钻井液处理剂评价用标准土45页PPT
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基础知识--04钻井液性能ppt课件
--流变参数
漏斗粘度计
可编辑课件
9
钻井液性能的概念、基本要 求及性能调节
2、塑性粘度、动切力
--流变参数
（1）塑性粘度 塑性粘度是塑性流体的性质，它不随剪切速率而变化，
反应的是钻井液在层流时，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 之间内摩擦力的总和。
符号：“PV”，常用单位：mPa.s。
对钻速的影响。钻井液密度大，产生的液柱压力就大， 钻具在井中转动的摩擦阻力就大，从而增加了动力消耗， 加重了钻头研磨新地层的负担，致使钻速降低。密度过 大易压漏地层，破坏油层渗透率，或把油、气层压死， 增加了发现油气藏的困难。
综上所述，钻井对钻井液密度的基本要求是“压而 不死，活而不喷”。即密度大，但不能把油层压死；密 度小，但不能发生井喷。
钻井液基本性能
渤海钻探泥浆技术服务公司
2009年10月8日
可编辑课件
1
钻井液性能的概念、基本要求及性能调节
性能-8.5" Units 下限 上限
密度
g/cm3 1.15 1.30
漏斗粘度
s
40 65
3rpm 读值
8 14
PV
mpa.s 15 32
YP
Pa
13 18
Gels
10sec 5 13
Gels
使用漏斗粘度计测量的粘度就是漏斗粘度，它是钻井 液直观流动性的表现，既受钻井液内摩擦力的影响，又受 钻井液结构力的影响。用漏斗粘度计测量钻井液流动时间 越长，表观粘度越大，钻井液流动性越不好。因此，漏斗 粘度只具有相对意义，不能表示钻井液内部结构的变化。
可编辑课件
8
钻井液性能的概念、基本要 求及性能调节
钻井液化学课件 PPT
(2)损害油气层 (3)泥饼过厚(如起钻具时提力增加、遇卡、 泥包钻头、泥饼卡钻等)
第四节 钻井液滤失性及其控制
2、钻井液降滤失剂分类 降滤失剂: 能降低钻井液滤失量得化学剂
降滤失剂分类: 天然改性(改性褐煤、改性淀粉、改性纤维 素、改性树脂) 人工合成(烯类单体聚合物)
第四节 钻井液滤失性及其控制
两者得关系:一般滤失量少,造壁性就好
第四节 钻井液滤失性及其控制
2、钻井液滤失类型
按就是否流 动
动滤失 静滤失
按测试条件
常规滤失量(VAPI) 高温高压滤失量(VHTHP)
第四节 钻井液滤失性及其控制
VAPI测试条件: 24 ± 3 ℃ 、 0、69MPa 、 45、8cm2 、 30min
VHTHP测试条件:
钻井液化学课件
第一节 钻井液得功能与组成
一、钻井液得循环
泥浆罐
泥浆泵
地面高压管汇
立管
水龙带
水龙头
方钻杆
钻 杆 钻铤
钻头
钻柱与井壁形成得环形空间
从井口返出,流经固控设备进行处理
第一节 钻井液得功能与组成
一、钻井液得循环
第一节 钻井液得功能与组成
二、钻井液得功能 1、冲洗井底 2、携带岩屑与密度调整材料 3、冷却与润滑钻头钻具 4、平衡地层压力 5、获取地层信息 6、悬浮岩屑与固体密度调整材 料 7、稳定井壁 8、传递功率
二、为什么要调整钻井液密度 (1)防止喷、塌、漏钻井事故得发生 (2)钻井液密度与油气层损害有关 (3)钻井液密度影响钻井速度
第二节 钻井液密度及其调整
三、怎样调整钻井液密度
1、调整钻井液密度原则 平衡地层压力与地层构造应力
2、调整钻井液密度方法 (1)降低钻井液密度
第四节 钻井液滤失性及其控制
2、钻井液降滤失剂分类 降滤失剂: 能降低钻井液滤失量得化学剂
降滤失剂分类: 天然改性(改性褐煤、改性淀粉、改性纤维 素、改性树脂) 人工合成(烯类单体聚合物)
第四节 钻井液滤失性及其控制
两者得关系:一般滤失量少,造壁性就好
第四节 钻井液滤失性及其控制
2、钻井液滤失类型
按就是否流 动
动滤失 静滤失
按测试条件
常规滤失量(VAPI) 高温高压滤失量(VHTHP)
第四节 钻井液滤失性及其控制
VAPI测试条件: 24 ± 3 ℃ 、 0、69MPa 、 45、8cm2 、 30min
VHTHP测试条件:
钻井液化学课件
第一节 钻井液得功能与组成
一、钻井液得循环
泥浆罐
泥浆泵
地面高压管汇
立管
水龙带
水龙头
方钻杆
钻 杆 钻铤
钻头
钻柱与井壁形成得环形空间
从井口返出,流经固控设备进行处理
第一节 钻井液得功能与组成
一、钻井液得循环
第一节 钻井液得功能与组成
二、钻井液得功能 1、冲洗井底 2、携带岩屑与密度调整材料 3、冷却与润滑钻头钻具 4、平衡地层压力 5、获取地层信息 6、悬浮岩屑与固体密度调整材 料 7、稳定井壁 8、传递功率
二、为什么要调整钻井液密度 (1)防止喷、塌、漏钻井事故得发生 (2)钻井液密度与油气层损害有关 (3)钻井液密度影响钻井速度
第二节 钻井液密度及其调整
三、怎样调整钻井液密度
1、调整钻井液密度原则 平衡地层压力与地层构造应力
2、调整钻井液密度方法 (1)降低钻井液密度
钻井液化学PPT课件
第32页/共174页
降滤失剂 1、钻井液滤失量过大的危害及使用降滤失剂的 必要性
（1）钻井过程中钻井液滤失量大，容易引 起泥页岩的水化膨胀、造浆和井漏井塌，造成井 壁不稳定；
（2）钻井液和滤液侵入地层引起粘土膨胀， 堵塞地层油气流通道损害产层。
第33页/共174页
（3）滤失量大的同时滤饼增厚，而滤饼增厚使 井径缩小，给旋转的钻具造成大的扭矩，容易造 成卡钻
Cc：滤饼中固相的体积分数； C m ： 钻 井 液 中 固 相 体 积 分第数31；页/共174页
•其中 ( Cc 1) 固相含量系数、K主要由钻井液固相含
Cm
量、固相类型、颗粒分布以及水化分散程度有关，具 体来讲： （1）钻井液中优质活性固体——膨润土含量增加一般 滤失量下降。然而钻井液中固相含量增加会使钻井液 粘度升高，为了使钻井液有好的流动性，不采用提高 钻井液固相含量的方法来降低滤失量。 （2）降滤失剂如：CMC、磺甲基褐煤、酚醛树酯、 烯类单体聚合物等能堵塞滤饼的孔，降低K。
第3页/共174页
4、平衡地层压力 调节钻井液密度建立与地层压力相适应的液柱
压力，防止发生井喷、井长、井漏的井下复杂问 题。
第4页/共174页
5、冲洗井底 钻井液可在钻头水眼处形成高速的液流，喷
向井底。高速喷出的钻井液可将由于钻井液压力 与地层压力差而被压持在井底的岩屑冲起，起冲 洗井底的作用。
第一节 钻井液的功能与组成
一、钻井液的功能 1、携带和悬浮钻屑
泥浆的一个基本功用，就是要把钻头破碎的 岩屑从井底带出井眼。
当接钻杆换钻头或临时停止循环时，泥浆又 把井眼内的钻屑悬浮住，不致很快下沉，防止沉砂 卡钻的危险。
第1页/共174页
2、稳定井壁 井壁稳定、井眼规则是优质快速钻井的基础
降滤失剂 1、钻井液滤失量过大的危害及使用降滤失剂的 必要性
（1）钻井过程中钻井液滤失量大，容易引 起泥页岩的水化膨胀、造浆和井漏井塌，造成井 壁不稳定；
（2）钻井液和滤液侵入地层引起粘土膨胀， 堵塞地层油气流通道损害产层。
第33页/共174页
（3）滤失量大的同时滤饼增厚，而滤饼增厚使 井径缩小，给旋转的钻具造成大的扭矩，容易造 成卡钻
Cc：滤饼中固相的体积分数； C m ： 钻 井 液 中 固 相 体 积 分第数31；页/共174页
•其中 ( Cc 1) 固相含量系数、K主要由钻井液固相含
Cm
量、固相类型、颗粒分布以及水化分散程度有关，具 体来讲： （1）钻井液中优质活性固体——膨润土含量增加一般 滤失量下降。然而钻井液中固相含量增加会使钻井液 粘度升高，为了使钻井液有好的流动性，不采用提高 钻井液固相含量的方法来降低滤失量。 （2）降滤失剂如：CMC、磺甲基褐煤、酚醛树酯、 烯类单体聚合物等能堵塞滤饼的孔，降低K。
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4、平衡地层压力 调节钻井液密度建立与地层压力相适应的液柱
压力，防止发生井喷、井长、井漏的井下复杂问 题。
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5、冲洗井底 钻井液可在钻头水眼处形成高速的液流，喷
向井底。高速喷出的钻井液可将由于钻井液压力 与地层压力差而被压持在井底的岩屑冲起，起冲 洗井底的作用。
第一节 钻井液的功能与组成
一、钻井液的功能 1、携带和悬浮钻屑
泥浆的一个基本功用，就是要把钻头破碎的 岩屑从井底带出井眼。
当接钻杆换钻头或临时停止循环时，泥浆又 把井眼内的钻屑悬浮住，不致很快下沉，防止沉砂 卡钻的危险。
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2、稳定井壁 井壁稳定、井眼规则是优质快速钻井的基础
钻井液性能课件ppt
2021/3/10
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提高和降低屈服值的方法
• 提高钻井液中活性固相颗粒数量、增加 化学控制剂处理与添加聚合物提粘剂均 能提高屈服值。
• 加水冲稀、添加降粘剂和分散剂或加强 固相清除可以降低屈服值。
• 屈服值对温度非常敏感。
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钻井液屈服值的要求
• 屈服值提高不利于降低当量循环密度与 循环压耗及起下钻时的压力波动，容易 触发井涌、井喷或井漏等复杂问题，但 有利于提高携砂效果和改善井眼清洗。
塑性粘度是钻井液在层流情况下，剪切 应力和急切速率成线性关系时的斜率值， 反映了钻井液中悬浮固相微粒间的摩擦力 和连续液相粘度所引起的流动阻力。塑性 粘度大小主要取决于所存在固体微粒的浓 度、大小、形状及类型。
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塑性粘度计算公式
PV（ mPa·s）=PV（cp） =Φ600-Φ300
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钻井液塑性粘度要求
一般尽可能维持较低的钻井液塑性粘度， 这可通过保持低固相含量来达到，以利于 提高钻井速度和减少井下复杂情况。塑性 粘度增加不利于旋流分离器和震动筛的固 相分离效果。塑性粘度随温度的升高而降 低。
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降低塑性粘度办法
• 减少钻井液中固体颗粒特别是小于1微米 的颗粒浓度可以降低塑性粘度。
• 对于可用清水或海水钻进的坚固地层或 表层，只需增加足够大的泵排量而不必 控制屈服值。
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屈服值的计算和转换关系
• YP（Pa）=YP(lb/100ft2)×0.478
• YP (lb/100ft2)=Φ300-PV(cp) • 当屈服值与钻井液存在以下近似关系时，
《钻井液技术》课件
作用
钻井液在钻井过程中起着冷却、润滑、清洁井眼和控制地层压力等重要作用。
钻井液成分
主要成分
钻井液主要由基础液体、固相 悬浮物（如钻屑）和化学添加 剂组成。
辅助成分
辅助成分包括饱和盐水、聚合 物和胶体粒子等。
钻井液添加剂
添加剂用于调节钻液性质
1 密度和重度
2 钻井液技术的前景
钻井液技术将继续为高效、安全的钻井作业提供重要保障，推动油气勘探开发的进程。
3
循环过程的重要性
循环过程要稳定可靠，确保钻井液的性能不受影响，保护地层和井眼的完整性。
钻井液的处理
钻井液的回收
回收钻井液可以降低成本， 减少环境污染，并保护地下 水资源。
钻井液的处理方法
钻井液通常通过离心分离、 过滤、化学处理和固体控制 等方法进行处理。
钻井液的废弃处理
废弃钻井液需要经过处理后 才能进行安全处置，以防止 对环境造成污染。
钻井液的安全
钻井液的毒性
钻井液中的化学物质可能对人 体和环境造成毒害，需要合理 使用和妥善处理。
火灾和爆炸危险
钻井液中的可燃物质和气体可 能引发火灾和爆炸危险，需要 严格的安全措施。
环境污染
不当使用和处理钻井液可能导 致土壤和水源的污染，对周围 环境造成损害。
结语
1 钻井液技术的发展
随着钻井工艺和设备的不断进步，钻井液技术也在不断发展和创新。
油基钻井液
油基钻井液适用于高温、高压或 特殊环境下的钻井，具有优异的 稳定性和润滑性。
气基钻井液
气基钻井液适用于高气藏含油气 井的钻井，可以减少水泥浆和泥 浆替代物对地层的损害。
钻井液的循环
1
钻井液的循环系统
钻井液通过井口到地层，再从地层返回井内循环使用。
钻井液在钻井过程中起着冷却、润滑、清洁井眼和控制地层压力等重要作用。
钻井液成分
主要成分
钻井液主要由基础液体、固相 悬浮物（如钻屑）和化学添加 剂组成。
辅助成分
辅助成分包括饱和盐水、聚合 物和胶体粒子等。
钻井液添加剂
添加剂用于调节钻液性质
1 密度和重度
2 钻井液技术的前景
钻井液技术将继续为高效、安全的钻井作业提供重要保障，推动油气勘探开发的进程。
3
循环过程的重要性
循环过程要稳定可靠，确保钻井液的性能不受影响，保护地层和井眼的完整性。
钻井液的处理
钻井液的回收
回收钻井液可以降低成本， 减少环境污染，并保护地下 水资源。
钻井液的处理方法
钻井液通常通过离心分离、 过滤、化学处理和固体控制 等方法进行处理。
钻井液的废弃处理
废弃钻井液需要经过处理后 才能进行安全处置，以防止 对环境造成污染。
钻井液的安全
钻井液的毒性
钻井液中的化学物质可能对人 体和环境造成毒害，需要合理 使用和妥善处理。
火灾和爆炸危险
钻井液中的可燃物质和气体可 能引发火灾和爆炸危险，需要 严格的安全措施。
环境污染
不当使用和处理钻井液可能导 致土壤和水源的污染，对周围 环境造成损害。
结语
1 钻井液技术的发展
随着钻井工艺和设备的不断进步，钻井液技术也在不断发展和创新。
油基钻井液
油基钻井液适用于高温、高压或 特殊环境下的钻井，具有优异的 稳定性和润滑性。
气基钻井液
气基钻井液适用于高气藏含油气 井的钻井，可以减少水泥浆和泥 浆替代物对地层的损害。
钻井液的循环
1
钻井液的循环系统
钻井液通过井口到地层，再从地层返回井内循环使用。
钻井液环保性能的评价项目与分析方法的研究课件ppt
钻井液环保性能的评价项目 与分析方法的研究
报告人：许毓
中国石油安全环保技术研究院 2010年5月19日
2021/3/10
1
废弃钻井液的环境污染特征分析
• 钻井液是由水、土、加重材料、多种无机和有 机的钻井液添加剂等组成的多分散体系。
• 钻井液材料和添加剂最终都随着钻井液的废弃 而废弃，与钻井时地层混入的钻屑、油、水等 一起构成废弃钻井液，最终进入土壤、地表水、 地下水和空气环境中造成环境污染
• 主要参考标准及规范
– 《土壤环境质量标准》 – 《危险废物鉴别标准》 – 《一般工业固体废弃物的贮存与填埋污染物
控制指标》 – 《农用污泥中污染物控制标准》 – 《农用粉煤灰污染物控制标准》 – 《污水综合排放标准》 – 美国、英国、加拿大和澳大利亚等国外钻井
废物管理规定和管理指南
2021/3/10
置场污染控制标准》 • GB 8173-87《农用粉煤灰中污染物控制标准》 • GB 4284-84《农用污泥中污染物控制标准》
2021/3/10
7
国内外相关标准分析
(3)国家四项海洋标准 • GB 18420.1-2001《海洋石油勘探开发污
染物 生物毒性分级》 • GB/T 18420.2-2001 《海洋石油勘探开发
井废物毒性评价方法和分级标准》推荐
2021/3/10
12
• 发光细菌法比糠虾等试验法相比
– 更灵敏 – 检测精度更高 – 检测时间短 – 成本低
• 本项目研究中采用股份公司推荐的发光 细菌法进行生物毒性评价
– 检测的取样、制样和测试程序均采用该标准 进行。
2021/3/10
13
生物降解性
• 有机物生物降解性的方法分类
报告人：许毓
中国石油安全环保技术研究院 2010年5月19日
2021/3/10
1
废弃钻井液的环境污染特征分析
• 钻井液是由水、土、加重材料、多种无机和有 机的钻井液添加剂等组成的多分散体系。
• 钻井液材料和添加剂最终都随着钻井液的废弃 而废弃，与钻井时地层混入的钻屑、油、水等 一起构成废弃钻井液，最终进入土壤、地表水、 地下水和空气环境中造成环境污染
• 主要参考标准及规范
– 《土壤环境质量标准》 – 《危险废物鉴别标准》 – 《一般工业固体废弃物的贮存与填埋污染物
控制指标》 – 《农用污泥中污染物控制标准》 – 《农用粉煤灰污染物控制标准》 – 《污水综合排放标准》 – 美国、英国、加拿大和澳大利亚等国外钻井
废物管理规定和管理指南
2021/3/10
置场污染控制标准》 • GB 8173-87《农用粉煤灰中污染物控制标准》 • GB 4284-84《农用污泥中污染物控制标准》
2021/3/10
7
国内外相关标准分析
(3)国家四项海洋标准 • GB 18420.1-2001《海洋石油勘探开发污
染物 生物毒性分级》 • GB/T 18420.2-2001 《海洋石油勘探开发
井废物毒性评价方法和分级标准》推荐
2021/3/10
12
• 发光细菌法比糠虾等试验法相比
– 更灵敏 – 检测精度更高 – 检测时间短 – 成本低
• 本项目研究中采用股份公司推荐的发光 细菌法进行生物毒性评价
– 检测的取样、制样和测试程序均采用该标准 进行。
2021/3/10
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生物降解性
• 有机物生物降解性的方法分类
钻井液整膨润土的测定实用资料ppt
二 操作步骤 1 准确量取1 mL钻井液注入250 mL锥形瓶中。 2 加入40 mL水稀释，再加入3％的双氧水l0 mL和(5 mol／L) 的稀硫酸5 mL。 3 把锥形瓶放在电炉上，缓慢煮沸l0min，取下后水 冷至室温，加水约50 mL。 4 用0.01 mol／L的亚甲基蓝溶液滴定，每滴入 0.5mL亚甲基蓝溶液后，旋摇30 s。
8 清洗仪器并摆放整齐。
三 技术要求
1 煮沸时切勿蒸干。
2 每次加量0.5 mL，旋摇锥形瓶30 s，当固体仍被 悬浮时，用搅拌棒取一滴液体滴在滤纸上，当染色 固体斑点周围出现绿蓝色圈时即达到滴定终点。
3 若出现绿蓝色圈，但随即消失，说明终点快到， 应小心滴定，直至旋摇2 min后再取一滴液体滴在滤 纸上，若出现蓝绿色圈并不再消失，则说明达到终 点。
2 常见的粘土矿物有哪些？
⑴ 高岭石粘土：高岭石矿物90％以上，多水高岭石、 水云母等。2A12O3·8SiO2·4H2O ⑵ 微晶高岭石粘土：也称蒙脱土、膨润土、胶岭土， 主要由微晶高岭石粘土组成 。 2A12O3·8SiO2·(x+2)H2O ⑶ 伊利石粘土：主要由水云母组成，其次是含有少 量其他粘土矿物。KAl2[(Si·A1)4O10](OH)2nH2O
6 由粘土矿物的组成结构，简述蒙脱石水化膨胀作用 机理？
蒙脱石由两层四面体夹一层八面体组成；有晶 格取代（八面体为主）、补偿阳离子（钠、钙为主） 存在；晶层间以范德华力为主；吸水时，发生表面 水化（直接和间接）、渗透水化，最终在双电层斥 力的作用下分散。
一 工作原理
钻井液的阳离子交换容量通常又称为亚甲基蓝 容量，其含义是每100mL钻井液所能吸附亚甲基蓝的 毫摩尔数。由于1mL标准溶液中含有0.01mmol亚甲基 蓝，因此试验中消耗标准溶液的毫升数在数值上恰 好等于钻井液的亚甲基蓝容量。为了便于计算，一 般情况下假定膨润土的阳离子交换容量等于 70mmol/(100g)。
钻井液处理剂评价用标准土
现标准土 5 23
9.4 3.5 7.0 50 16 6.0
原标准土 5.5 24.8 8.5 3.0 6.0 52.0 12.0 6.5
三、标准土的生产
1、标准土的优选：对选定的优质钠基膨润土矿，首先进行堆场自然风干，经人 工分选，尽可能挑选出其中的杂质，破碎粒度20-100目左右。
29.4 mL
31.0 mL
3
26.0 mL
31.2 mL
31.0 mL
平均吸蓝量 g/100g样
26.0
30.1
30.9
从实验结果可知：原标准土、现标准土吸蓝量大小基本一样。
二、标准土的筛选与评价
二）、标准土的物理性能测定
4、标准土Zeta电位的测定
标准土Zeta电位的见下表:
样品
钙土
原标准土
Zeta电位值（mv） -11.98
1、上世纪九十年代初，为了统一规范，石油系统在全国范围内，经过多年调研、 筛选，从新疆组织生产了一批天然钠膨润土，各油田相关单位根据十年左右的需用量， 分别购买了一部分，但是到目前都基本已所剩无几。石油工程标准化委员会钻井液组 已连续几年对此事进行了研究，但由于工作难度较大，到目前仍议而未决。
2、虽然我国的膨润土资源丰富，总储量居世界前列。但不同产地的粘土矿物组成、 蒙脱石含量有较大差异。造成理化指标差别较大，因而导致在对同一处理剂进行质量 检测时，由于使用不同产地的标准土，造成检测结果不同，有时结果会相差特别大。
FL ml 22～26
16 21.6 ≤15 7.6 8.0
三、标准土处理剂评价对比
4、钻井液用复配铵盐NF958 执行标准Q/SBZ0029-2002
钻井液种类
淡水浆基浆