油等；气体，如空气或天然气等。
由于这些成分在各类钻井流体中所形成的分散体系不同，因此所起的作用也不同。
从物理化学观点看，钻井液是一种多相不稳定体系，其包括由重晶石粉、钻屑、粘土粉等组成的的悬浮液、高聚合物组成的胶体、膨润土粉的水溶液等和氯化钠的真溶液、碳酸钠的水溶液等。
钻井液有以下分类方法：按密度可分为低密度未加加重剂和高密度加有加重剂两种；按对粘土的作用可分为“抑制法”和“非抑制性”两种，前者加有抑制粘土水化分散的抑制剂；按分散体系中的连续相可分为水基（以水为连续相）、油基（以油为连续相）和气体。
水基钻井液是目前应用最广泛、研究最深入的一类钻井液；油基钻井液是为了钻复杂地层如岩盐、石膏、泥岩页岩以及钻定向井、高温井和完井、修井的需要而发展出来的；气体钻井使用空气或天然气体做为钻井时的循环流体，是为了钻低压油气层、严重漏失层或坚硬而不含水的地层而发展起来的。
我国标准化钻井液现分为淡水钻井液、钙处理钻井液、木分散聚合物钻井液、盐水（包括海水或咸水）钻井液、饱和盐水钻井液、钾基钻井液、油基钻井液、气体（包括一般气体及泡沫）钻井液等八类。
钻井液概述—钻井液的组成和分类
任务一：
钻井液的组成和分类
课程名称：泥浆材料检测与应用
知识点 01 知识点 02 知识点 03
钻井液的定义和组成 分散体系的分01 钻井液的组成和分类
知识点 1 钻井液的定义和组成
钻井液,又称泥浆或钻井泥浆，是石 油钻井的“血液”。 在油气钻井过程中，以其多种功能满
足钻井工作需要的各种循环流体的总称。
一、钻井液的组成：
钻井液主要由液相、固相和化学处理剂组 成。液相可以是水（淡水、盐水）、油（原 油、柴油）或乳状液（混油乳状液和反相乳 状液）。固相包括有用固相（膨润土、加重 材料）和无用固相（岩屑）。
项目一：钻井液概述
任务 01 钻井液的组成和分类
知识点 2 分散体系的分类
胶； 互不相溶液体组成的液-液溶胶，例如牛奶、原油等乳状
液； 液体和气体组成的液-气溶胶，例如泡沫。
➢固溶胶 包括固-固溶胶，例如有色玻璃，不完全互溶的合金；固-
液溶胶，例如珍珠、某些宝石； 固-气溶胶，例如泡沫塑料、沸石分子筛。
➢气溶胶 气-固溶胶，例如烟、含尘的空气； 气-液溶胶，例如雾、云。
（3）盐水钻井液和饱和盐水钻井液
盐水钻井液是用盐水（或海水）配制而成的。 含盐量从1%（Cl-质量浓度为6000mg/L）直至饱和 （Cl-质量浓度为189000mg/L）之间均属此种类型。
特点：对黏土具有较强抑制性
饱和盐水钻井液是指钻井液中NaCl含量达到饱 和时的盐水钻井液体系。它可以用饱和盐水配成， 或可先配成钻井液再加盐至饱和。可作为完井液或 修井液。
（8）合成基钻井液
合成基钻井液是以人工合成的有机化合物作为 连续相，盐水作为分散相，并含有乳化剂、降滤失 剂、流型改进剂的一类新型钻井液。有机物为无毒 并且能够生物降解的非水溶性有机物。
中国石油天然气集团公司钻井液技术规范
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含：钻井液设计，现场作业，油气储层维护，钻井液循环、固控和除气设备，泡沫钻井流体，井下繁杂的防治和处置，钻井液废弃物处置与环境保护，钻井液原材料和处理剂的质量掌控与管理，钻井液资料管理等。
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就是钻井工程设计的关键组成部分，主要依据包含但不局限于以下几方面：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.钻井液设计应当在分析影响勘探作业安全、质量和效益等因素的基础上，制订适当的钻井液技术措施。
主要存有：地层岩性、地层形变、地层岩石化学性能、地层流体、地层压力剖面（孔隙压力、倒塌压力与断裂压力）、地温梯度等信息；储层维护建议；本区块或相连区块已完成井的井下繁杂情况和钻井液应用领域情况；地质目的和钻井工程对钻井液作业的建议；适用于的钻井液新技术、新工艺；国家和施工地区有关环保方面的规定和建议。
第五条钻井液设计内容主要包括：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、配制与维护处理；储层保护对钻井液的要求；固控设备配置与使用要求；钻井液仪器、设备配置要求；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。
第二节钻井液体系挑选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；具有较好的储层保护效果；具有较好的经济性；低毒低腐蚀性。
第七条相同地层钻井液类型挑选1.在表层钻进时，宜选用较高粘度和切力的钻井液。
钻井液配方资料(修改版)
钻井液无机处理剂的作用主要有离子交换作用、调节值、控制絮凝、分散、 沉淀、络合、形成可溶性盐、水解、形成溶胶、抑制溶解、胶凝、调节密度等作 用。现将常用无机处理剂介绍如下。
（1）碱类 氢氧化钠别名为烧碱、火碱、苛性钠。烧碱是一种强碱，加入钻 井液后，其重要作用是：溶于水中完全电离，可提供钠离子和：氢氧根，遇二价 阳离子可形成低溶解度或难溶的氢氧化物，控制阳离子浓度，变难溶有机酸为易 溶于水的盐，如配制丹宁碱液、煤碱液等，变纤维素为碱纤维素。分散和活化粘 土、增强其它处理剂性能等。氢氧化钙别名消石灰和熟石灰，为白色粉末，常温 下密度为，吸潮性强，在空气中能吸收二氧化碳生成碳酸氢钙。它在水中的溶解 度小，常与水配成混浊的悬浮体即石灰乳，浓度饱和而澄清的水溶液叫石灰水。 氢氧化钙加入钻井液后，其主要作用是：加入钻井液中能控制 Na+和钙蒙脱土的 浓度：遇纯碱生成沉淀 CaCO3，可除去遇盐酸生成氯化钙，从而提高 Na+浓度:氢 氧化钾别名为苛性钾，为白色半透明晶体，常温密度为 2.044g/cm3 左右，熔点 360℃。氢氧化钾易溶于水，水溶液呈强碱性，也溶于酒精和甘油，难溶于醚及 烃类，极易吸潮气和而结成硬块及变质。其商品杂质可能含有氯化物、硫酸盐 。 在钻井液中，氢氧化钾的作用基本上与氢氧化钠相似，主要用作钾基钻井液的值 调节剂，也可提供大量钾离子，增加防塌效果。
钻井液的主要成分有：水，如淡水、盐水、咸水或饱和盐水等；膨润土，如 钠膨润土、钙膨润土、有机土或抗盐土等；化学处理剂有无机类、有机类、表面 活性剂类、高聚合物类或生物聚合物类等；油类，如轻质油或原油等；气体，如 空气或天然气等。由于这些成分在各类钻井流体中所形成的分散体系不同，因此 所起的作用也不同。从物理化学观点看，钻井液是一种多相不稳定体系，其包括 由重晶石粉、钻屑、粘土粉等组成的的悬浮液、高聚合物组成的胶体、膨润土粉 的水溶液等和氯化钠的真溶液、碳酸钠的水溶液等。
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七、泡沫剂
本品在国内用量较少，仅少数地区使 用。
（1）烷基磺酸钠：代号AS，主要用作 泡沫钻井液的发泡剂及高温钻井液的稳定 剂。
（2）烷基苯磺酸钠：代号ABS，主要用 作泡沫钻井液的泡沫剂及油包水型钻井液 的高温稳定剂。
10
石油化工助剂
一、降滤失剂类：
1、钻井液用水解聚丙烯腈-钾盐
K-HPAN
（3）AF-35消泡剂：是由聚醚、硬脂酸 铝及三乙醇胺复配而成。主要用作水基钻井 液的消泡剂。
5
三、解卡剂
分为液体及固体两种，但已成为商品并 由正式厂家生产的只有固体一种，液体都是 各油田自己临时配置使用。
（1）粉末固体解卡剂：代号为SR-301， 是油包水型的油基浸泡液。它是由氧化沥青 粉、油酸、环烷酸、OP-7、石灰及渗透剂 JFC组成的。使用时加柴油及水配制而成。 主要用作压差卡钻（或称滤饼粘卡）的解卡 剂。也可把它改造成各种油基钻井液而用于 取心夜及完井液。
20种，基本分固体和液体两大类。现只介绍主要的 几种。
（1）RT-443润滑剂：它是以特种矿物油和植物
油为基础油再配合多种表面活性剂复配而成。主要
用作探井及定向井的防卡剂，有减小扭矩的良好作 用。本品为液体，直照荧光为5级，对地质录井无干 扰。
（2）低荧光粉状防卡剂：代号RH，它是以白油
为基础并与多种表面活性剂复配而成。本品荧光小
二、降粘类：
1、钻井液用GX-1型硅稀释剂
GX-1
2、钻井液用磺化褐煤
SMC
三、防塌类：
1、钻井液用无荧光防塌剂
MHP
2、钻井液用页岩稳定剂改性沥青 FT-388
3、钻井液用抑制性腐殖酸钾
KHm
4、钻井液用树脂页岩稳定剂
LYD
5、钻井液用乳化沥青
RFT
12
四、增粘剂类： 1、钻井液用抑制性增粘剂 2、钻井液用两性离子聚合物强包被剂 3、钻井液用野生植物抗盐处理剂 4、钻井液用正电胶干粉 5、钻井液用速配钻井剂 6、钻井液用增粘剂 五、油层保护剂类： 1、钻井液用保护油层用屏蔽暂堵剂 2、钻井/完井液用超微细碳酸钙 3、钻井液用无荧光干扰油溶性暂堵剂
（3）司盘-80：代号Span-80，主要用作油包水型 钻井液的乳化剂。在深井中亦可用来稳定性能。
（4）OP系列乳化剂：属于非离子型表面活性剂， 耐温达204 ℃，耐酸、耐碱，抗钙、抗镁。HLB值为 8以上。主要用作抗高温的水包油型钻井液的乳化剂。
（5）烷ห้องสมุดไป่ตู้苯磺酸钙：主要用作油包水型钻井液的 乳化剂。
（2）液体解卡剂：代号有AYA-150、 DJK-1等，主要用作压差卡钻的解卡液。 6
四、堵漏剂
我国除了惰性材料外，已定型并在全国使用的
正式产品较少，多数是根据自己油田的情况临时配 置的。
（1）惰性堵漏剂：它是一种有惰性材料组配而成 的混合材料，基本包括三大类：一是粒状，如贝壳 粉、果壳粉、蛭石等；二是片状，如云母片、塑料 废纸片、花生壳；三是各种植物纤维状，入棉子壳、 皮屑等。从大小看，可分为粗、中、细三种，可根 据漏失特性而采用不同形状、不同大小的惰性材料 复配而成。
钻井液材料及钻 井液管理
主讲：苏俊华 单位：钻井一公司培校
1
1.
钻井液所用的材料包括原材料及处理剂。
原材料是指那些用作配浆且用量较大的基础材料，
如膨润土、水、油及加重材料。处理剂指的是那些
为改善和稳定钻井液性能而加入到钻井液中的化学
添加剂。
2.
我国钻井液标准化委员会根据国际上的分
类法，并结合我国的具体实际情况，将钻井液配浆
2、钻井液用高温炕盐降滤失剂
KFT-Ⅰ
3、钻井液用放塌降滤失剂
SF-1
4、钻井液用高温抗饱和盐降滤失剂 KFT-Ⅱ
5、钻井液用高温降失水剂
LHJ-8
6、钻井液用两性离子聚合物降滤失剂 JT-6
7、钻井液用磺甲基酚醛树脂
SMP-1
8、钻井液用稀释降滤失剂
HPS-1
9、钻井液用水解聚丙烯腈-钠盐
Na-HPAN 11
于3级，对地质录井无干扰。主要用作探井及定向井
的防卡剂。有降低滤饼摩阻系数及扭矩、防止卡钻
的良好作用。
3
（3）RH-3润滑剂：它是由多种表面活性剂优选 组配而成（其中个别组分是根据需要而研制的）。 主要用作探井及定向井的防卡剂，具有较大的极压 膜强度，对降低扭矩和摩阻系数都有明显效果。本 品荧光较低，对地质录井无干扰。
（2）N型脲胺树脂：又称尿素甲醛树脂，调配不
同配比可获得不同稠度和凝固时间的浆液。若加入
固体物，效果更佳。
7
五、杀菌剂 目前国内常用的只有甲醛一种，又称福
尔马林，为无色透明、有刺激性气味的液 体。主要用作水基钻井液中易发酵处理剂 （如淀粉类）的防发酵剂，以免处理失效。 亦可用来消灭钻井液中的细菌，减轻钻具 腐蚀。而多聚甲醛、硼砂、苯酚及各种季 铵盐类都有较好的效果。
材料和处理剂共分为以下16类：1）降滤失剂；2） 增粘剂；3）乳化剂；4）页岩抑制剂；5）堵漏剂； 6）降粘剂；7）缓蚀剂；8）粘土类；9）润滑剂 10）加重剂；11）杀菌剂；12）消泡剂；13）泡
沫剂；14）絮凝剂；15）解卡剂；16）其他类。
2
这里主要介绍以下几种：
一、润滑剂
润滑剂的种类有很多，目前国内在用的不少于
（4）无荧光钻井液润滑剂：代号RT-001，它是 以白油为基础油，再加入经筛选的表面活性剂组配 而成。本品荧光低，对地质录井无干扰，抗温 150℃，不起泡，主要用作探井及定向井的防卡剂， 并可降低扭矩，对钻井液性能无影响。
（5）塑料小珠：简称塑料珠，代号HZN-102。 它是由苯乙烯与二乙烯苯的共聚物经成珠而得。是 一种具有一定强度的固体，按需要可选用不同的粒 度配比，一般30-80μm较好。它可向轴承液珠一样 来降低摩擦阻力。它主要用作探井与定向井的防卡 4 减阻剂，抗温达200 ℃以上，不影响钻井液性能。
8
六、乳化剂 它属于表面活性剂范围。目前国内主要用在油包
水乳化液、解卡液及提高处理稳定性上。亲水亲油值 （HLB）大于7者为亲水性，小于7者为亲油性。
（1）渗透性（或浸湿剂）：代号JFC主要用来配 置解卡剂。
（2）快渗剂T：简称快T，主要用来配置解卡剂。 其质量指标是，渗透力为标准品100±5%时为合格。
二、消泡剂
消泡剂的种类较多，目前国内在用的以 达10多种，现介绍使用较多的几种。
（1）甘油聚醚：代号XBS-300、GB-300 及N-33025，是由丙三醇与环氧乙烷反应而 制成。主要用作各类水基钻井液的消泡剂。
（2）硬脂酸铝：是由硬酸脂与硫酸铝反 应而制成，不溶于水，与少量柴油混合使用。 主要用作水基钻井液的消泡剂。