钻井液的组成及功用
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。
*
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。
*
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。
*
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。
*
（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
钻井液组成及作用
钻井液（drilling fluid）钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。
钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液。
钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。
清水是使用最早的钻井液，无需处理，使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区。
泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。
旋转钻井初期，钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带至地面。
目前，钻井液被公认为至少有以下十种作用：（1）清洁井底，携带岩屑。
保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率。
（2）冷却和润滑钻头及钻柱。
降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命。
（3）平衡井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁。
防止对油气层的污染和井壁坍塌。
（4）平衡（控制）地层压力。
防止井喷，井漏，防止地层流体对钻井液的污染。
（5）悬浮岩屑和加重剂。
降低岩屑沉降速度，避免沉沙卡钻。
（6）在地面能沉除砂子和岩屑。
（7）有效传递水力功率。
传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率。
（8）承受钻杆和套管的部分重力。
钻井液对钻具和套管的浮力，可减小起下钻时起升系统的载荷。
（9）提供所钻地层的大量资料。
利用钻井液可进行电法测井，岩屑录井等获取井下资料。
（10）水力破碎岩石。
钻井液通过喷嘴所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石。
钻井液的运用历史很久以前，人们钻井通常是为了寻找水源，而不是石油。
实际上，他们偶然间发现石油时很懊恼，因为它把水污染了！最初，钻井是为了获得淡水和海水，前者用于饮用、洗涤和灌溉；后者用作制盐的原料。
直到19 世纪早期，由于工业化增加了对石油产品的需求，钻井采油才逐渐普及。
有记载的最早的钻井要追溯到公元前三世纪的中国。
他们使用一种叫做绳式顿钻钻井的技术，实现方式是先使巨大的金属钻具下落，然后用一种管状容器收集岩石的碎片。
中国人在这项技术上比较领先，中国也被公认为是第一个在钻探过程中有意使用流体的国家。
概述钻井液详情课件
切力
钻井液的切力是指钻井液在静止状态 下，内部颗粒之间相互作用力所产生 的阻力。切力大小反映了钻井液的结 构强度和流动性。切力过大可能导致 钻井液流动性差，难以泵送；切力过 小则可能导致钻井液失去携岩能力。 通常使用切力计来测量钻井液的切力 。
滤失性、润滑性和防卡性等工程性能
滤失性
钻井液的滤失性是指在压力作用下，钻井液中的水分和固体颗粒通过地层孔隙或裂缝进入 地层的能力。滤失性过大可能导致地层损害和井壁失稳，因此需要控制钻井液的滤失量。 通常使用滤失仪来测量钻井液的滤失性。
高温高压地层
研发抗高温高压钻井液体 系，提高钻井液热稳定性 和抗污染能力。
复杂结构井
针对水平井、大位移井等 复杂结构井，优化钻井液 携岩能力，确保井眼清洁 。
04
钻井液技术发展趋势与挑 战
超深井、高温高压环境下钻井液技术难题
01
02
03
04
高温稳定性
钻井液在高温环境下易发生热 分解、氧化等反应，导致性能
常规性能测试方法介绍及操作流程
粘度测试
使用粘度计测量钻井液的流动 性能，评估其携岩能力。
滤失性测试
通过滤失仪测量钻井液在地层 中的滤失量，评估其封堵性能 。
密度测试
采用密度计测定钻井液的密度 ，以确保其具备足够的压力平 衡地层压力。
pH值测试
使用pH试纸或pH计测定钻井 液的酸碱度，以确保其稳定性
行业前沿动态关注及资讯获取途径分享
新型钻井液研发
随着钻井工程难度和复杂性的增加，新型钻井液的研发成 为行业前沿动态之一。例如，环保型水基钻井液、抗高温 高压油基钻井液等。
钻井液废弃物处理
钻井液废弃物处理是钻井工程中的一大难题，目前行业正 在研究废弃物无害化处理和资源化利用的新技术和新方法 。
钻井液的组成和分类
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二、钻井液的分类
饱和盐水钻井液(Saturated saltwater muds)
定义：钻井液中 NaCl的含量达到饱和的钻井液体
系。 特点： 用于钻进大段岩层和和复杂的盐膏层
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二、钻井液的分类
聚合物钻井液(Polymer drilling fluid)
依据材料概括晚清中国交通方式的特点，并分析其成因。
提示：特点：新旧交通工具并存(或：传统的帆船、独轮车， 近代的小火轮、火车同时使用)。 原因：近代西方列强的侵略加剧了中国的贫困，阻碍社会发 展；西方工业文明的冲击与示范；中国民族工业的兴起与发展；
政府及各阶层人士的提倡与推动。
[串点成面· 握全局]
定义：以某些具有絮凝和包被作用的高分子聚合物
作为主处理剂的水基钻井液体系。
特点：各种固相颗粒可以保持在较粗的范围内 钻屑
不易分散成细微颗粒
优点：钻井液密度和固相含量低，钻速高，地层损
害小 剪切稀释特性强 聚合物处理剂有较强底包被 和抑制分散的作用，有利于保持井壁稳定的作用。
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台湾 架设第一条电报线，成为中国自
出行 (1)新式交通促进了经济发展，改变了人们的通讯手段和 ， 方式 转变了人们的思想观念。
(2)交通近代化使中国同世界的联系大大增强，使异地传输更为便 捷。 (3)促进了中国的经济与社会发展，也使人们的生活
多姿多彩 。
[合作探究· 提认知]
电视剧《闯关东》讲述了济南章丘朱家峪人朱开山一家， 从清末到九一八事变爆发闯关东的前尘往事。下图是朱开山 一家从山东辗转逃亡到东北途中可能用到的四种交通工具。
第二章第一节钻井液的组成及功用
二、钻井液的作用
6. 7. 8. 传递 钻具 功
在地面ห้องสมุดไป่ตู้沉除砂子和岩屑
传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率 钻井液的浮力， 钻井液的浮力，可减小起下钻时起升系统的载荷 利用钻井液可进行电法测井、 利用钻井液可进行电法测井、岩屑录井等获取井下资料 高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石
9. 供 层资 10.
油连续相钻井液(习惯称油基钻井液): 油+加重剂+各种化学处理剂+水等为分散相的溶 胶悬浮体混合体系。 其主要组成是原油、柴油、加重剂、化学处 理剂和水等。它基本经历了原油钻井液(1930年 初)、油基钻井液、油包水(反相乳化)钻井液 (1960年至今)等三个阶段。
(1) 原油钻井液。主要成分是原油。 (2) 油基钻井液。以柴油(或原油)为连续相，以 氧化沥青为分散相，再配以加重剂和各种化学 处理剂配制而成。 (3) 油包水(反相乳化)钻井液。以柴油(或原油)为 连续相，以水为分散相呈小水滴分散在水中 (水可占60%的体积)，以有机膨润土(亲油膨润 土)和氧化沥青等为稳定剂，再配以加重剂和 各种化学处理剂等配制而成。1978年以来开 始在我国钻井现场使用。
空气 、雾、 泡沫、气体
二、钻井液的作用
1.清洁 1.清洁 带
保持井底清洁，避免钻头重复切屑，减少磨损， 保持井底清洁，避免钻头重复切屑，减少磨损，提高效率
2. 却润 钻头钻 却润 3. 闭 稳 4. 5.悬 5.悬 层压 加 剂
降低钻头温度，减少钻具磨损， 降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命 防止对油气层的污染和井壁坍塌 防止井喷、井漏， 防止井喷、井漏，防止地层流体对 钻井液的污染 降低岩屑沉降速度， 降低岩屑沉降速度，避免沉砂卡钻
第三章 钻井液.
dx A
而B点的表观粘度 AvB B dv
dx B
说明钻井液在不同流速梯度下的表观粘度是不同的。
图3-1 四种基本流型
对塑性流体 o pv
dv dx
o ，表观粘度为： Av dv
o
屈服值是与层流时体系中网架结构的密度和强度有关，故 / dv o dx 称为钻井液的结构粘度，故塑性流体的表观粘度 Av pv 结构
一般要求n值在0.7～0.4之间。
k稠度系数，与流体在1s-1流速梯度下的粘度有关，k值 越大，粘度越大。
(三)流变参数的测定
1．静切力（六速旋转粘度计） 一般要测定初切(10s切力)和终切(10min切力)。
初切测定：将钻井液在 600r ／ min 下搅拌 10s ，静置
10s 后测得 3r／ min 下的表盘读数，该读数乘以 0 ． 511 即得 初切力(Pa)。 终切测定：将钻井 液在 600r ／ min 下搅拌 10s ，静置 10min后再测得3r／min下的表盘读数，该读数乘以0．511， 即得终切力(Pa)。
性液体、假塑性液体和膨胀型液体三种类型。
(一)塑性流型
1．塑性流型的特点 (1)所加切应力达到某一最低值之后
才开始流动，这个最低切应力称为静切应
力。 又称凝胶强度。 (2)当切应力继续增大，流变曲线出
现直 线段，称为动切应力或屈服值。
图3-1 四种基本流型
2．塑性流型的流变方程
引入屈服值后，塑性流体的流变曲线可用下列方程描述：
续相；
②油浆或油相钻井液，常由氧化沥青、有机酸、碱、各种药剂 和柴油混合而成。
有机硅钻井液体系介绍
有机硅钻井液体系介绍有机硅钻井液体系又称有机硅钻井泥浆，是一种由有机硅聚合物为主要成分的钻井液体系。
有机硅钻井液由有机硅润滑剂、胶体成分和控制性能助剂等组成，具有高温稳定性、高胶体性能和低毒性等优点，在深水和高温井中广泛应用。
本文将对有机硅钻井液体系的组成、性能以及应用领域进行详细介绍。
一、有机硅钻井液体系的组成：1.有机硅润滑剂：有机硅润滑剂是有机硅钻井液的主要成分，它具有很高的稳定性和润滑性能。
有机硅润滑剂可分为硅烷类和聚硅氧烷类两种，硅烷类有机硅润滑剂具有一定的溶胀性，可以改善润滑效果，聚硅氧烷类有机硅润滑剂具有较高的温度稳定性，能够适应高温井环境的要求。
2.胶体成分：胶体成分是有机硅钻井液体系的重要组成部分，它可以形成胶体颗粒和胶体胶束，增加润滑性能和稳定性。
常用的胶体成分有胶体硅胶、云母和矿泉粉等。
3.控制性能助剂：控制性能助剂主要通过调整粘度、密度和滤失等性能指标来满足钻井作业的要求。
控制性能助剂包括凝胶剂、增压剂、分散剂和抗静电剂等。
二、有机硅钻井液体系的性能：1.高温稳定性：有机硅钻井液具有较高的热稳定性，能够适应高温井环境。
有机硅钻井液在高温下不会发生分解，并且能够保持较好的润滑性能和稳定性。
2.高胶体性能：有机硅钻井液具有良好的胶体性能，能够形成稳定的胶体颗粒和胶体胶束。
这些胶体颗粒和胶体胶束能够有效降低钻井液的摩擦阻力，改善钻井液的润滑性能。
3.低毒性：有机硅钻井液相对于传统钻井液来说，具有较低的毒性。
有机硅钻井液中的有机硅润滑剂和胶体成分对环境的影响较小，在深水和高温井中使用时更加安全。
三、有机硅钻井液体系的应用领域：有机硅钻井液体系在深水和高温井中具有广泛的应用。
由于其高温稳定性和高胶体性能，有机硅钻井液能够适应深水和高温井环境的要求，减少钻井事故的风险。
同时，有机硅钻井液具有低毒性的特点，可以在环保限制较严格的地区使用。
总之，有机硅钻井液体系是一种由有机硅聚合物为主要成分的钻井液体系，具有高温稳定性、高胶体性能和低毒性等优点。
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。
钻井液组成及作用
钻井液（drilling fluid）钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。
钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液。
钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。
清水是使用最早的钻井液，无需处理，使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区。
泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。
旋转钻井初期，钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带至地面。
目前，钻井液被公认为至少有以下十种作用：（1）清洁井底，携带岩屑。
保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率。
（2）冷却和润滑钻头及钻柱。
降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命。
（3）平衡井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁。
防止对油气层的污染和井壁坍塌。
（4）平衡（控制）地层压力。
防止井喷，井漏，防止地层流体对钻井液的污染。
（5）悬浮岩屑和加重剂。
降低岩屑沉降速度，避免沉沙卡钻。
（6）在地面能沉除砂子和岩屑。
（7）有效传递水力功率。
传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率。
（8）承受钻杆和套管的部分重力。
钻井液对钻具和套管的浮力，可减小起下钻时起升系统的载荷。
（9）提供所钻地层的大量资料。
利用钻井液可进行电法测井，岩屑录井等获取井下资料。
（10）水力破碎岩石。
钻井液通过喷嘴所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石。
钻井液的运用历史很久以前，人们钻井通常是为了寻找水源，而不是石油。
实际上，他们偶然间发现石油时很懊恼，因为它把水污染了！最初，钻井是为了获得淡水和海水，前者用于饮用、洗涤和灌溉；后者用作制盐的原料。
直到19 世纪早期，由于工业化增加了对石油产品的需求，钻井采油才逐渐普及。
有记载的最早的钻井要追溯到公元前三世纪的中国。
他们使用一种叫做绳式顿钻钻井的技术，实现方式是先使巨大的金属钻具下落，然后用一种管状容器收集岩石的碎片。
中国人在这项技术上比较领先，中国也被公认为是第一个在钻探过程中有意使用流体的国家。
第二章钻井液1
第二章 钻井液
第一节 钻井液的功用、组成和类型
科学发展时期 —— 聚合物不分散低固相钻井 液阶段
主要解决问题： 快速钻井 保护油气层
典型技术：
不分散低固相钻井液 气体钻井 保护油气层的完井液
第二章 钻井液
第一节 钻井液的功用、组成和类型
国内钻井液技术发展特点
同样经历了以上的阶段,但滞后一定时间; 水基体系的研究应用比油基体系多; 深井水基钻井液、防塌钻井液（钾基）、聚合物钻井
基底氧：四面体底面三个氧原子。 顶端氧：四面体顶点一个氧原子。 O~O距离：2.61埃=0.261nm Si~O距离：1.61埃=1.61nm。
—— 硅原子 —— 氧原子
0
1 A 108cm
第二章 钻井液
第二节 粘土胶体化学基础
单个四面体与若干个相邻四面 体通过底面氧相连，构成平面 连续的四面体晶格。
注：由于基本结构层、层间物质、层间电荷、补 偿阳离子不同、结晶的有序与无序—粘土的种 类繁多。
第二章 钻井液
第二节 粘土胶体化学基础
2、几种主要粘土矿物的晶体构造
（1） 高岭石（Kaolinite)
晶体结构 —— 1：1型
电中性
单元晶层由一层四面体片和一层
八面体片组成，所有硅氧四面体的尖 顶都朝向八面体，通过共用氧原子连 接成晶层。若干个晶层在C轴方向上 层层重叠，而在a、b轴方向上连续 延伸。
一口油气井钻井成功和钻井成本的减少在很大程 度上取决于钻井液的性能。
b
第二章 钻井液
第二章 钻井液
第一节 钻井液的功能、组成和类型
一、钻井液的功能
提供所钻地层的地质资 料（岩屑录井）
控制压力
携带、悬浮岩屑
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。
第一节 钻井液的定义和功用
第一节钻井液的定义和功用
一、钻井液的定义
钻井时用来清洗井底并把岩屑
携带到地面、维持钻井操作正常进
行的流体称为钻井液或洗井液。
洗井液－钻井泥浆－钻井液－
气体钻井？
第一节钻井液的定义和功用
二、钻井液的功用（循环过程见图）
1．携岩
2．冷却和润滑钻头及钻柱
3．造壁，维持井壁稳定
4．控制地层压力
5. 静止时悬浮钻屑和加重材料，防止下沉。
6. 获得地层和油气资料
7. 传递水功率
钻井液的流动路径
(开始)钻井液池(泥浆池)→钻井泵→地面高压管汇→立管→水龙带→水龙头→方钻杆→钻杆→钻铤→钻头→环空→导管→高架泥浆槽→振动筛除砂器/除泥器→钻井液池(泥浆池)。
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。
石油钻井液配方工艺参数及其性能评价
石油钻井液配方工艺参数及其性能评价一、石油钻井液配方工艺概述石油钻井液，通常被称为钻井液或泥浆，是石油和天然气钻探过程中不可或缺的组成部分。
它在钻井过程中扮演着多种角色，包括冷却钻头、携带岩屑、维护井壁稳定、平衡地层压力等。
钻井液的配方和工艺参数对钻井效率、成本以及最终的钻井质量有着直接的影响。
1.1 钻井液的基本组成钻井液主要由水、粘土、化学处理剂和各种添加剂组成。
水是钻井液的主要成分，它提供了基本的液体介质。
粘土，尤其是膨润土，是钻井液中的固体颗粒，它赋予钻井液必要的粘度和切力。
化学处理剂和添加剂则用于调整钻井液的流变性能、密度、稳定性等，以满足特定钻井环境的需求。
1.2 钻井液的分类根据钻井液中水和油的比例，钻井液可以分为水基钻井液、油基钻井液和合成基钻井液。
水基钻井液以水为连续相，成本较低，环保性好，但抗高温性能较差。
油基钻井液以油为连续相，具有良好的抗高温性能和润滑性，但成本较高，对环境的潜在影响也较大。
合成基钻井液则使用合成油作为连续相，兼具水基和油基钻井液的优点，但成本最高。
二、钻井液配方工艺参数钻井液的配方工艺参数是决定钻井液性能的关键因素，包括钻井液的密度、粘度、切力、滤失量、pH值等。
2.1 钻井液密度钻井液的密度对井壁稳定性和地层压力控制至关重要。
密度过低可能导致井壁坍塌，密度过高则可能引起地层破裂。
钻井液的密度通常通过添加重晶石、铁矿粉等加重剂来调整。
2.2 钻井液粘度和切力钻井液的粘度和切力直接影响其携带岩屑的能力。
粘度过低，钻井液可能无法有效悬浮岩屑，导致岩屑沉积；粘度过高，则会增加钻具的磨损和能耗。
切力是钻井液在流动过程中内部阻力的体现，它与钻井液的粘度密切相关。
2.3 钻井液滤失量钻井液滤失量是指钻井液在静止状态下通过井壁岩石的流失量。
滤失量过大会导致钻井液损失过多，增加钻井成本，同时也可能引起地层水化和井壁坍塌。
通过添加不同类型的粘土、聚合物和表面活性剂，可以有效控制钻井液的滤失量。