常用钻井液完井液技术
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克拉玛依油田水平井钻井液完井液技术应用分析
克拉玛依油田水平井钻井液完井液
二、水平井钻井液技术
⑥油层段一般不漏失，为保证固井质量，钻至A点做上部地层承压 试验，钻进过程如没有发生漏失，承压试验可先不加堵漏剂。如 承压达不到设计要求，再加入堵漏剂，做完承压后将全部筛除， 保证定向仪器的正常工作。
九八区压力漏失原因是：有些井水平段位置靠近下伏石炭系， 石炭系风化壳存在裂缝发育。HW9817井钻至215m(齐古组)发生井 漏，根据井口液面情况计算，压力系数只有0.87，防漏堵漏措施 ：①密度控制在设计下限1.10 g/cm3内；②漏速不大，边漏边钻 ；③漏速较大时，可采用桥塞堵漏、注水灰、盲打强钻等措施。
克拉玛依油田水平井钻井液完井液
二、水平井钻井液技术
井斜角在0°～θα之间井段，岩屑携带状况与直井段基本 相同，不存在岩屑床；井斜角在在θα～θβ之间井段，岩屑脱 离钻井液流，滞流井眼底侧并滑向液流的反向而形成岩屑床。 当钻井液停止循环时，岩屑床受重力作用而存在下滑趋势；井 斜角在θβ～90°之间井段，岩屑在下井壁形成的岩屑床基本稳 定，床体不存在沿井壁低侧下滑的趋势。
提高环空返速可直接影响着环空岩屑的运移方式、状态和 环空岩屑浓度。对特定的井斜角、钻井液流变参数存在一个形 成岩屑床的临界环空返速，环空返速高于此流速时，环空中岩 屑不成床。大量实验和现场经验表明，在30°～90°范围内， 环空岩屑成床的临界速度为0.8～1.0m/s。对于Φ244.5mm井眼 ，钻井液返速只有0.45～0.55m/s，增加了携带的难度。
克拉玛依油田水平井钻井液完井液
一、水平井钻井液任务完成情况
2006年共完成水平井121口，进尺121454m，其中钻 井公司泥浆技术服务公司完成56口，准东泥浆技术服务公 司5口，钻井工艺研究院43口，创拓公司12口，贝肯公司5 口。另外，为地质导向钻井提供钻井液服务一井次，完成 鱼骨井中完技套泥浆技术服务和水平段鱼骨施工跟踪服务 两井次，完成定向井钻井液技术服务29井次。
二、水平井钻井液技术
⑥油层段一般不漏失，为保证固井质量，钻至A点做上部地层承压 试验，钻进过程如没有发生漏失，承压试验可先不加堵漏剂。如 承压达不到设计要求，再加入堵漏剂，做完承压后将全部筛除， 保证定向仪器的正常工作。
九八区压力漏失原因是：有些井水平段位置靠近下伏石炭系， 石炭系风化壳存在裂缝发育。HW9817井钻至215m(齐古组)发生井 漏，根据井口液面情况计算，压力系数只有0.87，防漏堵漏措施 ：①密度控制在设计下限1.10 g/cm3内；②漏速不大，边漏边钻 ；③漏速较大时，可采用桥塞堵漏、注水灰、盲打强钻等措施。
克拉玛依油田水平井钻井液完井液
二、水平井钻井液技术
井斜角在0°～θα之间井段，岩屑携带状况与直井段基本 相同，不存在岩屑床；井斜角在在θα～θβ之间井段，岩屑脱 离钻井液流，滞流井眼底侧并滑向液流的反向而形成岩屑床。 当钻井液停止循环时，岩屑床受重力作用而存在下滑趋势；井 斜角在θβ～90°之间井段，岩屑在下井壁形成的岩屑床基本稳 定，床体不存在沿井壁低侧下滑的趋势。
提高环空返速可直接影响着环空岩屑的运移方式、状态和 环空岩屑浓度。对特定的井斜角、钻井液流变参数存在一个形 成岩屑床的临界环空返速，环空返速高于此流速时，环空中岩 屑不成床。大量实验和现场经验表明，在30°～90°范围内， 环空岩屑成床的临界速度为0.8～1.0m/s。对于Φ244.5mm井眼 ，钻井液返速只有0.45～0.55m/s，增加了携带的难度。
克拉玛依油田水平井钻井液完井液
一、水平井钻井液任务完成情况
2006年共完成水平井121口，进尺121454m，其中钻 井公司泥浆技术服务公司完成56口，准东泥浆技术服务公 司5口，钻井工艺研究院43口，创拓公司12口，贝肯公司5 口。另外，为地质导向钻井提供钻井液服务一井次，完成 鱼骨井中完技套泥浆技术服务和水平段鱼骨施工跟踪服务 两井次，完成定向井钻井液技术服务29井次。
钻井液完井液技术手册(09)
1.3.4页岩抑制剂实际上，钻井液中所用的所有的处理剂在钻井过程中的主要作用只有两个，一个作用是维护钻井液性能稳定，另一个作用是保证井眼稳定。
这种起稳定井眼作用的处理剂就称之为页岩抑制剂，又称页岩抑制剂。
页岩抑制剂的作用是防止页岩水化膨胀和分散引起的井壁坍塌、破裂和掉块，以防造成钻井事故。
1.3.5.1钻井液和泥页岩的水化作用钻井液对泥页岩的化学作用，最终可以归结到对井壁岩石力学性能参数、强度参数以及近井壁应力状态的改变。
泥页岩吸水一方面改变井壁岩石的力学性质，使岩石强度降低；另一方面产生水化膨胀，体积增加，若这种膨胀受到约束便会产生膨胀压，从而改变近井壁的应力状态。
如何将钻井液对泥页岩的化学作用带来的力学效应定量化，并将其同纯力学效应结合起来研究井壁稳定问题；F.K.Mody 和A.H.Hale 认为，钻井液和泥页岩间存在的活度差驱使钻井液中的自由水进入泥页岩，从而使近井壁地带的孔隙压力增高，岩石强度降低。
井内水进入泥页岩主要受钻井液与泥页岩井壁间的孔隙压力差和化学势差的控制。
钻井液与泥页岩间化学势差引起的孔隙压力变化为：式中：λ-有效半透膜系数，R -气体常数，T -绝对温度，V -水的偏莫尔体积，A S 、A m -分别为泥页岩和钻井液的水活度，P -钻井液液柱压力，P p -远场孔隙压力，∆μ-化学势差。
如果∆μ大于零，即井眼水化学势大于孔隙水化学势，井眼水就可以进入岩石孔隙内，从而使泥页岩吸水后产生水化膨胀，且井壁的孔隙压力增大，岩石的强度降低，不利于井壁稳定。
反之，泥页岩产生解吸脱水，使井壁的孔隙压力减小，岩石强度增大，有利于井壁的稳定。
因此，从活度平衡的理论出发，要求降低钻井液中水的活度。
这可以通过控制调节钻井液中不同盐的含量或使用特殊的处理剂来改变钻井液中水的活度。
钻井液中水的活度可以通过实验来测定出来，而泥页岩中水的活度却较难确定，一般可以通过地层条件下泥页岩的含水量来测定。
具体做法是：用已知不同活度的溶液在恒湿气中与页岩达到活度平衡后（至少静置15天），测定页岩的吸水量，再绘制该页岩的吸水量与其活度的等温关系曲线。
现代钻井完井液技术(下)
3. 缺点： ⑴ ⑵ 机械钻速低； ⑶ 影响测井资料解释； ⑷ 对环境会产生污染； ⑸ 配制工艺复杂。
4. 油基钻井液的类型与组成 ⑴ 普通油基钻井液：
柴油＋沥青＋有机土+混入的少量水（10%以内） ⑵ 油包水乳化钻井液
柴油（或低毒矿物油）、淡水或盐水（10%60%）、乳化剂、润湿剂、亲油胶体
⑶ 低胶质油包水乳化钻井液 柴油、乳化水（15%左右）、乳化剂、润湿剂、少 量亲油胶体、石灰、加重材料
2. 降滤失剂类
降滤失剂的用量在钻井处理剂商品中占据第二位。从维护 钻井液性能、保证钻井顺利施工、减少井下事故的发生、 保护油气层实际需要等方面起到重要的作用。
⑴ 改性淀粉类降滤失剂：
改性淀粉类产品用于钻井液已有很长的历史，但由于预胶 化淀粉、羧甲基淀粉(CMS)等热稳定性差，受细菌作用产 生降解、发酵等不利因素限制了现场应用。
㈡ 钻井液处理剂的应用现状
1. 增粘剂
增粘剂是用量较大的一类处理剂。
作为钻井液完井液增粘剂，其功能绝非仅仅是 “增粘”、而同时具有调整钻井液动切力、静切力、 粘弹性和改善泥饼质量的作用。
目前，现场广泛使用的膨润土存在的缺点及发生 的问题引起人们的关注。为适应保护油气层、满足 定向井、水平井、深井钻井施工对增粘剂的使用要 求，必须研究开发新型增粘剂。
位移井
6. 乳化剂的作用：
⑴ 复合乳化剂在油一水界面形成具有一定强度和粘 度的膜，当液滴相碰时，不易合并变大，使乳状液 稳定。
⑵ 降低油水界面张力。 ⑶ 增加外相粘度，以增加水滴碰撞的阻力，从而提
高乳状液的稳定性。 ⑷ 使用离子型乳化剂时，带相同电性的乳化水滴更
稳定。
7. 润湿剂、亲油胶体作用： ⑴ 润湿剂：
⑵ 加重材料 重晶石（适当加入润湿剂和乳化剂）
4. 油基钻井液的类型与组成 ⑴ 普通油基钻井液：
柴油＋沥青＋有机土+混入的少量水（10%以内） ⑵ 油包水乳化钻井液
柴油（或低毒矿物油）、淡水或盐水（10%60%）、乳化剂、润湿剂、亲油胶体
⑶ 低胶质油包水乳化钻井液 柴油、乳化水（15%左右）、乳化剂、润湿剂、少 量亲油胶体、石灰、加重材料
2. 降滤失剂类
降滤失剂的用量在钻井处理剂商品中占据第二位。从维护 钻井液性能、保证钻井顺利施工、减少井下事故的发生、 保护油气层实际需要等方面起到重要的作用。
⑴ 改性淀粉类降滤失剂：
改性淀粉类产品用于钻井液已有很长的历史，但由于预胶 化淀粉、羧甲基淀粉(CMS)等热稳定性差，受细菌作用产 生降解、发酵等不利因素限制了现场应用。
㈡ 钻井液处理剂的应用现状
1. 增粘剂
增粘剂是用量较大的一类处理剂。
作为钻井液完井液增粘剂，其功能绝非仅仅是 “增粘”、而同时具有调整钻井液动切力、静切力、 粘弹性和改善泥饼质量的作用。
目前，现场广泛使用的膨润土存在的缺点及发生 的问题引起人们的关注。为适应保护油气层、满足 定向井、水平井、深井钻井施工对增粘剂的使用要 求，必须研究开发新型增粘剂。
位移井
6. 乳化剂的作用：
⑴ 复合乳化剂在油一水界面形成具有一定强度和粘 度的膜，当液滴相碰时，不易合并变大，使乳状液 稳定。
⑵ 降低油水界面张力。 ⑶ 增加外相粘度，以增加水滴碰撞的阻力，从而提
高乳状液的稳定性。 ⑷ 使用离子型乳化剂时，带相同电性的乳化水滴更
稳定。
7. 润湿剂、亲油胶体作用： ⑴ 润湿剂：
⑵ 加重材料 重晶石（适当加入润湿剂和乳化剂）
《钻井液与完井液》课件
《钻井液与完井液 》PPT课件
contents
目录
• 钻井液概述 • 钻井液的类型与选择 • 完井液概述 • 完井液的类型与选择 • 钻井液与完井液的应用案例 • 钻井液与完井液的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
钻井液概述
钻井液的定义
01
钻井液：在钻井过程中，用来循 环、悬浮、携带岩屑和稳定井壁 的循环流体。
环保法规与标准
遵守国内外相关环保法规和标准，确保钻井 液与完井液的环保合规性。
废弃物处理
采用适当的废弃物处理技术，如固液分离、 油水分离等，以减少对环境的污染。
生物降解性
研究和发展钻井液与完井液的生物降解性， 降低其对生态系统的长期影响。
循环利用技术
推广钻井液与完井液的循环利用技术，减少 资源浪费和环境污染。
至地面。
稳定井壁
钻井液在井壁上形成一层滤饼 ，保持井壁稳定，防止井壁坍 塌。
冷却钻头
通过循环带走钻头产生的热量 ，延长钻头使用寿命。
传递能量
作为循环流体，传递水力能量 ，如泵压和排量。
02
CATALOGUE
钻井液的类型与选择
常用钻井液类型
水基钻井液
以水为分散介质，加入 各种处理剂，用于钻进
淡水钻井。
总结词
提高采收率与储层保护
详细描述
某气田在完井过程中，采用了具有高 渗透性和储层保护能力的完井液，显 著提高了采收率，并有效保护了储层 ，延长了气田开采寿命。
案例三：复杂地层钻井液与完井液联合应用
总结词
应对复杂地层挑战
VS
详细描述
在某复杂地层的钻井和完井作业中，通过 联合应用钻井液和完井液，有效应对了地 层复杂多变带来的挑战，确保了钻井和完 井作业的顺利进行。同时，采用适当的钻 井液和完井液配方，对于提高油气勘探开 发效率具有重要意义。
contents
目录
• 钻井液概述 • 钻井液的类型与选择 • 完井液概述 • 完井液的类型与选择 • 钻井液与完井液的应用案例 • 钻井液与完井液的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
钻井液概述
钻井液的定义
01
钻井液：在钻井过程中，用来循 环、悬浮、携带岩屑和稳定井壁 的循环流体。
环保法规与标准
遵守国内外相关环保法规和标准，确保钻井 液与完井液的环保合规性。
废弃物处理
采用适当的废弃物处理技术，如固液分离、 油水分离等，以减少对环境的污染。
生物降解性
研究和发展钻井液与完井液的生物降解性， 降低其对生态系统的长期影响。
循环利用技术
推广钻井液与完井液的循环利用技术，减少 资源浪费和环境污染。
至地面。
稳定井壁
钻井液在井壁上形成一层滤饼 ，保持井壁稳定，防止井壁坍 塌。
冷却钻头
通过循环带走钻头产生的热量 ，延长钻头使用寿命。
传递能量
作为循环流体，传递水力能量 ，如泵压和排量。
02
CATALOGUE
钻井液的类型与选择
常用钻井液类型
水基钻井液
以水为分散介质，加入 各种处理剂，用于钻进
淡水钻井。
总结词
提高采收率与储层保护
详细描述
某气田在完井过程中，采用了具有高 渗透性和储层保护能力的完井液，显 著提高了采收率，并有效保护了储层 ，延长了气田开采寿命。
案例三：复杂地层钻井液与完井液联合应用
总结词
应对复杂地层挑战
VS
详细描述
在某复杂地层的钻井和完井作业中，通过 联合应用钻井液和完井液，有效应对了地 层复杂多变带来的挑战，确保了钻井和完 井作业的顺利进行。同时，采用适当的钻 井液和完井液配方，对于提高油气勘探开 发效率具有重要意义。
复杂结构井钻井完井液技术
支井眼和主井眼打完后替入完井液，以封分支井眼和主井眼。
第三分支井眼
二、非渗透钻井液技术
1 胜科1井实验研究
通过钻井液中适当的固相粒子级配，提高钻井液的封堵 裂缝能力，提高地层承压能力。 加入软性粒子提高泥饼的不渗透性。 加入非渗透处理剂，进一步提高地层承压能力。
钻井液密度最终达到了2.35g/cm3，压力系数提高0.40。
地层承压能力提高12MPa。
通过在草 4 － 2 －×213 、草 4 － 7 －×211 、草 4 － 7 －×213 、草 4 － 7 －
×215共4口井完井电测的曲线以及井径数据来看，试验井的井径曲线较 为理想，较好地控制了井眼扩大率 <10%，达到了甲方的要求，保证了 固井质量和后期的顺利开采，固井双界面合格。
二、非渗透钻井液技术
二、非渗透钻井液技术
2 渤930井
渤 930 井邻井渤古 1 井、渤古 2 井出现了严重的井壁坍塌，
处理事故长达1～2个月，影响了井身质量，污染了油气层。
本井三开采用非渗透钻井液，井眼平均扩大率 <10% ，起
下钻畅通、开泵顺利，返出钻井液性能稳定。
本井三开钻进期间进行的两次电测及地层测试，每次都顺
5、永920井
本井在钻进过程中由于纠斜、取芯等原因，二开钻井周期接近两个月。
而在这两个月的时间内，钻井液比重一直控制在1.15g/cm3，并没有出
现起下钻不畅和井壁坍塌掉块等异常现象，电测时间长达7天，期间通 井两次，均无异常显示。 从电测井径曲线可以看出，1800m以下井径规则，扩大率<10%。 邻井未发现良好的油气显示，在该井发现了良好的油气显示，目前该井 日产原油13m3/d。
一、甲基葡萄糖甙钻井液技术
第三分支井眼
二、非渗透钻井液技术
1 胜科1井实验研究
通过钻井液中适当的固相粒子级配，提高钻井液的封堵 裂缝能力，提高地层承压能力。 加入软性粒子提高泥饼的不渗透性。 加入非渗透处理剂，进一步提高地层承压能力。
钻井液密度最终达到了2.35g/cm3，压力系数提高0.40。
地层承压能力提高12MPa。
通过在草 4 － 2 －×213 、草 4 － 7 －×211 、草 4 － 7 －×213 、草 4 － 7 －
×215共4口井完井电测的曲线以及井径数据来看，试验井的井径曲线较 为理想，较好地控制了井眼扩大率 <10%，达到了甲方的要求，保证了 固井质量和后期的顺利开采，固井双界面合格。
二、非渗透钻井液技术
二、非渗透钻井液技术
2 渤930井
渤 930 井邻井渤古 1 井、渤古 2 井出现了严重的井壁坍塌，
处理事故长达1～2个月，影响了井身质量，污染了油气层。
本井三开采用非渗透钻井液，井眼平均扩大率 <10% ，起
下钻畅通、开泵顺利，返出钻井液性能稳定。
本井三开钻进期间进行的两次电测及地层测试，每次都顺
5、永920井
本井在钻进过程中由于纠斜、取芯等原因，二开钻井周期接近两个月。
而在这两个月的时间内，钻井液比重一直控制在1.15g/cm3，并没有出
现起下钻不畅和井壁坍塌掉块等异常现象，电测时间长达7天，期间通 井两次，均无异常显示。 从电测井径曲线可以看出，1800m以下井径规则，扩大率<10%。 邻井未发现良好的油气显示，在该井发现了良好的油气显示，目前该井 日产原油13m3/d。
一、甲基葡萄糖甙钻井液技术
《钻井液与完井液》课件
2
操作流程
- 钻井液处理
- 完井液处理
总结
钻井液与完井液在石油钻采过程中起着关键的作用。深入了解它们的定义、成分和性能对于确保钻井和完井作 业的顺利进行至关重要。
《钻井液与完井液》PPT 课件
本课件将介绍钻井液与完井液的定义、作用以及性能特点，帮助您更好地理 解这一重要的领域。
钻井液与完井液
简介
钻井液的定义和作用
钻井液是在钻井作业中用于冷却、润滑和稳定井 壁的液体。它还能排除地层中的岩屑，维持井眼 稳定。
完井液的定义和作用
完井液是在井口 进行完井作业时用于帮助封隔 井眼、增强地层压裂等工艺的液体。
钻井液
钻井液种类
- 水基钻井液 - 高密度钻井液 - 气体钻井液
钻井液成分
- 基础液体 - 悬浮剂 - 沉淀剂
钻井液性能
- 密度 - 粘度 - pH值
完井液井液成分
- 基础液体 - 砂粒 - 流动剂
完井液性能
- 密度 - 粘度 - pH值
钻完工程
1
钻完工程定义
钻完工程指的是从钻井开始到完井结束的整个工程过程。
复杂结构井钻井完井液技术
五、深井盐膏层钻井液技术
抗高温多聚磺化复合盐水非渗透钻井 液体系及现场处理工艺技术。 1. 体系流变性控制技术 2. 防塌抑制能力技术 3. 劣质固相控制技术 4. 高价离子控制技术 5. 高密度条件下的防漏堵漏技术
五、深井盐膏层钻井液技术
盐膏层和软泥岩蠕变规律技术。 地层承压堵漏技术。钻井液密 度最高达2.30g/cm3为东部地区 最高密度。 钻具套管防腐技术。
复杂结构井钻井完井液技术
钻井工艺研究院
一．甲基葡萄糖甙钻井液技术
二．非渗透钻井液技术
三．强抑制无固相完井液技术
四．无固相抗高温钻井液技术
五．深井盐膏层钻井液技术
六．超高温钻井液技术
七．气体泡沫钻井液技术
一、甲基葡萄糖甙钻井液技术
一种新型对环境无污染的油基钻井液替代体系 可生物降解，无毒，保护环境 钻井液体系配方简单、配制和维护容易
六、超高温钻井液技术
超高温钻井液技术是一种适于极高温度(260℃)条件下工作 的水基钻井液。 具有好的抗污染性。 具有好的抗热稳定性。 目前已在胜科1井等多口井上进行了应用。
六、超高温钻井液技术
钻井液体系优化技术 钻井液维护处理技术 钻井液高温稳定技术 钻井液井壁稳定技术 钻井液性能监控技术
果十分理想，达到了预期目标。
垦东34C－支P2井是一口气井，试抽期间日产气高达18万立方米左右， 目前正准备投产作业。 垦东34C－支P1井试抽期间日产油达96t，为周围油井的3.3倍，目前正 在进行投产作业。 营451－支P1井——胜利油田第一口陆上鱼骨状水平分支井，现日产油 45t。
利到底。说明该钻井液具有很好井壁稳定能力。
二、非渗透钻井液技术
钻井液完井液处理剂大全三卷
-
-
=
-
-
线性石蜡
)
(
CH
CH
CH
-
-
*
其它钻井液/完井液处理剂
4、甲基葡萄糖甙钻井液
MEG是甲基葡萄糖甙的英文缩写。MEG钻井液体系是近期研制成功的一种新型无环境污染的钻井液体系。其各种性能几乎可与油基钻井液相比拟，具有广泛的应用前景。 MEG是葡萄糖的衍生物，无毒性且易于生物降解，糠虾半致死质量分数96hLC50值大于500，000mg/l。 MEG钻井液配方简单、配制和维护容易，并具有较强的页岩抑制性能、优异的润滑性能、良好的储层保护特性和体系稳定性。
#2022
*
堵漏剂
堵漏材料
堵漏材料
无机凝胶 类堵剂
高失水堵 漏材料
暂堵性堵 漏材料
桥接堵 漏材料
高分子化学堵漏材料——详见下页
固化剂堵 漏材料
组成——水泥、石膏、石灰等混合浆液，以水泥为主。 水基——水泥浆、胶质水泥浆（加膨润土粉）、石膏水泥浆、纤维水泥浆、触变水泥浆、“1232”堵漏剂：由膨润土、水泥、生石灰（稠化剂）、氯化钙（促凝剂）。 油基——柴油水泥浆、原油水泥浆、柴油坂土水泥浆。
*
有机阳离子聚合物对粘土的稳定机理 1）电性“中和”抑制粘土的水化膨胀 阳离子聚合物链上的正电性原子或基团与粘土上的低价阳离子发生交换，大分子链上众多的正电性原子或基团“中和”了粘土晶层间和表面的负电荷，使晶层和颗粒间的静电斥力减小，晶层收缩而不易水化膨胀。 2) 聚合物吸附层阻止粘土的水化作用 阳离子聚合物与粘土间强烈的静电引力，范德华力，使大分子牢固地吸附在粘土和其它微粒上，形成一层吸附层，从而阻止了粘土的水化作用。 3) 多点吸附控制了粘土及微粒的分散运移 聚合物长链可同时吸附到多个晶层与微粒上，从而抑制了粘土的分散和运移，正是由于阳离子聚合物的多点吸附，使吸附作用力强，在外力的作用下要同时脱附非常困难，加之阳离子聚合物本身的稳定性，所以可抗酸、碱、油、水的冲洗，即稳定具有长效性。
常用钻井液完井液技术
第二十七页，课件共有97页
五、石膏钻井液
基本组成：石膏、SMC、SMP、SMT、 FCLS等
特点：利用同离子效应，通过加入石膏 来抑制地层中石膏的溶解
典型配方：膨润土浆 + 1.21.8% FCLS + 0.30.4% CMC + 1.22% CaSO4∙2H2O + 0.20.5% NaOH + 重晶石至所需密度
第二十一页，课件共有97页
二、聚磺钻井液体系
基本组成：高分子量聚合物（包括阴、 阳、两性离子聚合物）、中分子量聚合 物降滤失剂、磺化酚醛树脂类产品和沥 青类产品等。
特点：具有很强的抑制性、良好的造壁 性、封堵能力、流变性和热稳定性，以 及低的HTHP滤失量。
第二十二页，课件共有97页
聚磺钻井液体系
常用钻井液完井液技术
第一页，课件共有97页
常用钻井液完井液技术
第一部分 钻井液完井液概述 第二部分 常用钻井液体系介绍 第三部分 钻井液常遇的污染及处理 第四部分 复杂情况预防及钻井液处理
第二页，课件共有97页
第一部分 钻井液完井液概论
一、钻井液完井液的概念 二、钻井液的类型 三、钻井液的组成 四、钻井液常规性能 五、钻井液技术的发展概况
第十八页，课件共有97页
1、阴离子聚合物钻井液
基本组成：多元乙烯基共聚物类、水解 聚丙烯腈、部分水解聚丙烯酰胺等
特点：高分子量聚合物包被粘土或钻屑， 并提供钻井液所需粘度、切力；中分子 量和低分子量聚合物用于控制滤失量并 控制粘度、切力。
典型配方：膨润土浆 + 0.10.3% KPAM + 0.40.5% NPAN
1．携带和悬浮岩屑 2．稳定井壁和平衡地层压力
3．冷却和润滑钻头、钻具
五、石膏钻井液
基本组成：石膏、SMC、SMP、SMT、 FCLS等
特点：利用同离子效应，通过加入石膏 来抑制地层中石膏的溶解
典型配方：膨润土浆 + 1.21.8% FCLS + 0.30.4% CMC + 1.22% CaSO4∙2H2O + 0.20.5% NaOH + 重晶石至所需密度
第二十一页，课件共有97页
二、聚磺钻井液体系
基本组成：高分子量聚合物（包括阴、 阳、两性离子聚合物）、中分子量聚合 物降滤失剂、磺化酚醛树脂类产品和沥 青类产品等。
特点：具有很强的抑制性、良好的造壁 性、封堵能力、流变性和热稳定性，以 及低的HTHP滤失量。
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聚磺钻井液体系
常用钻井液完井液技术
第一页，课件共有97页
常用钻井液完井液技术
第一部分 钻井液完井液概述 第二部分 常用钻井液体系介绍 第三部分 钻井液常遇的污染及处理 第四部分 复杂情况预防及钻井液处理
第二页，课件共有97页
第一部分 钻井液完井液概论
一、钻井液完井液的概念 二、钻井液的类型 三、钻井液的组成 四、钻井液常规性能 五、钻井液技术的发展概况
第十八页，课件共有97页
1、阴离子聚合物钻井液
基本组成：多元乙烯基共聚物类、水解 聚丙烯腈、部分水解聚丙烯酰胺等
特点：高分子量聚合物包被粘土或钻屑， 并提供钻井液所需粘度、切力；中分子 量和低分子量聚合物用于控制滤失量并 控制粘度、切力。
典型配方：膨润土浆 + 0.10.3% KPAM + 0.40.5% NPAN
1．携带和悬浮岩屑 2．稳定井壁和平衡地层压力
3．冷却和润滑钻头、钻具
钻井液完井液技术手册
钻井液完井液技术手册钻井液和完井液是石油钻探过程中非常关键的两种液体。
它们在钻井过程中起到了很大的作用，既有助于钻井的顺利进行，又能保护钻井井壁和油层。
钻井液和完井液技术手册提供了有关这两种液体的详细信息和使用指导，以帮助从业人员正确使用和管理这些液体。
1. 钻井液技术手册1.1 钻井液的基本概念钻井液是钻井作业中的一种特殊液体，由水、泥土、聚合物、添加剂等组成。
它主要用于冷却钻头、清洗井壁、抬升钻屑和稳定井壁等。
钻井液能够有效地保护井壁，防止井壁塌陷，从而维持钻井的稳定。
1.2 钻井液的分类根据其组成成分和性能特点，钻井液可以分为水基钻井液、油基钻井液和气体钻井液等。
不同的钻井液适用于不同的钻井条件和地质环境。
1.3 钻井液的性能要求钻井液必须具备一定的性能指标，例如流变性能、持液能力、排滤性能和环境友好性。
这些性能要求对于钻井的顺利进行至关重要。
1.4 钻井液的添加剂钻井液中添加剂的选用和使用量对钻井液性能起着重要的影响。
添加剂可以改善钻井液的性能，提高钻井效率并降低成本。
在选用添加剂时，必须考虑其环境影响和健康安全。
1.5 钻井液的处理和回收钻井液在使用过程中会受到各种污染物的影响，因此需要进行处理和回收。
合理的处理和回收技术可以减少环境污染，降低成本，并延长钻井液的使用寿命。
2. 完井液技术手册2.1 完井液的基本概念完井液是在井筒完井后注入井筒的一种特殊液体。
它主要用于封堵油层裂缝、增加油层产能、保护完井设备和提高油井的采油效率。
完井液对提高油井开发效益起着至关重要的作用。
2.2 完井液的分类根据其使用时机和注入方式，完井液可以分为封堵液、压裂液和防砂液等。
不同的完井液适用于不同的油层条件和开采方式。
2.3 完井液的性能要求完井液必须具备一定的性能指标，例如封堵能力、压裂能力、破胶能力和温度稳定性等。
这些性能要求对于完井的顺利进行至关重要。
2.4 完井液的添加剂完井液中添加剂的选用和使用量对完井液性能起着重要的影响。
钻井液完井液新技术
7 气体型钻井完井流体
是指钻井流体中含有人为充入气体的一类钻井完井流体。
可用于低压、裂缝油气田、稠油油田、强水敏性油气层、低压低渗油气 层、易发生严重漏失的油气藏和能量枯竭油气藏实现近平衡压力钻井或 负压差钻井。
特点：密度低、失水量小、不易发生漏失、钻井速度快和保护油气层的 效果好。
21
新型钻井液体系
优点：
① 无毒，可生物降解，对环境无污染，钻井污水、废弃钻井液、钻屑等物 可以向海洋排放。
②
该体系润滑性能好、护壁防塌能力强，对油气层污染程度小。
应用：
国外已在海上水平井或大位移定向井中推广应用，我国已在南海使用合成基 钻井液体系。
14
新型钻井液体系
4 深井抗高温钻井液
4.1 对深井抗高温钻井液性能要求
22
新型钻井液体系
7.2 雾化钻井完井流体
是空气钻井的一种改进。 向井内加入少量发泡液,使钻屑、空气和液体形成雾状流体一起返出井 口。
雾化钻井完井流体主要由空气、发泡剂、防腐剂和少量水构成。 具有空气钻井的所有优点,克服了空气钻井在产水地层不能使用的缺点。 需要空气量比空气钻井多30～40%,要求有更大的空压设备。
高价的金属离子、阳离子型聚合物等它们能够中和粘土表面的负
电荷，降低粘土颗粒的ξ电位，削弱粘土的水化效应，有利于井壁稳定。 然而这些使井壁稳定措施都不利于钻井液的胶体稳定，造成钻井液
的滤失量大幅度上升。
4
新型钻井液体系
负电分散体系 正电分散体系
矛盾
利于钻井液稳定
利于井壁稳定
（1）钻井液体系的发展：水→细分散→粗分散→不分散；
是将气体在井口充入钻井液中，形成以气体为分散相、液体为连续 相的分散体系，通过使用稳定剂使气体可以均匀分散在液体中，形成充 气钻井完井流体。
是指钻井流体中含有人为充入气体的一类钻井完井流体。
可用于低压、裂缝油气田、稠油油田、强水敏性油气层、低压低渗油气 层、易发生严重漏失的油气藏和能量枯竭油气藏实现近平衡压力钻井或 负压差钻井。
特点：密度低、失水量小、不易发生漏失、钻井速度快和保护油气层的 效果好。
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新型钻井液体系
优点：
① 无毒，可生物降解，对环境无污染，钻井污水、废弃钻井液、钻屑等物 可以向海洋排放。
②
该体系润滑性能好、护壁防塌能力强，对油气层污染程度小。
应用：
国外已在海上水平井或大位移定向井中推广应用，我国已在南海使用合成基 钻井液体系。
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新型钻井液体系
4 深井抗高温钻井液
4.1 对深井抗高温钻井液性能要求
22
新型钻井液体系
7.2 雾化钻井完井流体
是空气钻井的一种改进。 向井内加入少量发泡液,使钻屑、空气和液体形成雾状流体一起返出井 口。
雾化钻井完井流体主要由空气、发泡剂、防腐剂和少量水构成。 具有空气钻井的所有优点,克服了空气钻井在产水地层不能使用的缺点。 需要空气量比空气钻井多30～40%,要求有更大的空压设备。
高价的金属离子、阳离子型聚合物等它们能够中和粘土表面的负
电荷，降低粘土颗粒的ξ电位，削弱粘土的水化效应，有利于井壁稳定。 然而这些使井壁稳定措施都不利于钻井液的胶体稳定，造成钻井液
的滤失量大幅度上升。
4
新型钻井液体系
负电分散体系 正电分散体系
矛盾
利于钻井液稳定
利于井壁稳定
（1）钻井液体系的发展：水→细分散→粗分散→不分散；
是将气体在井口充入钻井液中，形成以气体为分散相、液体为连续 相的分散体系，通过使用稳定剂使气体可以均匀分散在液体中，形成充 气钻井完井流体。
第六讲保护油气层的钻井液完井液技术
颗粒，其加量应大于1.5%。 • 再加入1～2%可变形的颗粒，其粒径应与充填颗粒相当，其
软化点应与油气层温度相适应。这类颗粒通常从磺化沥青、氧 化沥青、石蜡、树脂等物质中进行选择。﹡
第二节 保护油气层的油基钻井液
• 特点：油为连续相，水为分散相，其滤液为油，能有效地
防止油气层水敏，对油气层损害程度低，此类钻井液最低密 度可达到0.80g/cm3。
各类盐水基液所能达到的最大密度
盐水基液 NaCl KCl NaBr CaCl2 KBr
NaCl / CaCl2 CaBr2
CaCl2 / CaBr2 CaCl2 / CaBr2 / ZnBr2
21℃时饱和溶液密度/g·cm-3 1.18 1.17 1.39 1.40 1.20 1.32 1.81 1.80 2.30
本 ， 可 与 NaCl 配 合 使 用 ， 所 组 成 的 混 合 盐 水 的 密 度 范 围 为 1.20～1.32 g/cm3。
• 常用的添加剂：HEC（羟乙基纤维素）和XC生物聚合物。
• CaCl2：极易吸水的化合物。有两种，其纯度分别为94～
97%（粒状，含水约5%）和77～80%（片状，含水约 20% ）。
无固相清洁盐水钻井液类型
（1）NaCl盐水体系 （2）KCl盐水体系 （3）CaCl2盐水体系 （4）CaCl2-CaBr2混合盐水体系 （5）CaBr2-ZnBr2与CaCl2-CaBr2-ZnBr2
混合盐水体系
（1）NaCl盐水体系
• 特点：NaCl的来源最广，成本最低。其溶液的最大密度可
达1.18 g / cm3左右 。
原钻井液可得到充分利用，配制成本较低。
• 应用情况：在国内外均得到广泛的应用 。
软化点应与油气层温度相适应。这类颗粒通常从磺化沥青、氧 化沥青、石蜡、树脂等物质中进行选择。﹡
第二节 保护油气层的油基钻井液
• 特点：油为连续相，水为分散相，其滤液为油，能有效地
防止油气层水敏，对油气层损害程度低，此类钻井液最低密 度可达到0.80g/cm3。
各类盐水基液所能达到的最大密度
盐水基液 NaCl KCl NaBr CaCl2 KBr
NaCl / CaCl2 CaBr2
CaCl2 / CaBr2 CaCl2 / CaBr2 / ZnBr2
21℃时饱和溶液密度/g·cm-3 1.18 1.17 1.39 1.40 1.20 1.32 1.81 1.80 2.30
本 ， 可 与 NaCl 配 合 使 用 ， 所 组 成 的 混 合 盐 水 的 密 度 范 围 为 1.20～1.32 g/cm3。
• 常用的添加剂：HEC（羟乙基纤维素）和XC生物聚合物。
• CaCl2：极易吸水的化合物。有两种，其纯度分别为94～
97%（粒状，含水约5%）和77～80%（片状，含水约 20% ）。
无固相清洁盐水钻井液类型
（1）NaCl盐水体系 （2）KCl盐水体系 （3）CaCl2盐水体系 （4）CaCl2-CaBr2混合盐水体系 （5）CaBr2-ZnBr2与CaCl2-CaBr2-ZnBr2
混合盐水体系
（1）NaCl盐水体系
• 特点：NaCl的来源最广，成本最低。其溶液的最大密度可
达1.18 g / cm3左右 。
原钻井液可得到充分利用，配制成本较低。
• 应用情况：在国内外均得到广泛的应用 。
长庆特色的钻井完井液技术
中国
西安
二、 聚 合 物
钻 井
液 技 术
2、低固相聚合物钻井液
配方组成：般土浆(土＜4%）+0.1%PHP+0.1%PAC141+0.1%HPAN
中国
西安
一、钻 井 液 完 井 液 技 术 系 列
技术系列：
技术名称 技术特点 技术指标 应用范围 应用效果
钻 井 泡 沫 发泡能力强、 流体技术 价格适中、抗 污染能力强， 体系性能稳 定，机械钻速 高。 可 循 环 泡 密度低、失水 密度: 3 沫 钻 井 液 低、 稳定性好、 ＜1.0g/cm 技术 井下安全。
中国
西安
一、钻 井 液 完 井 液 技 术 系 列
技术系列：
技术名称 技术特点 技术指标 应用范围 应用效果 保 护 气 层 的 油 利用低渗砂岩孔隙同时存 ·失水：2～3ml 溶 暂 堵 完 井 液 在三相流体产生的物理化 · 对 岩 心 封 堵 技术 学现象所引起的“堵塞” ， 率：≥90% 阻 止 滤 液 进 一 步 侵 入 地 ·渗透率恢复率 层，最后射孔解堵恢复渗 ≥90% 透率。 全 酸 溶 暂 堵 阳 全酸溶体系，通过暂堵降 ·对原始岩心暂 离 子 聚 合 物 完 低对产层的伤害，最后酸 堵率＞80% 井液 ASS-1 体 洗解堵。 ·泥饼酸溶率 ＞80% 系 ·酸洗后渗透率 恢复率＞70% 低 渗 油 藏 保 护 低成本的粗分散小分子量 ·失水：＜5ml 油 层 完 井 液 技 聚合物完井液体系，避免 ·原始岩心伤害 术 使用大分子量聚合物，将 率＜30% 失水尽可能降低达到保护 储层的目的。 低 渗 、 特 现场应用 22 口井取得了滤液 低 渗 砂 岩 侵入浅、保护气层效果好、 储层 抑制性强、井径规则、电测 资料准确、润滑性好井下安 全等良好效果。 适 用 于 无 严格采取合理压差和低失水 酸 敏 的 各 等措施，有效地保护了气层， 种储层 提高了酸化效果，取得了显 著的经济效益。在苏平 1、2 井水平井段应用，井下安全 性能稳定。 低 渗 油 气 在靖东油田推广应用，将油 藏 层损害率由 40％以上降至 15 ％以内，油井平均单井日产 量提高了 22.6%。
钻井完井液技术
7
钻井液滤液对地层的损害(水侵)
钻井液滤液对地层的损害作用主要有4个方面： (1)使油层中粘土成分膨胀 造成油流通道缩小，而降低出油能力。
油砂颗粒 上的粘土 质薄层
遇水膨胀
油气流通 道变窄， 甚至封闭
8
(2)破坏孔隙内油流的连续性：
☆ 使单相油流动变成油水两相流动，增加了流动阻力。
☆ 当水相增加而使水变成连续相时，会带走孔道壁的 松散微粒，并在适当位置发生堆积，堵塞流动孔隙， 降低渗透率。
相应的措施。
34
深井、超深井的钻井完井液
深井、超深井的钻井完井液的最大特点是应用于高
温高压条件下，而且深井、超深井经常使用高密度钻井
液（有时密度超过2.00g/cm3）会对油层产生高压差。
因此，作为深井、超深井钻井首先必须考虑高温的影响，
这包括高温改变和破坏钻井液性能两个方面。 由于高温的复杂作用使深井钻井液的井下高温性能 及热稳定性变得十分复杂，需要专门的评价方法和专用 的耐温处理剂，从而形成了一项特殊的技术。
卡钻
其它钻井液所必须具备的功能。
4
另一方面，它又必须能较好的防止对所钻油气层的 损害： 不同类型的油气层遇到不同类型的完井液都有 不同的损害。其损害情况随油气层特性和完井液性
质不同而不同。
因此，根据不同的油藏，认清其损害机理，找
出其损害原因，筛选与之相适应的完井液体系和确
定相应的应用工艺，是保护油气层完井液技术的核 心内容。
(7) 使用表面活性剂处理钻井液；
(8) 采用油基钻井液或油包水乳化钻井液， 从
根本上避免水侵和泥侵对油气层的危害；
(9) 采用挤酸解堵的措施。
21
四、 保护油气层对钻井液的要求
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（二）、完井液
新井从钻开油气层到正式投产前用于井眼的流 体称为完井液（Completion Fluid）。 从广义上讲，在作业期间任何接触生产层的流 体都称为完井液，在实际生产过程中，通常将 试油以前所用的接触油气层的外来液体称为完 井液。 完井液的主要作用是：控制地层压力、减少对 油层渗透率的危害、保持井眼稳定、将固相颗 粒输送到地面、防腐蚀等。同时完井液要与油 层性质相适应，还要防止乳状液和难溶盐的生 成。
二、钻井液的类型
按其密度大小,可分为非加重钻井液和加重钻井液。 按与粘土水化作用的强弱,可分为非抑制性钻井液和
抑制性钻井液。
按其固相含量的不同，可分为低固相钻井液和无固
相钻井液。
按其流体介质的不同，可分为水基钻井液、油基钻井 液和气体型钻井流体等三种类型。后来又出现了一类合
成基钻井液。
钻井液类型
常用钻井液完井液技术
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分
钻井液完井液概述 常用钻井液体系介绍 钻井液常遇的污染及处理 复杂情况预防及钻井液处理
第一部分 钻井液完井液概论
一、钻井液完井液的概念 二、钻井液的类型 三、钻井液的组成 四、钻井液常规性能 五、钻井液技术的发展概况
1914～1916年，清水作为旋转钻井的洗井介质，
即开始使用“泥浆”。
五、钻井液技术的发展概况
从20～60年代，以分散型水基钻井液为主要类型
的阶段 细分散体系向粗分散体系的转变，同时出现了早 期使用的油基泥浆。其中有代表性的技术措施包括： （1）1921～1922年，重晶石和氧化铁粉开始用作加 重材料；
（2）1926年，开始使用膨润土作为悬浮剂；
（3）1930年，研制出最早的泥浆处理剂 — 丹 宁酸钠； （4）1931～1937年，研制出泥浆测量仪器； （5）1944～1945年，Na-CMC（钠羧甲基纤 维素）降 滤失剂； （6）1955年，FCLS（铁铬木质素磺酸盐）作 为稀释剂，开始应用于钻井液中； （7）从60年代开始，石灰钻井液、石膏钻井 液和氯化钙钻井液等粗分散体系开始广泛使用。
第一部分 钻井液完井液概述 一、钻井液完井液的概念
(一)、钻井液
钻井液（ Dri11ing F1uid）是指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。钻井 液 又 称 做 钻 井 泥 浆 （ Drilling Mud ） ， 或 简 称 为 泥 浆 （Mud）。钻井液最基本的功用有以下几点： 1．携带和悬浮岩屑 2．稳定井壁和平衡地层压力 3．冷却和润滑钻头、钻具 4．传递水动力 5. 保护油层和保护环境
四、钻井液常规性能
按照API推荐的钻井液性能测试标准，钻井液常规 性能包括： 1、钻井液密度。 2、钻井液漏斗粘度。 3、钻井液塑性粘度。 4、钻井液动切力。 5、钻井液静切力。 6、钻井液API滤失量。
7、钻井液HTHP滤失量。 8、钻井液pH值。 9、钻井液碱度。 10、钻井液含砂量。 11、钻井液固相含量。 12、钻井液膨润土含量。 13、钻井液滤液中各种离子的浓度等。
子聚合物钻井液”、“两性离子钻井液”等名称，实
际都可以归类于“聚合物泥浆”类。同时由于钻ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ液
中含有悬浮体颗粒，胶体颗粒，离子颗粒，在钻井过
程中这些不同状态的颗粒会随地层的特性而改变，更 会受人为加入处理剂的特性而改变。所以说对体系的 分类方法应辩证的分析。体系是服从于地下安全需要 的，体系名称是代表着一种主要矛盾方面的倾向。必
20世纪70-80年代，以聚合物不分散钻井 液为主要类型的阶段 聚合物钻井液的出现标志着钻井液工艺 技术进入了科学发展阶段。主要有以下 类型： （1）部分水解聚丙烯酰胺体系； （2）氯化钾聚合物钻井液体系； （3）羟乙基纤维素体系； （4）聚磺钻井液
在此期间，油基钻井液也有了进一步的 发展：
要时应及时调整“体系”以适应井下情况。
三、钻井液的组成
水 ：淡水 海水 咸水 饱和盐水 土 ：主要使用钠基膨润土，特殊情况使用有机土和抗 盐土 化学处理剂： 无机盐:如Na2CO3、KCl、NaCl等 化学产品：高分子聚合物类、纤维素类、褐煤类、 淀粉类 加重材料：重晶石、石灰石、钛铁矿粉、液体加重剂 油 ：可增泥浆润滑性，降滤失量，在油基泥浆中作为 连续相 气体：一般在气体钻井液中使用。
1、阴离子聚合物钻井液 基本组成：多元乙烯基共聚物类、水解 聚丙烯腈、部分水解聚丙烯酰胺等 特点：高分子量聚合物包被粘土或钻屑， 并提供钻井液所需粘度、切力；中分子 量和低分子量聚合物用于控制滤失量并 控制粘度、切力。 典型配方：膨润土浆 + 0.10.3% KPAM + 0.40.5% NPAN
第二部分 常用钻井液体系介绍
一、 二、 三、 四、 五、 六、 七、 低固相聚合物钻井液 聚磺钻井液 氯化钾聚磺钻井液 饱和盐水钻井液 石膏钻井液 正电胶钻井液 油包水乳化钻井液
一、低固相聚合物钻井液体系 适用范围： 用于钻进层理裂隙不发育的易膨胀、 强分散或不易膨胀、强分散、软的砂 岩与泥岩互层；已下技术套管的低压 储层等。
在50年代柴油为基油的油基钻井液基础上， 70年代—发展了低胶质油包水乳化钻井液， 80年代—低毒油包水乳化钻井液。
在抗高温深井钻井液方面：
研制出三磺处理剂（国内）、以Resinex为 代表的抗高温处理剂（国外），使深井钻井液 技术取得了很大进展。
20世纪90年代以来，
（1）聚合物、聚磺钻井液进一步发展 （两性离子、阳离子聚合物等） （2）MMH钻井液 （3）合成基钻井液 （4）聚合醇钻井液 （5）甲酸盐（有机）钻井液 （6）仿油基钻井液（MEG等） （6）硅酸盐钻井液 （7）气体型钻井流体
1、分散钻井液 2、钙处理钻井液 3、盐水钻井液 4、饱和盐水钻井液 5、聚合物钻井液 6、钾基聚合物钻井液 7、油基钻井液 8、合成基钻井液 9、气体型钻井流体 10、保护油气层的钻井液
钻井液的体系分类没有严格的规定，多以其主要处 理剂的名称命名。如“钾盐聚合物钻井液”、“阳离