钻井液配制及其性能测评

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石油钻井液的配方设计与性能研究

石油钻井液的配方设计与性能研究

石油钻井液的配方设计与性能研究石油钻井液是一种较新型的钻井技术,可以提高钻井效率,保障作业安全。

在石油钻井液的使用过程中,配方设计是非常重要的,关系到石油钻井液的性能和使用效果。

本文就石油钻井液的配方设计与性能研究展开讨论。

一、石油钻井液的定义石油钻井液是指在石油钻井中使用的一个特殊的液体,通俗点说就是“液态泥浆”。

石油钻井液的主要作用是冷却钻头、清洗井眼、平衡岩层压力。

二、石油钻井液的分类根据石油钻井液的基础液体,可以将其分为水基钻井液、油基钻井液和气基钻井液三种类型。

1.水基钻井液主要由淡水、盐水和混凝土原浆等组成,优点是环保性和安全性高,但其溶解度较低,其它性能如稳定性、黏度、清洁性比较差。

2.油基钻井液以天然华西冷却液、液化石油气、重质油等液体为基础,其优点是耐高温性好,但其环保性不佳,成本较高。

3.气基钻井液气基钻井液是注入气体(空气、氮等)作为基础,并加入一些助剂调配而成,与其他两种不同,其优点在于不会对储层造成影响,缺点是整体技术成熟度较低。

三、石油钻井液的配方设计石油钻井液的配方设计是非常重要的,一般要考虑到多个方面的因素。

主要包括以下几个方面:1.岩层性质钻井过程中遇到的不同岩层需要使用不同性能的石油钻井液。

经过岩层性质分析,再根据钻井参数和井口环境条件,进一步确定合适的配方和配比,使得石油钻井液能够在不同的岩层中表现出最佳的性能。

2.液体性质液体性质主要是指石油钻井液的基础液体的性质和组成,不同的基础液体会影响石油钻井液的性能。

淡水、盐水和混凝土原浆等不同基础液体与其他助剂结合时的不同反应会影响性质参数,如黏度、密度、pH值等。

因此,在配方设计时,需要合理选择基础液体,并针对特定的石油钻井液需求调整组份和配比。

3.加剂选型加剂是指石油钻井液中除基础液体外的助剂,其种类和用量对石油钻井液的性能有显著的影响。

例如,添加聚合物、胶体物质、清洁剂和稳定剂都能改善石油钻井液的性能。

配方设计时,需要针对具体的石油钻井液需求选择适当的加剂,合理调整加剂的比例,以获得最佳的加工效果。

钻井液常规性能测定及常用钻井液计算公式

钻井液常规性能测定及常用钻井液计算公式

钻井液常规性能测定及常⽤钻井液计算公式钻井液常规性能测定⼀、密度的测定1、按安全检查表内容检查仪器,确保仪器安全可靠。

2、将钻井液加热到所需温度。

3、在密度计的杯中注满钻井液,盖上杯盖慢慢拧动压紧。

4、⽤⼿指压住杯盖⼩孔,⽤清⽔冲洗并擦⼲样品杯。

5、把密度计的⼑⼝放在底座的⼑垫上,移动游码直到平衡,记录读值。

6、将密度计冼净擦⼲备⽤。

⼆、测定马⽒漏⽃粘度1、按安全检查表内容检查仪器,确保仪器安全可靠。

2、将漏⽃悬挂在墙上,且保证垂直;量杯置于漏⽃流出管下⾯。

3、⽤⼿指堵住漏⽃流出管下⼝,将搅拌均匀的泥浆倒⼊漏⽃⾄筛⽹底;放开⼿指,同时启动秒表,待泥浆流满量杯达到它的边缘时,按停秒表。

秒表所⽰时间即为泥浆粘度,单位为s。

4、使⽤完毕,将仪器洗净擦⼲。

三、流变的测定(ZNN-D6六速旋转粘度计)1、按安全检查表内容检查仪器,确保仪器安全可靠。

2、使⽤前检查读数指针就是否对准刻度盘“0”位,落下托盘,装配好内、外筒。

3、将搅拌均匀的泥浆倒⼊样品杯⾄刻度线、将样品杯置于托盘上,上升托盘使液⾯⾄外筒刻度线,拧紧托盘⼿轮。

4、调整变速⼿把与转速开关,迅速从⾼到低进⾏测量,待刻度盘稳定后,分别读取各转速下刻度盘的偏转格数。

5、测量完毕,落下托盘,卸下外筒,将内、外筒及样品杯洗净擦⼲。

四、钻井液失⽔的测定1、按安全检查表内容检查仪器,确保仪器安全可靠。

2、⽤⼿指堵住泥浆杯底部⼩孔,将搅拌均匀的泥浆倒⼊杯内⾄刻度线处,按顺序放⼊“O”型密封圈、滤纸、杯盖与杯盖卡,将杯盖卡旋转90°并拧紧旋转⼿柄。

3、将组装好的泥浆杯组件倒置嵌⼊⽓源接头并旋转90°;将量筒置于失⽔仪下⽅并对准滤液流出孔。

4、调节⽓源压⼒⾄0、7MPa,打开⽓源⼿柄并同时启动秒表,收集滤液于量筒之中。

5、当秒表指⽰为30min时,将悬于滤液流出孔的液滴收集于量筒之中并移开量筒,此量筒中液体体积即为滤失量。

6、关闭⽓源⼿柄,放出泥浆杯中余⽓;卸下泥浆杯组件,倒去泥浆并洗净擦⼲。

钻井液常规性能测试

钻井液常规性能测试

中国石油大学(华东)油田化学基础实验报告班级:石工1412 学号:姓名:教师:范鹏同组者:实验日期: 2016.9.28实验一、钻井液常规性能测试一、实验目的1、掌握六速旋转粘度计的使用方法以及钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力的测定和计算方法;2、掌握静滤失仪的使用方法以及钻井液滤失量、pH值和泥饼厚度的测定方法;3、掌握钻井液膨润土含量的实验原理和测定方法;4、掌握钻井液密度的测定方法;5、掌握钻井液漏斗粘度的测定方法;二、实验装置钻井液:400ml 高速搅拌机六速旋转粘度计打气筒失水仪滤纸量筒秒表钢板尺 PH试纸亚甲基兰溶液酸式滴定管玻璃棒三、实验步骤1、用高速搅拌器高速搅拌钻井液10min。

2、使用六速旋转粘度计测定并计算钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力;3、使用打气筒滤失仪测定钻井液滤失量、泥饼厚度和pH值;4、测定并计算钻井液膨润土含量;5、学习并掌握测定钻井液密度的方法;6、学习并掌握测定钻井液漏斗粘度的方法。

四、实验数据记录与处理1.数据记录实验二无机电解质对钻井液的污染及调整污染实验数据班级汇总表2.数据处理本组实验所得数据处理结果:表面粘度AV=0.5 x Ф600=0.5x12=6 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=12-7=5 mPa.s动切力YP=0.511 x (2 x Ф300-Ф600)=1.022 Pa钻井液膨润土含量=泥甲V 01.0V ⨯×70100×1000=14.3×泥甲V V =14.3×265⋅=40.04 g/l (1)基浆:表面粘度AV=0.5 x Ф600=0.5x11=5.5 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=11-7=4 mPa.s动切力YP=0.511 x (2 x Ф300-Ф600)=1.533 Pa(2)加量0.25g/100ml CaCl 2 泥浆:表面粘度AV=0.5 x Ф600=0.5x16=8 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=16-12=4 mPa.s动切力YP=0.511 x (2 x Ф300-Ф600)=4.088 Pa(3)加量0.50g/100ml CaCl 2 泥浆:表面粘度 AV=0.5 x Ф600=0.5x18=9 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=18-15=3 mPa.s动切力YP=0.511 x (2 x Ф300-Ф600)=6.132 Pa(4)加量0.75g/100ml CaCl 2 泥浆:表面粘度 AV=0.5 x Ф600=0.5x19=9.5 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=19-14=5 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=4.599 Pa (5)加量1.00g/100ml CaCl2泥浆:表面粘度 AV=0.5 xФ600=0.5x16=8 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=16-12=4 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=4.088 Pa (6)加量1.25g/100ml CaCl2泥浆:表面粘度 AV=0.5 xФ600=0.5x14=7 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=14-10=4 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=3.066 Pa由以上所得数据整理成表如下:加量/ g/ml AV/mPa.s YP/Pa FL/ml0 5.5 1.53332.00.258 4.08840.00.509 6.13262.00.759.5 4.59982.01.008 4.08890.01.257 3.06696.0作图如下:1.AV—CaCl2加量关系曲线:2.YP—CaCl2加量关系曲线:3.FL—CaCl2加量关系曲线:将AV—CaCl2加量关系曲线,YP—CaCl2加量关系曲线,FL—CaCl2加量关系曲线放在一起表示趋势变化关系,如下:3.现象解释:CaCl2能够大量溶于水中,且其溶解度随着温度的增加而增加。

钻井液性能评价测试及设计

钻井液性能评价测试及设计
二实验内容测试泥浆的润滑系数三实验仪器及测试原理1实验仪器epb型极压润滑仪图一仪器结构图1托板2测试杯3摩擦块托架4主轴5皮带护罩6电机开关7调速旋钮8调零旋钮9扭矩扳手10主机体11加压手把13数显摩阻系大小与作用在摩擦面上的作用力成正比
钻井液性能评价测试及设计 指导书
郑秀华主编
中国地质大学(北京) 2005 年 03 月编制
第 1 页 共 48 页


《钻井液性能评价测试及设计指导书》 主要是为勘查技术与工程专业和相关专业四年制 本科生编写的实践用教材,配合《Principles of Drilling Fluids》教材,为《钻井液工 艺原理》课程提供实验和钻井液设计指导。本教材也可作为相关的现场技术人员,尤其是岩 心钻探技术人员、管理人员的参考书。 目前,大学本科教学正在向素质教育转变,本教材理论联系实际,有助于学生掌握知识 和应用知识。本教材有四部分组成:第一部分介绍钻井液基本性能及其测试方法,第二部分 钻井液用膨润土性能评价,第三部分钻井液碱处理及钙、盐污染及处理,第四部分钻井液添 加剂及钻井液体系评价。 本教材从钻井液基本性能出发,针对岩心钻探向深部发展,钻遇地层更加复杂,对钻井 液性能要求更高等问题, 结合近年来的钻井液研究成果, 借鉴油气开发的一些先进钻井液技 术,进行岩心钻探技术钻井液设计,为学生提供实践经验,同时为岩心钻探提供一些成功的 钻井液技术。 钻井液基本性能包括:钻井液密度、钻井液流变性能、钻井液失水造壁性、钻井液固相 含量、钻井液含砂量、钻井液的润滑性。 膨润土性能评价包括:钻井液中膨润土含量、泥浆用膨润土品质评价。 钻井液处理包括:泥浆碱处理,钙、盐侵污染和处理 钻井液添加剂及钻井液体系评价包括:水解聚丙烯酰胺的性能应用、钻井液的抑制性评 价以及各种添加剂在相应体系中作用原理的分析与评价。 本教材第一部分由郑秀华与杨浩编写, 第二部分由郑秀华与李国民编写。 全书由郑秀华 负责统稿。在编写过程中,得到刘选朋、陈立敏、詹美萍、张天笑、刘翠娜等研究生的大力 支持和帮助,在此向他们及其他未提及的研究生们表示衷心的感谢。 限于编者的水平,书中错误和不妥之处在所难免,敬请读者批评指正。

四种常规钻井液配方设计

四种常规钻井液配方设计

四种常规钻井液配方及特点
1.不分散聚合物钻井液
主要特点:
(1)密度低,压差小,故钻速快;
(2)亚微米颗粒的含量较低,在10%以内,而分散钻井液可达70%以上;
(3)高剪切速率下的粘度较低,故钻速快;
(4)具有较强的携砂能力。

该类钻井液触变性较好,剪切稀释特性较强。

(5)可保持井眼的稳定性。

(6)可保护油气层,减轻损害。

表1 不分散聚合物钻井液配方与性能
2.钾基钻井液
主要特点:
(1)对水敏性泥岩、页岩具有较好的防塌效果;
(2)抑制泥页岩能力较强;
(3)钻井液细颗粒含量比较低,对油层的粘土矿物起稳定作用;
(4)分散型钾基钻井液有较高的固相容度限。

表2 钾基钻井液配方及性能
3.分散钻井液体系
表3 分散型三磺钻井液推荐配方及性能
4.钙处理钻井液
表4 石灰钻井液推荐配方及性能
表5 石膏钻井液配方及性能
根据不同的要求选择不同的钻井液,各有特点。

中国石油大学-钻井液常规性能测试

中国石油大学-钻井液常规性能测试

中国石油大学油田化学实验报告实验日期:成绩:班级:学号:姓名:教师:同组者:钻井液常规性能测试一、实验目的1、掌握六速旋转粘度计的使用方法以及钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力的测定和计算方法;2、掌握静滤失仪的使用方法以及钻井液滤失量、pH值和泥饼厚度的测定方法;3、掌握钻井液膨润土含量的实验原理和测定方法;4、掌握钻井液密度的测定方法;5、掌握钻井液漏斗粘度的测定方法;6、掌握钻井液固相含量的测定方法和实验原理。

二、实验原理1、六速旋转粘度计的工作原理、使用方法及粘度和切力的计算(1)六速旋转粘度计的结构和工作原理六速旋转粘度计(图1)是以电动机为动力的旋转型仪器。

被测液体处于两个同心圆筒间的环形空间内。

通过变速传动外转筒以恒速旋转,外转筒通过被测液体作用于内筒产生一个转矩,使同扭簧连接的内筒旋转了一个相应角度,依据牛顿定律,该转角的大小与液体的粘度成正比,于是液体粘度的测量转为内筒转角的测量。

记录刻度盘的表针读数,通过计算即为液体表观粘度、塑形粘度和动切力。

图1 六速旋转粘度计及变速拉杆(2)六速旋转粘度计的使用方法①接通电源,拨动三位开关至高速位置,待外筒转动后,将变速拉杆的红色球形手柄(手柄位置与转速的选择如图1)放置在最低位置,此时外筒转速即为600rpm。

观察刻度盘是否对零(若不对零,可松开固定螺钉调零后再拧紧)、外筒是否偏摆(若偏摆,应停机重新安装外筒)。

检查调速机构是否灵活可靠。

②将刚高速搅拌过的钻井液倒入泥浆杯中至刻度线(此处钻井液的体积为350ml),立即置于托盘限位孔上,上升托盘,使液面与外筒刻度线对齐,拧紧托盘手轮。

迅速从高速(600rpm)到低速(3rpm)依次测量。

待刻度盘读数稳定后,记录各转速下的读数Ф。

③实验结束后,关闭电源,松开托盘手轮,移开泥浆杯,倒出泥浆。

左旋卸下外转筒,将外转桶和内筒清洗后擦干,将外转筒安装在仪器上。

(3)粘度和切力的计算方法表观粘度A V=0.5×Ф600,单位:mPa.s;塑性粘度PV=Ф600-Ф300,单位:mPa.s;动切力YP=0.511×(2×Ф300-Ф600),单位:Pa。

钻井液配制及其性能测评

钻井液配制及其性能测评

金 属腐 蚀 ,随着井 深增 加 ,温度 上升 ,对 金属 电化 学腐蚀 速 度也 相应 加 快 , 严重 时会 发生 穿 孔甚 至 断裂 ,导 致 整个 油井 的报 废 。 而且 强 腐蚀 性 液 体本 身就 是一 种对 环 境有 害 的物 质 ,钻 井完 井液 的腐 蚀 性 的大 小 是衡 量 其 质量 好 与 坏 的重要 标 志 。研 究发 现 , 甲酸盐 钻井 液对 金 属设 备 的 腐蚀 性 比普通
油井 钻 井 的基 本功 能 是打 开找 油 、找气 和 采油 、采 气 的通 道 ,是 实现
油气 勘探 开 发 的重 要 工程 手 段。 为油 井钻 井 、完 井服 务 是钻 井 液 的 目的 ,
钻 井 、完 井 的需 要 是 钻井 液 发展 的动 力 。因此 ,钻井 液 的功 能 就体 现在 油 井 钻 井 、完 井 的两 个方 面 , 即在整 个 钻进 过程 中,要 保 持安 全 优质 快速 低 成 本 钻井 :在进 入 油 层时 ,要 具有 保 护储 层 的作 用 。所 以 ,钻井 液 的 功用
性 能稳 定 , 完井 液抗 固 相污染 能 力 的评 价也 是实验 内容之 一 。 取 待 测完 井液 , 用岩 粉 ( 过孔径 为 o . 1 5 4 a r m的 筛 )做 污 染 实 验 , 在 其 中 分 别 加 入 1 0 % 、 2 0 % 、3 0 % 、4 0 %的岩 心 粉 ,高 搅 2 O分钟 至 均匀 , 在 1 2 0 ℃ 下 老化 1 6 h再 测 定其流 变性 、密度 和滤 失量 ,并与污 染前 进行对 比。随着 岩 屑含 量 的增 加 , 悬 浮颗 粒之 间、 固相颗 粒 与液相 之 间 以及 连续液 相 内部 的 内摩擦 作用 增 强 , 塑性黏 度略 有上 升 ,当 固相含 量达 到 4 %时,塑 性黏 度不 再 增加 ,说 明甲酸 盐 钻井 液 的固相容 纳 能力较 强 。

钻井液常规性能测试

钻井液常规性能测试

中国石油大学(华东)油田化学基础实验报告班级:石工1412 学号:姓名:教师:范鹏同组者:实验日期:实验一、钻井液常规性能测试一、实验目的1、掌握六速旋转粘度计的使用方法以及钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力的测定和计算方法;2、掌握静滤失仪的使用方法以及钻井液滤失量、pH值和泥饼厚度的测定方法;3、掌握钻井液膨润土含量的实验原理和测定方法;4、掌握钻井液密度的测定方法;5、掌握钻井液漏斗粘度的测定方法;二、实验装置钻井液:400ml 高速搅拌机六速旋转粘度计打气筒失水仪滤纸量筒秒表钢板尺 PH试纸亚甲基兰溶液酸式滴定管玻璃棒三、实验步骤1、用高速搅拌器高速搅拌钻井液10min。

2、使用六速旋转粘度计测定并计算钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力;3、使用打气筒滤失仪测定钻井液滤失量、泥饼厚度和pH值;4、测定并计算钻井液膨润土含量;5、学习并掌握测定钻井液密度的方法;6、学习并掌握测定钻井液漏斗粘度的方法。

四、实验数据记录与处理1.数据记录实验一钻井液的常规性能测试数据记录处理表实验二无机电解质对钻井液的污染及调整污染实验数据班级汇总表2.数据处理本组实验所得数据处理结果:表面粘度AV=0.5 x Ф600=0.5x12=6 mPa.s 塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=12-7=5 mPa.s动切力YP=0.511 x (2 x Ф300-Ф600)=1.022 Pa钻井液膨润土含量=泥甲V 01.0V ⨯×70100×1000=14.3×泥甲V V =14.3×265⋅=40.04 g/l (1)基浆:表面粘度AV=0.5 x Ф600=0.5x11=5.5 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=11-7=4 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=1.533 Pa泥浆:(2)加量0.25g/100ml CaCl2表面粘度AV=0.5 xФ600=0.5x16=8 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=16-12=4 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=4.088 Pa (3)加量0.50g/100ml CaCl泥浆:2表面粘度 AV=0.5 xФ600=0.5x18=9 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=18-15=3 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=6.132 Pa泥浆:(4)加量0.75g/100ml CaCl2表面粘度 AV=0.5 xФ600=0.5x19=9.5 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=19-14=5 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=4.599 Pa泥浆:(5)加量1.00g/100ml CaCl2表面粘度 AV=0.5 xФ600=0.5x16=8 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=16-12=4 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=4.088 Pa泥浆:(6)加量1.25g/100ml CaCl2表面粘度 AV=0.5 xФ600=0.5x14=7 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=14-10=4 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=3.066 Pa由以上所得数据整理成表如下:作图如下:1.AV—CaCl2加量关系曲线:2.YP—CaCl2加量关系曲线:3.FL—CaCl2加量关系曲线:将AV—CaCl2加量关系曲线,YP—CaCl2加量关系曲线,FL—CaCl2加量关系曲线放在一起表示趋势变化关系,如下:3.现象解释:CaCl2能够大量溶于水中,且其溶解度随着温度的增加而增加。

中国石油大学-钻井液常规性能测试

中国石油大学-钻井液常规性能测试

中国石油大学油田化学实验报告实验日期: 成绩:班级: 学号: 姓名: 教师:同组者:钻井液常规性能测试一、实验目的1、掌握六速旋转粘度计的使用方法以及钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力的测定和计算方法;2、掌握静滤失仪的使用方法以及钻井液滤失量、pH值和泥饼厚度的测定方法;3、掌握钻井液膨润土含量的实验原理和测定方法;4、掌握钻井液密度的测定方法;5、掌握钻井液漏斗粘度的测定方法;6、掌握钻井液固相含量的测定方法和实验原理。

二、实验原理1、六速旋转粘度计的工作原理、使用方法及粘度和切力的计算(1)六速旋转粘度计的结构和工作原理六速旋转粘度计(图1)是以电动机为动力的旋转型仪器。

被测液体处于两个同心圆筒间的环形空间内。

通过变速传动外转筒以恒速旋转,外转筒通过被测液体作用于内筒产生一个转矩,使同扭簧连接的内筒旋转了一个相应角度,依据牛顿定律,该转角的大小与液体的粘度成正比,于是液体粘度的测量转为内筒转角的测量。

记录刻度盘的表针读数,通过计算即为液体表观粘度、塑形粘度和动切力。

图1 六速旋转粘度计及变速拉杆(2)六速旋转粘度计的使用方法①接通电源,拨动三位开关至高速位置,待外筒转动后,将变速拉杆的红色球形手柄(手柄位置与转速的选择如图1)放置在最低位置,此时外筒转速即为600rpm。

观察刻度盘是否对零(若不对零,可松开固定螺钉调零后再拧紧)、外筒是否偏摆(若偏摆,应停机重新安装外筒)。

检查调速机构是否灵活可靠。

②将刚高速搅拌过的钻井液倒入泥浆杯中至刻度线(此处钻井液的体积为350ml),立即置于托盘限位孔上,上升托盘,使液面与外筒刻度线对齐,拧紧托盘手轮。

迅速从高速(600rpm)到低速(3rpm)依次测量。

待刻度盘读数稳定后,记录各转速下的读数Ф。

③实验结束后,关闭电源,松开托盘手轮,移开泥浆杯,倒出泥浆。

左旋卸下外转筒,将外转桶和内筒清洗后擦干,将外转筒安装在仪器上。

(3)粘度和切力的计算方法表观粘度A V=0.5×Ф600,单位:mPa.s;塑性粘度PV=Ф600-Ф300,单位:mPa.s;动切力YP=0.511×(2×Ф300-Ф600),单位:Pa。

钻井液性能测试方法

钻井液性能测试方法

第一篇钻井液性能测试方法1 密度的测定1.1 符号及单位密度以来表示,单位为g/cm3。

1.2 仪器——密度计:灵敏度为0.01g/cm3;——温度计:量程为0-100℃,分读值为1℃;——量杯:1000mL。

1.3 试验步骤a. 将密度计底座放置在水平面上。

b. 用量杯量取钻井液,测量并记录钻井液温度。

c. 在密度计的样品杯中注满钻井液,盖上杯盖,慢慢拧动压紧,为使样品杯中无气泡,必须使过量的钻井液从被盖的小空中流出。

d. 用手指压住杯盖小孔,用清水冲洗并擦干样品杯外部。

e. 把密度计的刀口放在底座的刀垫上,移动游码,直到平衡(水平泡位于中央)。

f. 记录读值。

g. 倒掉钻井液,将仪器洗净,擦干以备用。

1.4 校正a. 用淡水注满洁净、干燥的样品杯。

b. 盖上杯盖并擦干样品杯外部。

c. 把密度计的刀口放在刀垫上,将游码在左侧边线对准刻度1.00g/cm3处,观察密度计是否平衡(平衡时水平泡位于中央)。

d. 如不平衡,在平衡圆柱上加上或取下一些铅粒,使之平衡。

2 粘度和切力的测定2.1 符号及单位——漏斗粘度:以FV表示,单位为s;—1———表观粘度:以A V表示,单位为mPa.s;——塑性粘度:以PV表示,单位mPa.s;——动切力:以YP表示,单位Pa;——静切力:以G10S(10s切力)和G10min(10min切力)表示,单位为Pa。

2.2 漏斗粘度2.2.1 仪器——马氏漏斗:圆锥型漏斗长305mm,上口直径152mm,筛网下容量1500mL,金属或塑料制成;流出口长510.8mm,内径4.7mm;筛网孔径1.6mm,高度9.0mm;——刻度杯:1000mL,金属或塑料制成;——秒表:灵敏度为0.1s;——温度计:量程为0-100℃,分度值为1℃。

2.2.2 试验步骤a. 用手指堵住流出口,把新取的钻井液倒入洁净、干燥并垂直向上的漏斗中,直到刚好注满筛子底部为止。

把刻度杯置于流出口下。

弱凝胶钻井液体系性能测定及储层损害评价总结xin

弱凝胶钻井液体系性能测定及储层损害评价总结xin

弱凝胶钻井液体系评价中国石化集团华北石油局五普钻井公司2009年4月23日弱凝胶钻井液体系评价1. 弱凝胶钻井液体系配方淡水+ 0.1%NaOH + 0.15Na2CO3 + 0.7% HVIS + 1.5% HFLO降滤失剂+ 1.5 % HPA抑制剂(液体)+ 1% HLB润滑剂(液体)+ 5% KCl + 0.05% HGD(液体)+ 0.07% HCA 杀菌剂+ 3% QWY 酸溶性暂堵剂2. 弱凝胶钻井液体系配制方法:量取400mL自来水,按照上述体系配比(固体粉末按质量体积比,液体按体积体积比)首先加入HFLO,10000 rpm 高搅5 min,再缓慢加入HVIS,高搅20 min,然后加入Na2CO3和NaOH,高搅10min;然后分次逐项加入其它试剂,每加一种高搅5min,最后加入QWY,高搅20min,即可配制出无粘土相弱凝胶钻井液体系。

3. 弱凝胶钻井液体系性能评价3.1 流变性能表1 老化前后体系的流变性能由老化前后弱凝胶钻井液体系的流变参数可以看出,该钻井液体系具有高的动塑比,优良剪切稀释能力,动态携砂能力强;初终切参数较高,有利于钻屑的悬浮,特别是水平井钻进时,可以防止岩屑床的形成,降低井下事故的发生。

3.2抗盐污染评价为评价该弱凝胶钻井液体系的抗盐性,用氯化钠评价其抗盐性,实验数据见表2。

由图2中实验数据可以看出,随着NaCl加量的增加,体系的滤失量逐渐降低,流变参数几乎没有变化,说明该体系具有强的抗盐性。

表2. 弱凝胶钻井液体系抗盐污染评价试验3.3抗标准盐水污染评价为评价弱凝胶钻井液体系抗地层水污染后性能的变化,采用标准盐水(NaCl:MgCl2:CaCl2=7:0.6:0.4)评价该体系的抗污染性,实验数据见表3。

表3. 弱凝胶钻井液体系抗地层水污染评价试验由试验数据可以看出,加入20%标准盐水后,粘度切力略有下降,但是总体来说体系性能稳定,动塑比较高,可见体系抗地层水污染能力较强。

深水水基钻井液的配方优选与性能评价

深水水基钻井液的配方优选与性能评价

深水水基钻井液的配方优选与性能评价深水水基钻井液的配方优选与性能评价随着石油工业的发展,越来越多的石油公司开始在深水地区进行勘探和开发工作。

深水区域地质条件复杂,环境恶劣,因此需要一种稳定性好、环保型的水基钻井液。

本文将探讨深水水基钻井液的配方优选与性能评价。

深水钻井液的主要组成成分是基础液体、弱碱液、黏土和助剂。

基础液体可以选择以天然水或加工水为主要成分,弱碱液可选用碳酸钠、碳酸氢钠和磷酸盐等。

黏土主要包括膨润土、高岭土和伊利石等。

助剂包括凝聚剂、排泥剂、抗菌剂、泡沫剂等。

深水钻井液的制备需要根据不同的环境、油层地质条件等因素,进行精细化的配方优选。

深水水基钻井液的配方优选应优先考虑液体稳定性,随后是钻井效率和环保性能。

钻探深水储层时,井深和井径增大,井液体积增大,因此液体稳定性是评价水基钻井液配方优选的重要因素。

同时,液体中的粘度对液体稳定性也有很大影响。

因此,在选择黏土类型和浓度时,应注意不要过度增加粘度,影响液体稳定性。

钻井液的环保性主要表现在以下四个方面:对地层的污染性、对水体的污染性、对鱼类等水生物的危害性和对环境的影响。

因此,要选用环保型的助剂,并适当减少有害物质的使用。

此外,应根据塑性指标和化学组成适当选择基础液体和弱碱液以提高环保性能。

钻井液的性能评价主要包括物理性能、化学性能和机械性能。

深水水基钻井液在高温、高压下能够保持稳定,流动性要好,粘度适中,有效的抑制井壁、封堵小裂隙,减少漏失和井壁塌陷的发生。

同时,钻井液的化学成分应与钻井井壁和钻井作业涂料相适应,以避免与下洞剂和作业涂料发生不良反应。

综上所述,深水水基钻井液的配方优选与性能评价需要考虑到多方面的因素。

由于地质条件的不同,钻井液的组成也需要进行差异化调整以适应不同的井下环境。

除了配方优选和性能评价,深水水基钻井液的钻井工艺也是至关重要的一部分。

深水区域的环境条件复杂,对钻井液的性能和使用要求较高。

因此,在钻井过程中要密切关注钻井液的性能变化,根据实际情况及时调整配方。

钻井液性能评价测试doc

钻井液性能评价测试doc

钻井液基本性能评价测试方法目录1 钻井液基本性能及其测试 (3)一、实验目的 (3)二、实验内容 (3)三、实验仪器、设备及药品 (3)(一)仪器、设备 (3)(二)药品 (3)四、实验方法及步骤 (3)(一)泥浆比重的测定 (3)(二)泥浆粘度、切力的测定 (4)1、漏斗粘度的测定 (4)2、旋转粘度计测泥浆流变性能 (5)3、泥浆中压失水量及滤饼厚度的测定 (6)4、实验数据记录与分析 (7)5、泥浆高温高压滤失量及滤饼厚度的测定 (7)2钻井液的润滑性 (11)一、实验目的 (11)二、实验内容 (11)三、实验仪器及测试原理 (11)3.1 EP-B型极压润滑仪 (11)3.1.1、工作原理 (11)3.1.2、操作步骤 (12)3.1.3、注意事项 (14)3.2 Fann212型极压润滑仪 (14)3、钻井液抑制性及抑制剂评价实验 (17)一、实验目的 (17)二、实验内容 (17)三、实验仪器及材料 (17)(1)实验仪器 (17)(2)试验材料 (17)四、实验操作步骤 (17)1、岩心回收率实验 (17)2、页岩膨胀率实验 (18)1 钻井液基本性能及其测试一、实验目的通过实验:1)掌握钻井液基本性能指标及其测定方法;2)掌握常规钻井液性能测定仪器使用方法;理解钻井液性能对钻井作业的影响。

二、实验内容1、比重、流变参数(漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力、流行指数和稠度系数)、失水造壁(失水量、泥饼)等主要性能的测定仪器结构原理及操作方法。

2、比重、粘度、切力、失水量等性能测定。

三、实验仪器、设备及药品(一)仪器、设备天平、D90-1型电动搅拌机、GJ-1型高速搅拌机、量具、不锈钢尺、秒表、1002泥浆比重秤、1006型泥浆粘度计(漏斗粘度计)、ZNN-D6型电动六速旋转粘度计、SD型多联中压滤失仪、GGS71-B型高温高压滤失仪、XGRL-4A型高温滚子加热炉、定性滤纸等。

实验一 水基钻井液配制及其流变性质的测定

实验一 水基钻井液配制及其流变性质的测定

实验一水基钻井液配制及其流变性质的测定一、原理阅读《钻井与完井工程》第三章和本指导书。

二、实验目的要求1、了解和掌握钻井液的配制过程及方法,学会按所需比重配制一定量的水基钻井液。

2、了解测定钻井液常规性能的各种仪器的测定原理,正确掌握测定钻井液常规性能的仪器设备的使用方法。

3、掌握四种常用流变模式的流变曲线绘制及流变参数的测定。

三、实验仪器及药品六速旋转粘度计、泥浆比重计和漏斗粘度计、电动搅拌机等各一台,搪瓷量杯、药物天平、安丘土、纯碱等。

四、实验内容与测定方法(一)水基钻井液的配制钻井液(泥浆)的种类很多,通常分为两种基本类型:即水基钻井液和油基钻井液。

油基钻井液是以柴油(或原油)作分散介质,水及有机土或其他的亲油粉末物质作分散相,加乳化剂等处理剂配制而成;水基钻井液是以水为分散介质,其基本组分是粘土(搬土)、水、和化学处理剂,这类钻井液发展最早,使用最广泛。

我们这里所要配制的钻井液只是其中一种最基本、最简单的水基钻井液,即般土原浆。

它的配制要点是在选定粘土的基础上,加入适量纯碱或其它处理剂,以提高粘土的造浆率。

纯碱的加量依粘土中钙的含量而异,可通过小型实验求得,一般不超过泥浆体积的1%。

加入纯碱的目的是除去粘土中的部分钙离子,使钙质膨润土转化为钠质膨润土,从而提高它的水化分散能力,使粘土颗粒分散得更细。

Ca(土)+Na2CO3=Na(土)+CaCO3。

因此,原浆加纯碱一般呈现粘度增大,失水量减小;如果随着纯碱加入失水量反而增大,就说明纯碱加过量了。

有的粘土只加纯碱还不行,需要加少量烧碱,其作用是把粘土中氢质土转化为钠质土。

计算出配制密度为1.05的水基钻井液1000ml所需膨润土重量(一般常用的是安丘土,密度为2.20g/cm3),用药物天平称取所需安丘土。

其计算公式如下:W土——配浆所需的膨润土粉重量 g;γ浆——所配钻井液的密度 g/cm3;γ土——安丘土粉的密度 g/cm3;V浆——需配制的钻井液体积 ml。

钻井液常规性能测试

钻井液常规性能测试

中国石油大学(华东)油田化学基础实验报告班级:石工1412 学号:姓名:教师:范鹏同组者:实验日期:2016.9.28实验一、钻井液常规性能测试一、实验目的1、掌握六速旋转粘度计的使用方法以及钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力的测定和计算方法;2、掌握静滤失仪的使用方法以及钻井液滤失量、pH值和泥饼厚度的测定方法;3、掌握钻井液膨润土含量的实验原理和测定方法;4、掌握钻井液密度的测定方法;5、掌握钻井液漏斗粘度的测定方法;二、实验装置钻井液:400ml 高速搅拌机六速旋转粘度计打气筒失水仪滤纸量筒秒表钢板尺 PH试纸亚甲基兰溶液酸式滴定管玻璃棒三、实验步骤1、用高速搅拌器高速搅拌钻井液10min。

2、使用六速旋转粘度计测定并计算钻井液表观粘度、塑性粘度和动切力;3、使用打气筒滤失仪测定钻井液滤失量、泥饼厚度和pH值;4、测定并计算钻井液膨润土含量;5、学习并掌握测定钻井液密度的方法;6、学习并掌握测定钻井液漏斗粘度的方法。

四、实验数据记录与处理1.数据记录无机电解质对钻井液的污染及调整实验二2.数据处理本组实验所得数据处理结果:表面粘度AV=0.5 x Ф600=0.5x12=6 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=12-7=5 mPa.s动切力YP=0.511 x (2 x Ф300-Ф600)=1.022 Pa钻井液膨润土含量=泥甲V 01.0V ⨯×70100×1000=14.3×泥甲V V =14.3×265⋅=40.04 g/l (1)基浆:表面粘度AV=0.5 x Ф600=0.5x11=5.5 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=11-7=4 mPa.s动切力YP=0.511 x (2 x Ф300-Ф600)=1.533 Pa(2)加量0.25g/100ml CaCl 2 泥浆:表面粘度AV=0.5 x Ф600=0.5x16=8 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=16-12=4 mPa.s动切力YP=0.511 x (2 x Ф300-Ф600)=4.088 Pa(3)加量0.50g/100ml CaCl 2 泥浆:表面粘度 AV=0.5 x Ф600=0.5x18=9 mPa.s塑性粘度 PV=Ф600-Ф300=18-15=3 mPa.s动切力YP=0.511 x (2 x Ф300-Ф600)=6.132 Pa(4)加量0.75g/100ml CaCl 2 泥浆:表面粘度 AV=0.5 x Ф600=0.5x19=9.5 mPa.s塑性粘度PV=Ф600-Ф300=19-14=5 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=4.599 Pa (5)加量1.00g/100ml CaCl2泥浆:表面粘度AV=0.5 xФ600=0.5x16=8 mPa.s塑性粘度PV=Ф600-Ф300=16-12=4 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=4.088 Pa (6)加量1.25g/100ml CaCl2泥浆:表面粘度AV=0.5 xФ600=0.5x14=7 mPa.s塑性粘度PV=Ф600-Ф300=14-10=4 mPa.s动切力YP=0.511 x(2 xФ300-Ф600)=3.066 Pa 由以上所得数据整理成表如下:作图如下:1.AV—CaCl2加量关系曲线:2.YP—CaCl2加量关系曲线:3.FL—CaCl2加量关系曲线:将AV—CaCl2加量关系曲线,YP—CaCl2加量关系曲线,FL—CaCl2加量关系曲线放在一起表示趋势变化关系,如下:3.现象解释:CaCl2能够大量溶于水中,且其溶解度随着温度的增加而增加。

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

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。

钻井液性能及其测试

钻井液性能及其测试

常用的加重剂
重晶石(BaSO4)(ρ =4.2~4.6) 石灰石(CaCO3)(ρ =2.7~2.9) 菱铁矿(Fe CO3) (ρ =3.7~3.9) 方铅矿(PbS)(ρ =7.5~7.6) 钛铁矿(FeTiO3)或[TiO2·Fe2 O3] (ρ >3.0) 铁矿粉(Fe2 O3)(ρ =4.9~5.3)
降低钻井液含砂量量有效的方法:
充分利用振动筛、除砂器、除泥器等设备, 对钻井液的固相含量进行有效的控制
六、钻井液的固相含量
钻井液中全部固相的体积占钻井液总体积 的百分数
固相的组成: 膨润土,石英、长石、重品石,造浆率极 低的粘土 固相含量的高低以及这些因相颗粒的类型、 尺寸和性质均对钻井时的井下安全、钻井速 度及油气层损害程度等有直接的影响
钻井液性能及其测试

钻井液常规性能包括: 密度、pH值、含砂量、固相含量 流变性(漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、动切 力、静切力等) 滤失造壁性(滤失量、滤饼厚度、滤饼性能等) ……
一、钻井液密度 1.钻井液密度及其在钻井作业中的重要性
1.1 密度(Density) 单位体积钻井液的质量 最常用符号:ρ 最常用单位:g/cm3 1.2 泥浆比重(Mud Weight) 在钻井工程上,钻井液密度 = 泥浆比重
在实际应用中,大多数钻井液的pH值要求控制在 8~11之间,即维持一个较弱的碱性环境。这主要 是由于有以下几方面的原因:
铁可减人轻王对进钻喜具跳的入腐泥蚀浆;池(碱性)搅拌泥浆
可预防因氢脆而引起的钻具和套管的损坏;
有相当多的处理剂需要在碱性介质个才能充分发 挥其效能,如丹宁类、褐煤类和木质素磺酸盐类处 理剂
某泥浆比重为1.3,即密度为1.3 g/cm3

水基钻井液配制及API失水测定

水基钻井液配制及API失水测定

实训一水基钻井液配制及API失水的测定一、实训目的要求1、了解和掌握钻井液的配制过程及方法,学会按所需比重配制一定量的水基钻井液。

2、了解测定钻井液常规性能的各种仪器的测定原理,正确掌握测定钻井液常规性能的仪器设备的使用方法。

3、正确掌握API失水仪的测定。

二、实训仪器及药品高速搅拌机一台、高搅杯、API失水试验仪、秒表、天平、膨润土等。

三、实训内容与测定方法1、水基钻井液的配制钻井液(泥浆)的种类很多,通常分为两种基本类型:即水基钻井液和油基钻井液。

油基钻井液是以柴油(或原油)作分散介质,水及有机土或其他的亲油粉末物质作分散相,加乳化剂等处理剂配制而成;水基钻井液是以水为分散介质,其基本组分是粘土(搬土)、水、和化学处理剂,这类钻井液发展最早,使用最广泛。

我们这里所要配制的钻井液只是其中一种最基本、最简单的水基钻井液,即般土原浆。

它的配制要点是在选定粘土的基础上,加入适量纯碱或其它处理剂,以提高粘土的造浆率。

纯碱的加量依粘土中钙的含量而异,可通过小型实验求得,一般不超过泥浆体积的1%。

加入纯碱的目的是除去粘土中的部分钙离子,使钙质膨润土转化为钠质膨润土,从而提高它的水化分散能力,使粘土颗粒分散得更细。

Ca(土)+Na2CO3=Na(土)+CaCO3。

因此,原浆加纯碱一般呈现粘度增大,失水量减小;如果随着纯碱加入失水量反而增大,就说明纯碱加过量了。

有的粘土只加纯碱还不行,需要加少量烧碱,其作用是把粘土中氢质土转化为钠质土。

计算出配制密度为1.05的水基钻井液500ml 所需膨润土重量(密度约为2.20g/cm 3),用天平称取所需膨润土。

其计算公式如下:1)1(--=c m m c c V m ρρρc m ——配浆所需的膨润土粉重量 g ;m V ——所配钻井液的密度 g/cm 3;m ρ——膨润土粉的密度 g/cm 3;w V ——需配制的钻井液体积 ml 。

所需水量:cm m w m V V -=ρ 2、钻井液配制(配制1杯)用量筒量500ml 自来水放入高搅杯,将高搅杯放于高搅器下高速搅拌(11000转/分钟),一边搅拌一边缓慢加入已称好的膨润土粉(注意防止土粉在杯底堆积),待土粉全部加完后,继续搅拌3~5分钟,按土粉重量的2~5%称取所需的纯碱粉边搅边加入钻井液中,继续搅拌30分钟,直到钻井液的温度基本接近室温即可。

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钻井液配制及其性能测评
摘要:本文探讨了钻井液的组成和类型,钻井液属于复杂的多相多级胶体-悬浮体分散体系,对甲酸盐钻井液配制及其性能测评,甲酸盐钻井液体系,具有广泛配伍性、储层保护性好、固相容纳能力强、可降解等特点,能较好解决井壁稳定与储层保护的矛盾,适合在目的层使用。

关键词:钻井液配方储层保护井壁稳定
油井钻井的基本功能是打开找油、找气和采油、采气的通道,是实现油气勘探开发的重要工程手段。

为油井钻井、完井服务是钻井液的目的,钻井、完井的需要是钻井液发展的动力。

因此,钻井液的功能就体现在油井钻井、完井的两个方面,即在整个钻进过程中,要保持安全优质快速低成本钻井;在进入油层时,要具有保护储层的作用。

所以,钻井液的功用也就是钻井、完井对钻井液的基本要求。

一、钻井液的组成和类型
钻井液属于复杂的多相多级胶体-悬浮体分散体系。

它既可以是固体分散在液体中,或者是液体分散在另一种液体中,也可以是气体分散在液体中,或者是液体分散在气体中所形成的分散体系。

钻井液的基本成分由分散相+分散介质+化学处理剂组成。

各相具体成分可以是:处理剂(各种维护分散体系稳定和调整分散体系性能的化学添加剂)。

在以水为连续相的水基钻井液中,通常用重量体积百分含量表示钻井液配方中各组分,不考虑处理剂本身的体积。

例如,某种水基钻井液组分为:1000ml水 + 50g膨润土 + 20g处理剂。

用组分表示的钻井液配方为:5%膨润土浆+2%处理剂。

随着钻井工艺技术的不断发展,钻井液的种类越来越多。

目前,国内外对钻井液已有各种不同的分类方法,其中较简明的分类方法有以下几种:按照密度大小可将钻井液分为高密度钻井液和低密度钻井液,高低密度的界限一般为1.35g/cm3。

按照与粘土水化作用强弱程度可将钻井液分为抑制性钻井液和非抑制性钻井液;按照连续相性质可将钻井液分为水基钻井液、油基钻井液和气基钻井液。

根据美国石油学会(api)和国际钻井承包商协会(iadc)认可的钻井流体共有九个类别:①不分散钻井液;②分散钻井液;③钙处理钻井液;④聚合物钻井液;⑤低固相钻井液;⑥盐水钻井液;
⑦油基钻井液;⑧合成基钻井液;⑨空气、雾、泡沫和充气钻井流体(俗称低压钻井液)。

二、钻井液配制及其性能测评
1、甲酸盐钻井液配制
经过大量资料调研和室内研究,确定出以生物聚合物、改性淀粉为主的甲酸盐钻井液体系,基本配方为:清水+10%~40%甲酸盐+0.2%~0.5%生物聚合物+2%改性淀粉+1%防水锁剂+1%~1.5%超细
碳酸钙。

2、抑制性
钻井液的抑制性是其防塌能力的体现,具有较强抑制性的体系
可以有效防止泥岩地层井壁因吸水膨胀而坍塌。

岩心滚动回收率是衡量抑制性的重要指标。

实验中取岩屑过孔径为3.2~4.0mm的筛,做回收率试验,实验条件为:在钻井液中加入50g的岩心,在120℃下滚动16h,出罐后用孔径为0.45mm的筛回收,烘干,称重,记下回收岩屑的重量。

通过聚合物钻井液、有机硅钻井液和甲酸盐钻井液的对比,三者岩心回收率分别为81.0%、88.0%和92.0%,说明甲酸盐钻井液的回收率最高,能很好地抑制泥页岩的水化膨胀与分散。

3、抗温性
众所周知油井基本上都是高温高压的,钻井液体系中的聚合物在达到一定温度时会发生分解,因此要求具有一定的抗温性,实验中对甲酸盐完井液的抗温性能进行了评价。

取配制好的待测完井液400ml倒入滚筒中,拧紧盖子,再放入滚子炉里,在120℃下加热滚动16小时,待冷却后,将钻井液倒入高搅杯中并置于高搅器上,高搅5分钟至均匀,然后分别测定钻井液的流变性、密度和滤失量。

再在130℃、140℃、150℃下分别进行相同的实验,并与热滚前进行对比。

实验发现,甲酸盐高温老化不明显,稳定性高。

4、抗固相污染能力
在钻井施工过程中,固相控制不能满足施工要求常会造成钻井液中有害固相含量增加,这就要求体系具有较高的抗固相污染能力,以保持体系性能稳定,完井液抗固相污染能力的评价也是实验内容之一。

取待测完井液,用岩粉(过孔径为0.154mm的筛)做污
染实验,在其中分别加入10%、20%、30%、40%的岩心粉,高搅20分钟至均匀,在120℃下老化16h再测定其流变性、密度和滤失量,并与污染前进行对比。

随着岩屑含量的增加,悬浮颗粒之间、固相颗粒与液相之间以及连续液相内部的内摩擦作用增强,塑性黏度略有上升,当固相含量达到4%时,塑性黏度不再增加,说明甲酸盐钻井液的固相容纳能力较强。

5、腐蚀性
现有的盐水体系如钠、钾、钙和锌的氯化物和溴化物都会引起严重的金属腐蚀,随着井深增加,温度上升,对金属电化学腐蚀速度也相应加快,严重时会发生穿孔甚至断裂,导致整个油井的报废。

而且强腐蚀性液体本身就是一种对环境有害的物质,钻井完井液的腐蚀性的大小是衡量其质量好与坏的重要标志。

研究发现,甲酸盐钻井液对金属设备的腐蚀性比普通钻井液差。

三、现场应用
1、稳定性
甲酸盐钻井液黏度能够长时间稳定在一定范围内,起下钻过程中其黏度增加值仅为3~5s,切力几乎无变化,高温高压失水保持在12ml左右,并且能够有效控制地层黏土分散造浆。

没有因固相的侵入而出现增黏、拔活塞和下钻不到底等现象。

2、储层保护效果好
钻进中钻井液的api失水控制为3~4ml,高温高压失水控制在12ml左右,固相含量保持为2%~4%,降低了固相和液相对气层的
污染,表明甲酸盐钻井液在施工中取得了良好的储层保护效果。

3、井眼稳定
由于钻井液中固相较低,钻井液流动时和静止后黏度均较低,开泵容易,起下钻和开泵时没有出现较大的压力波动,有利于井眼稳定。

钻井液体系较高的动塑比使得钻进中返砂均匀,每次下钻到底只返出少量钻屑,说明井眼稳定。

4、润滑性良好
甲酸盐钻井液的摩阻小于0.07,起下钻顺利,接单根正常,定向井段扭矩小于5kn·m。

钻进过程中没有出现阻卡和拖压现象。

四、结论
(1)甲酸盐钻井液体系,具有广泛配伍性、储层保护性好、固相容纳能力强、可降解等特点,能较好解决井壁稳定与储层保护的矛盾,适合在目的层使用。

(2)在现场应用过程中,结果表明,甲酸盐钻井液在性能维护、油气层发现、抑制防塌、润滑防卡等方面具有较强的优势,为以后的推广应用奠定了基础。

(3)研究的甲酸盐钻井液体系由于组成成分对温度敏感,以后需对高温条件下的使用继续深入研究。

(4)利用高效的固控设备并保证足够的使用率,有利于提高甲酸钾钻井液的使用效果。

参考文献
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