常用泥浆体系介绍

常用泥浆体系介绍

一、聚合物钻井液体系

泥浆体系特点：

（1）固相含量低；亚微米粒子比例小，剪切稀释性好，卡森极限粘度低，悬浮携带钻屑能力强，洗井效果好，有利于提高机械钻速。

（2）具有良好的流变性，主要表现为较强的剪切稀释性和适宜的流型；

（3）钻进速度高；

（4）稳定井壁能力强，井径比较规则；

（5）对油气层的损害小，有利于发现和保护产层。固相含量少，可减轻固相的侵入，因而减小了损害程度；

（6）可防止井漏的发生，由于钻井液固相含量低，在不使用加重材料的情况下，钻井液的液柱压力低，从而降低了产生漏失的压力；

（7）钻井成本低；聚合物钻井液的处理利用量较少，钻井速度高，缩短了完井周期。

二、甲酸盐钻井液体系：

1、体系特点：

甲酸盐钻井液体系就是将甲酸与氢氧化钠、氢氧化钾在高温高压反应下制成碱性金属盐，如甲酸钾、甲酸钠、甲酸铯配制成甲酸盐类水基钻井液。

甲酸盐钻井液体系是甲酸盐与盐水钻井液和完井液的基础上发展起来的，因而除了具有盐水钻井液的特点外，还具有其独特特点：

①甲酸盐钻井液由于其强抑制性，可较好的抑制泥页岩水化膨胀和分散，也利于减少钻井液对油气层的损害；

②甲酸盐钻井液医药生物降解，不会造成对环境的损害；

③钻具、套管等金属材料在这种钻井液中的腐蚀性小，有利于延长金属材料的使用寿命；

④不需要加重材料就可配高密度钻井液，甲酸钠、甲酸钾类的水溶液密度分别为1.24g/cm3，1.60g/cm3，甲酸铯水溶液的密度更高达2.3g/cm3，不仅有利于提高机械速度，而且有利于保护油气层；

⑤甲酸盐钻井液的低粘度、高动态瞬时滤失量有利于提高机械钻速；

⑥甲酸盐钻井液具有良好的抗高温、抗污染能力，并可降低所使用的各种添加剂在高温条件下的水解和氧化降解进度。

⑦缺点：费用高。

2、甲酸盐钻井液配方：

甲酸盐盐水+生物聚合物+降滤失剂（低粘聚阴离子纤维素和烷基丙烯磺酸盐—AMPS聚合物的混合物）+超细碳酸钙（﹤10ｕｍ，作强降滤失剂）

3、甲酸盐钻井液使用范围：

①小井眼深井钻井；

②水平钻井和连续软管钻井、完井

③高温高压钻井、完井和修井

④水敏性页岩钻井

⑤钻储集层

⑥钻盐层和盐膏层

三、乙二醇类水基钻井液体系

1、乙二醇类水基钻井液体系简介

聚合醇大多是聚乙二醇类产品，有丙烯乙二醇，二丙烯丙二醇、三丙烯乙二醇、及聚丙烯乙二醇、聚乙烯乙二醇和聚甘油。

聚合醇是一种非离子表面活性剂，溶于水，但其溶解度随温度的升高而下降，到达某个温度之后，聚合醇溶液就会变成浊状微乳液，聚合醇部分分解，这时的温度成为浊点，此现象可逆，当温度降低至浊点温度以下时，又会重新溶于水中。聚合醇由于具有以上特点，在当钻井液循环温度高于聚合醇浊点时，聚合醇钻井液发生相分离，不溶解的聚合醇能封堵泥页岩孔喉，阻止滤液进入地层，从而使钻井液与泥页岩隔离，起到稳定井壁的作用；此外聚合醇可在泥页岩表面产生强烈吸附，形成一层吸附层，阻止泥页岩水化、膨胀与分散。

聚合醇的浊点与聚合醇钻井液的化学组成有关，并随其加量及钻井液含盐量的增高而下降，因而可通过选用不同种类的聚合醇，调整聚合醇加量和含盐量来改变浊点温度。

聚合醇钻井液体系中加入钾盐、铝盐等可进一步提高其稳定井壁的效果，，而且加入的聚合醇分子量不能太大，以使其能进入泥页岩的孔喉中，稳定井壁。

2、聚合醇钻井液的优点：

①聚合醇钻井液具有很强的抑制性与封堵性，能有效稳定井壁；

②聚合醇钻井液有较好的润滑性，当聚合醇加量为3%时，钻井液的润滑系数可降低80%；

③聚合醇钻井液对油气层的损害低，渗透率恢复值可达85%以上；

④聚合醇钻井液毒性低，可生物降解和分解，对环境影响小；

⑤通常使用的聚合醇钻井液体系主要为聚合醇/聚合物盐水体系，其生物毒性LC50为100000mg/L，完全满足美国环保总局的LC50=3000mg/L的要求。四、硅酸盐钻井液体系

稳定井壁机理：

①硅酸盐在水中可以形成不同大小的颗粒，其中有离子状态的、胶体状态的和分子状态的，这些颗粒通过吸附、扩散等过程聚合到井壁上，封堵地层孔隙和裂缝。

②进入地层的硅酸根与页岩表面或地层水中的钙、镁离子发生反应形成的硅酸钙、硅酸镁覆盖岩石表面，封堵地层；

③进入地层的硅酸根遇到PH值小于9的地层水立即变成凝胶封堵地层孔喉和裂缝；

④在温度低于80℃的稀硅酸盐钻井液稳定泥页岩机理：是通过多个氢键、静电力、和范德华力度叠加与泥页岩的粘土颗粒形成的超分子化学力结合为主，缩合反应为辅；温度高于80℃，硅酸盐的硅醇基与粘土矿物的铝醇基发生缩合反应产生胶结性物质，把粘土矿物颗粒结合成牢固的界面，封固井壁。

⑤硅酸盐稳定盐膏地层机理：主要是硅酸根与地层中的钙、镁离子发生作用，形成沉淀，从而在地层表面形成坚韧、致密的封固壳来加固井壁。

五、钾基体系

特点：

①抑制泥页岩造浆，对水敏性泥页岩具有很好的防塌效果；

②钻井液中亚微米颗粒含量低，对油层中的粘土矿物其稳定作用；

③分散型钾基钻井液有较高的固相容度限。

六、正电胶钻井液体系

①正电胶胶液：清水+0.1%~0.3%正电胶

②直井：3~5%预水化搬土浆+0.1~0.3%正电胶+0.3~1.5%降滤失剂（LV-CMC）+0~0.3%铵盐（XY-27）

③定向井或水平井：在直井配方基础上+润滑剂（乳化剂+5%原油）

④在易于造浆的地层：补加小阳离子抑制剂

⑤在强分散弱膨胀砂泥岩互层为了抑制砂泥岩分散：+0.3~0.5KPAM

⑥地层裂缝发育易井塌：+防塌剂+高温高压降滤失剂

⑦砾岩、玄武岩地层：正电胶加量大于0.4%+增大搬土含量，提高粘切，减小对井壁冲刷，有效携岩。