钻井液种类简介
石油钻井用钻井液类型及相关知识
石油钻井用钻井液类型及相关知识一、抑制性聚合物钻井液（一）代号：P—Fe（二）特点：本钻井液是以PHP作为絮凝剂，抑制地层造浆；以FCLS配合烧碱水作为稀释剂，控制钻井液粘度、切力及流变性能，以CMC作为降失水剂的抑制性钻井液体系。
具有适应范围广、维护处理简单、成本低等特点。
（三）推荐使用范围：油田各地区3200米以内的井，水型不限。
（四）主要组分：1、低密度固相含量不大于10%2、PHP 0.1-0.3%3、FCLS 1—2%4、CMC 0.3—0.5%5、烧碱水用于调节PH值6、加重按设计要求（五）性能指标1、密度：非加重钻井液不大于1.15g/cm32、漏斗粘度：28—45S3、API失水：10—5ml4、静切力G：2—5/3—8 Pa5、含砂量：＜0.5%6、PH值:淡水9—11;咸水:11—137、塑性粘度:8—20mPa.S8、动切力：3—6Pa（六）维护处理要点：1、大循环改小循环以后，使用震动筛、除砂器控制固相含量，配合清水调整性能1—2周，进行转化处理。
本次处理主要以控制低粘、低切、降低失水为目的。
（采用PHP、FCLS 、NaOH、CMC综合处理）。
2、转化处理以后，用PHP配合烧碱水进行维护处理。
PHP应配成0.5—1%溶液，每班定量均匀加入。
东营组以上地层，钻井液中PHP保持0.1—0.15%的含量。
进入沙河街组地层，PHP保持0.2—0.3%的含量，烧碱量以维护要求的PH为佳。
3、每只钻头下钻完，根据性能要求，用清水、FCLS配合烧碱水处理，用CMC控制失水。
根据失水量的大小决定其用量，然后用PHP维护性能。
FCLS 与烧碱水的比例：一般按淡水2：1；咸水1：1或1：2。
4、钻进中坚持使用好固控设备，保持含砂量小于0.5%。
5、加重前，先用FCLS与烧碱水进行降粘切处理之后再进行加重。
加重时，应按加入的重晶石数量补充0.05—0.1%的PHP量，以确保重晶石在钻井液中的悬浮。
主要钻井液类型
我国各油田主要钻井液类型一、无固相不分散聚合物钻井液●基本组成：聚丙烯酰胺或多元乙烯基共聚物类絮凝剂、无机盐等●特点：絮凝剂可有效地絮凝钻井过程所产生的岩屑。
●典型配方：（1）水+ 0.1~0.3% PHP + 0.1~0.2% CaCl2或0.5~1% KCl（2）水+ 0.07~0.14% CPAM + 0.1~0.3% TDC-15（低分子量有机阳离子）+ 0.2% CaCl2（3）水+ 0.1~0.3% FA-367 + 0.1~0.2% CaCl2或0.5~1% KCl●适用范围：层理裂隙不发育、正常孔隙压力与弱地应力、中等分散砂岩与泥岩互层；已下技术套管的低压、井壁稳定的储层等。
二、低固相聚合物钻井液●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。
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+ 0.1~0.3% KPAM + 0.4~0.5% NPAN2、阳离子聚合物钻井液●基本组成：高分子量与低分子量阳离子聚合物，以及淀粉等●特点：阳离子聚合物具有极强的稳定页岩的能力，即强吸附、强抑制性；配合使用淀粉类处理剂调整滤失造壁性。
●典型配方：膨润土浆+ 0.4% SP-2（阳离子聚合物）+ 0.4% CSW-1（低分子量有机阳离子）+1% 改性淀粉3、两性离子聚合物钻井液●基本组成：高分子量和低分子量两性离子聚合物，有时配合加入阴离子聚合物●特点：利用聚合物中的阳离子基团增强体系的抑制性，同时大量的阴离子、非离子基团使体系保持稳定。
两性离子聚合物与各种处理剂具有很好的相容性。
●典型配方：膨润土浆+ 0.1~0.3% FA-367 + 0.05~0.2 %XY-27 + 1~3% 磺化沥青类产品三、聚磺钻井液●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。
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
钻井液种类简介
钻井液种类简介
1、聚合物无固相钻井液体系
特点是不含土相，固含低、机械钻速快，用于提高上部地层机械钻速。
处理剂以选择性絮凝处理机为主，常用PHP（0.05～0.15%）和K-PAM(0.05～0.3%)。
小于30度和无固相钻井液已不能适应的井段。
调整原则
随地层破碎程度增加，胶结性变差或裂缝发育，应在保持矿化度的前提下（防起泡）提高沥青类处理剂含量作封堵只用。
易塌区块辅以0.5～1.0%聚合醇或无渗透
抑制剂，加强体系的防塌抑制性。
3、聚磺钻井液体系
聚磺钻井液体系具有如下特点：1.利用KPAM、KPHP、PAC等高分子聚合物作为包被抑制剂，既能提高钻井液体系粘度，同时提供体系K+增强钻井液的抑制性。
2.
5、应充分水化配制钻井液用膨润土。
6、配制钻井液用处理剂应配成胶液缓慢加入，避免直接加入固体或粉末状处理
剂。
7、应控制好钻井液处理剂的加入比例、顺序和方法。
现场维护
1、充分发挥固控设备清除钻屑的效率。
2、需补充处理剂，应缓慢、均匀加入钻井液处理剂胶液，尽量避免直接加入处
理剂固体或干粉。
6。
大学课件钻井液PPT课件
3) 正电荷。不少研究者指出，当pH值低于9时，粘土晶体边面上带正电荷。 多数人认为其原因是由于裸露在边缘上的Al-O八面体在碱性条件从介质中接受 质子引起的。
高分子化合物对聚结稳定性的影响：
钻井液中粘土颗粒能够和高分子化合物之间发生相互作用，绝大部分高分子 化合物都会吸附在粘土颗粒的表面上。若高分子物质较多，粘土颗粒会尽可能多 地吸附高分子物质在它的表面上，当颗粒完全被高分子所包围，没有剩余的空白 表面，就会失去再吸附其它颗粒上的高分子的可能，使颗粒间的桥联作用无法实 现，使钻井液体系的稳定性增强，这种现象称为胶体的保护作用。
1) 物理吸附。物理吸附是靠吸附剂和吸附质之间分子间引力产生的，物 理吸附是可逆的，吸附速度与脱附速度在一定条件下呈动态平衡。非离子 型的有机处理剂，往往是因在粘土表面发生物理吸附而起作用的。
2) 化学吸附。化学吸附是靠吸附剂与吸附质之间的化学键力而产生的。 例如铁铬木质素磺酸盐在粘土晶体的边缘上可以发生螯合吸附。
离子交换吸附的规律：
浓度相同，价数越高，与粘土表面的吸力越强，交换到粘土表面上的 能力越强；
价数相同、浓度相近时，离子半径越小，水化半径越大，离子中心离 粘土表面越远，吸附能力弱(K+与H+除外)；
当浓度很高时，低价离子同样能交换高价离子。常见的阳离子交换能 力强弱顺序是：
H+>Fe3+>Al3+>Ba2+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+>Li+ 粘土的阳离子交换容量是指在pH等于7的条件下，粘土所能交换下来的 阳离子总量。它包括交换性氢和交换性盐基，其数值均以每100 g粘土所交 换下来的阳离子的量表示。 粘土的阳离子交换容量，直接关系到粘土颗粒带电荷的多少和吸附处 理剂的能力。影响粘土阳离子交换容量的因素有粘土矿物的本性、粘土矿 物的分散度及溶液的pH值。
钻井液技术总结
钻井液技术总结
钻井液技术是石油勘探和钻井过程中必不可少的一项技术。
它是一种粘稠的液体，由多种化学物质混合而成，用于冷却钻头、清除岩屑、维持井壁稳定等多种作用。
下面将对钻井液技术进行总结。
一、钻井液的种类
钻井液根据其性质可分为水基钻井液、油基钻井液和气体钻井液三种类型。
水基钻井液是以水为主要成分，添加防腐剂和防冻剂等化学物质而成；油基钻井液则是以油为主要成分，添加的化学物质不同于水基钻井液；气体钻井液则是将气体作为钻井液的主要成分。
二、钻井液的作用
1.冷却钻头
钻井液具有良好的散热性能，能够有效地冷却钻头，防止钻头过热而损坏。
2.清除岩屑
钻井液具有较高的流动性，能够将岩屑冲刷出井口，确保钻井过程中的安全。
3.维持井壁稳定
钻井液能够填充井壁缺陷，维持井壁稳定，防止井壁塌陷。
三、钻井液的组成
钻井液是由多种化学物质混合而成，包括基础液体、增稠剂、分散剂、乳化剂、酸化剂等。
其中，基础液体是钻井液的主要成分，增稠剂用于增加钻井液的粘稠度，分散剂用于分散固体颗粒，乳化剂用于让水和油混合，酸化剂用于降低钻井液的pH值。
四、钻井液的处理
钻井液在使用过程中会受到污染，需要进行处理。
处理方法包括物理方法和化学方法。
物理方法包括离心、沉淀等，化学方法包括加入药剂、反应等。
五、总结
钻井液技术在石油勘探和钻井过程中扮演着重要的角色，其种类、作用、组成和处理方法都需要经过科学的设计和调整，才能保证钻井过程的安全和高效。
常用钻井液类型
•常用钻井液类型•一）、水基钻井液•水基钻井液以水为分散介质（连续相），以粘土为分散相（固相），加入一定的化学处理剂或加重材料组成。
这类钻井液发展最早，使用最广泛。
水基钻井液又可分为以下几种类型：•1、淡水钻井液：•由淡水、粘土和一般的降粘剂、降滤失剂配制而成。
含盐量（Nacl）小于•1％或低于10000毫克／升。
含钙量小于120毫克／升。
•2、盐水钻井液：•含盐量大于1％或高于10000毫克／升。
包括盐水钻井液、饱和盐水钻井液、海水钻井液。
主要用在海湾海上钻井，钻盐岩层及泥页岩易塌地层。
•3、钙处理钻井液：•含钙量大于120毫克／升。
包括石灰钻井液、石膏钻井液、氯化钙钻井液。
其主要特点是抗可溶性盐侵蚀能力强，性能稳定。
•4、不分散低固相聚合物钻井液：•一般低固相钻井液粘土含量小于7％（体积百分数）；不分散低固相钻井液的粘土含量小于4％。
其主要特点是钻速快，流动性好，钻井总成本低。
•5、混油钻井液：•在水基钻井液中混入3～4％的乳化油类（原油或柴油），使油成小珠分散的乳化状态。
其主要特点是润滑性好，流动性好，失水量低，泥饼摩擦系数小。
•二）、油基钻井液•以油为分散介质的钻井液。
它又可分为：•1、油基钻井液：•是以原油或柴油为连续相（液相），以氧化沥青作为分散相（固相），再加入化学处理剂和加重剂配成的，含水量在3％以下。
其主要特点是对油层损害小，抗可溶性盐侵污的能力强。
•2、油包水乳化钻井液：•以柴油作连续相，以水作分散相，呈小液滴状分散在水中（水的体积分数可达60％），以有机膨润土（或称亲油膨润土）和氧化沥青作稳定剂，再加入其它处理剂、加重剂配制而成。
其主要特点是热稳定性高，有较好的防塌效果，对油气层损害小，常用于高温井段，钻易塌地层和低压油气层。
常用的小井眼钻井液体系•甲酸盐钻井液体系•乙二醇／K2CO3水基钻井液•CBF钻井液体系（一种阳离子聚合物／盐水钻井液）二）低固相聚合物钻井液•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。
钻井液
发展概况
①初步形成时期：1888~1928年，旋转钻井开始，最初用清水钻井。 ②快速发展时期：1928~1948年，发现带有砂的泥浆比清水的携带能力 更好。于是出现细分散钻井液，并使用简单的处理剂。 ③高速发展时期：1948~1965年，发现细分散泥浆的不足：抗侵能力差， 于是发展为钙处理、适度絮凝的粗分散钻井液。 ④科学优化时期：1965~，高压喷射钻井中，要求低固相，于是出 现聚合物不分散低固相钻井液。 上个世纪80年代末90年代初~至今，先后出现：正电胶、硅酸盐、甲酸盐、多元醇、生物降解型等钻井液体 系，并得到广泛应用。但都没有形成主流，不能完全取代聚合物钻井液体系。 与此同时，上个世纪40年开始使用的油基钻井液也在不断发展，从开始用原油发展为柴油，到矿物油；从全 油基发展为油包水乳化钻井液；从有毒污染的油基发展为低毒无毒的油基钻井液。
作用
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。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。
钻井液种类及采油应用
钻井液种类及采油应用1、综述钻井液又称钻孔冲洗液，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。
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。
2、钻井液类型依据基液和主要处理剂的不同，钻井液可以分为以下几类：（1）气体配制成的：空气、氮气钻井液；（2）水配制成的：充气--泡沫钻井液、硬胶黏土钻井液、聚合物钻井液；（3）非水配制成的：油基或合成基钻井液、全油基钻井液和逆乳化钻井液。
钻井液可以有液相、固相和化学处理剂构成。
液相可以是水（淡水、盐水）、油（原油、柴油）或乳状液（混油乳化液和反相乳化液）。
固相包括有用固相（膨润土、加重材料）和无用固相（岩石）。
化学处理剂包括无机、有机及高分子化合物。
钻井液按分散介质（连续相）可分为水基钻井液、油基钻井液、气体型钻井流体等。
2.1水基钻井液水基钻井液是一种以水为分散介质，以粘土（膨润土）、加重剂及各种化学处理剂为分散相的溶胶悬浮体混合体系。
其主要组成是水、粘土、加重剂和各种化学处理剂等。
水基钻井液可分为：（1）淡水钻井液。
氯化钠含量低于10mg/m3，钙离子含量低于0.12mg/m3。
（2）盐水钻井液（包括海水及咸水钻井液）。
氯化钠含量高于10mg/m3。
（3）钙处理钻井液。
钙离子含量低于0.12mg/m3。
（4）饱和盐水钻井液。
含有一种或多种可溶性盐的饱和溶液。
（5）混合乳化（水包油）钻井液。
含有3%-40%乳化油类的水基钻井液（6）不分散低固相聚合物钻井液。
固相含量低于4%，含有适量聚合物。
（7）钾基钻井液。
氯化钾含量高于3%。
1978年以来开始在我国钻井现场使用。
（8）聚合物钻井液。
它是以聚合物为主体，配以降粘剂，降滤失剂、防塌剂和润滑剂等多种化学处理剂所组成的钻井液。
钻井液体系总汇分类
钻井液的种类（1）稳定泡沫钻井液技术稳定泡沫钻井液是一种低密度钻井液体系，是在钻井液中加入表面活性剂，降低气、液、固三相表面张力，使空气均匀、稳定地存在于体系中，从而降低钻井液密度。
其特点是能够产生低于水的表观密度，在低压地层中产生微泡膨胀桥堵孔隙，保护油气层，提高勘探开发的综合效益。
通过对稳定泡沫钻井液系统研究，开发出适合大港油田低压油气藏特点的稳定泡沫钻井液体系。
我公司进行了稳定泡沫钻井液技术研究，形成了研究成果。
在现场应用中实现钻井液密度可调、泡沫稳定时间较长、抗污染能力强等优点。
在官新10-16井进行了现场试验，现场钻井液密度达到0.7g/cm3,收到了预期的效果。
2003年我公司在长庆油田气探井的服务中成功应用该钻井液技术，解决了低压气藏储层保护的难题。
（2）无固相欠平衡钻井液技术无固相欠平衡钻井液主要是为了解决低压、低渗油气藏而研究的钻井液体系，控制合理的钻井液密度实现欠平衡条件，减少钻井液滤液对储层的损害是该技术的核心，它适用于灰岩地层、稳定的砂泥岩地层。
1999年完成了第一口井深为5191.96m板深7井，所用的钻井液体系为具有防H2S损害、CO2腐蚀及防水锁损害的无土相钻井液，体系的特点主要表现在：体系采用无土相有利于保护油气层；体系的抑制性较强；体系具有防腐能力；体系便于维护；有利于清洗井眼，由于采用欠平衡有利于提高机械钻速；成本低。
到2002年使用该钻井液体系，相继完成了板深8、板深4、千18－18、西G2等16口井的现场应用，使用最高密度为1.42g/cm3，最低密度为0.84g/cm3。
该体系在现场应用中取得了明显的效果，尤其在保护油气层方面成果显著，该体系在大港油田首次欠平衡探井施工作业中一举成功，在所实施井中平均恢复值达到88%，实施井均获得良好的油气显示，为发现和保护油气层展现了光明的前景，尤其板深7井最为突出，经过5～11mm油嘴多次测试，平均产气量为1×105m3/d，其中轻质油31.75 m3/d，完钻后测试表皮系数为-1.35，投产后井口压力和油气产量相对稳定。
钻井液综述
一、钻井液的功用钻井液（Dlilling Fluids）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 Mrds），或简称为泥浆（Mrds）。
钻井液的循环是通过循环泥浆泵来维持的。
偷漏泥浆泵排出的高压钻井液经过地面高压管汇、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到钻头，从钻头喷嘴喷出，以清洗井底并携带岩屑。
然后再沿钻柱与井壁（或套管）形成的环形空间向上流动，在到达地面后经排出管线流入泥浆池，再经各种固控设备进行处理后返回上水池，最后进入泥浆泵循环再用。
钻井液流经的各种管件、设备构成了一整套钻井液循环系统。
钻井液工艺技术是油气钻井工程的重要组成部分。
随着钻井难度的逐渐增大，该项技术在确保安全、优质、快速钻井中起着越来越重要的作用。
钻井液最基本的功用有以下几点：（一、携带和悬浮岩屑钻井液首要和最基本的功用，就是通过其本身的循环，将井底被钻头破碎的岩屑携至地面，以保持井眼清洁，使起下钻畅通无阻，并保证钻头在井底始终接触和破碎新地层，不造成重复切削，保持快速钻进。
在接单根、起下钻或因故停止循环时，钻井液又将井内的钻屑悬浮在钻井液中，使钻屑不会很快下沉，防止沉砂卡等情况的发生。
（二、稳定井壁和平衡地层压力井壁稳定、井眼规则是实现安全、优质、快速钻井的基本条件。
性能良好的钻井液应能借助于液相的滤失作用，在井壁上形成一层薄而韧的泥饼，以稳固已钻开的地层并阻止液相侵入地层，减弱泥页岩水化膨胀和分散的程度。
与此同时，在钻进过程中需通过不断调节钻井液密度，使液柱压力能够平衡地层压力，从而防止井塌和井喷等井下复杂情况的发生。
（三、冷却和润滑钻头、钻具在钻进中钻头一直在高温下旋转并破碎岩层，产生很多热量，同时钻具也不断地与井壁磨擦而产生热量。
正是通过钻井液不断地循环作用，将这些热量及时吸收，然后带到地面释放到大气中，从而起到冷却钻头、钻具、处长其使用寿命的作用。
钻井液种类及组成
钻井液种类及组成降滤失剂，白油，腐植酸，重晶石，等都是一些处理剂，些都是泥浆性能调节的，重金石是用来增加比重的，每个处理剂都有不同的作用，如果你想写毕业设计，你自己必须看一些有关的书籍，推荐几个书籍，钻井液与岩土工程浆液，岩土钻掘工程等，我以前写过的一个课程报告，发给你吧，1、胶体率成孔液的胶体率是配液材料水化分散程度及悬浮稳定性的简易且有效的衡量指标。
胶体率的测定："将100毫升泥浆装入量筒中，将瓶塞塞紧，静止24小时后，观察量筒上部澄清液的体积（毫升数）。
"胶体率以百分数表示:"2、比重成孔液的比重是指成孔液的重量与同体积水的重量之比。
3、固相含量成孔液的固相含量指成孔液中固体颗粒占的重量或体积百分数。
成孔液中的固相包括有用固相和无用固相，前者如造浆粘土、重晶石等，后者为钻屑。
成孔液中的固相，按固相比重来划分，可分为重固相（重晶石比重为4.5，赤铁矿为6.0，方铅矿为6.9等）和轻固相（粘土比重一般为2.3～2.6，岩屑比重一般在2.2～2.8之间）。
固相含量测定方法⌝“蒸馏分离原理”：A. 取一定量（20ml）成孔液，置于蒸馏管内；B. 用电加热高温将其蒸干；C. 水蒸气则进入冷凝器，用量筒收集冷凝的液相；D. 然后称出干涸在蒸馏器中的固相的重量；E. 读出量筒中液相的体积；F. 计算固相含量；G. 其单位为重量或体积百分比。
4、含砂量钻井液含砂量是指钻井液中不能通过200目筛网，即粒径大于74μm的砂粒占钻井液总体积的百分数。
在现场应用中，该数值越小越好，一般要求控制在0.5%以下。
这是由于含砂量过大会对钻井造成以下危害：（1）使钻井液密度增大，对提高钻速不利。
（2）使形成的泥饼松软，导致滤失量增大，不利于井壁稳定，并影响固井质量。
（3）泥饼中粗砂粒含量过高会使泥饼的磨擦系数增大，容易造成压差卡钻。
（4）增加对钻头和钻具的磨损，缩短其使用寿命。
降低钻井液含砂的最有效的方法，是充分利用振动筛、除砂器、除泥器等设备，对钻井液的固相含砂量进行有效的控制。
钻井液的组成和分类 PPT
➢ 气体:用高速气体或天然气清除钻屑
➢
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二、钻井液得分类
水基钻井液组成: 基本组成: 水+膨润土+处理剂 高密度组成: 水+膨润土+处理剂+加重材料 实际成分:水+膨润土+处理剂+加重材料+油+钻屑
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二、钻井液得分类
聚合物钻井液(Polymer drilling fluid) ❖ 定义:以某些具有絮凝与包被作用得高分子聚合物
作为主处理剂得水基钻井液体系。 ❖ 特点:各种固相颗粒可以保持在较粗得范围内 钻屑
不易分散成细微颗粒 ❖ 优点:钻井液密度与固相含量低,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与 抑制分散得作用,有利于保持井壁稳定得作用。
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二、钻井液得分类
分散钻井液(dispersed Drilling Fluids) 定义:用淡水、膨润土与各种对粘土与钻屑起分散
作用得处理剂配置而成得水基钻井液 特点: 1)可容纳较多得固相,适合于配置较高密度得钻
井液 2)容易在井壁上形成较致密得泥饼,失水较低 3)某些分散钻井液具有较强得抗温能力,适合于
质 量 浓 度 为 6000mg/l) 直 至 饱 与 (Cl- 质 量 浓 度 为 189,000mg/l)之前。
特点: 对粘土水化有较强得抑制作用
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二、钻井液得分类
饱与盐水钻井液(Saturated saltwater muds) 定义:钻井液中 NaCl得含量达到饱与得钻井液体
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。
钻井液概述—钻井液的组成和分类
任务一：
钻井液的组成和分类
课程名称：泥浆材料检测与应用
知识点 01 知识点 02 知识点 03
钻井液的定义和组成 分散体系的分01 钻井液的组成和分类
知识点 1 钻井液的定义和组成
钻井液,又称泥浆或钻井泥浆，是石 油钻井的“血液”。 在油气钻井过程中，以其多种功能满
足钻井工作需要的各种循环流体的总称。
一、钻井液的组成：
钻井液主要由液相、固相和化学处理剂组 成。液相可以是水（淡水、盐水）、油（原 油、柴油）或乳状液（混油乳状液和反相乳 状液）。固相包括有用固相（膨润土、加重 材料）和无用固相（岩屑）。
项目一：钻井液概述
任务 01 钻井液的组成和分类
知识点 2 分散体系的分类
胶； 互不相溶液体组成的液-液溶胶，例如牛奶、原油等乳状
液； 液体和气体组成的液-气溶胶，例如泡沫。
➢固溶胶 包括固-固溶胶，例如有色玻璃，不完全互溶的合金；固-
液溶胶，例如珍珠、某些宝石； 固-气溶胶，例如泡沫塑料、沸石分子筛。
➢气溶胶 气-固溶胶，例如烟、含尘的空气； 气-液溶胶，例如雾、云。
（3）盐水钻井液和饱和盐水钻井液
盐水钻井液是用盐水（或海水）配制而成的。 含盐量从1%（Cl-质量浓度为6000mg/L）直至饱和 （Cl-质量浓度为189000mg/L）之间均属此种类型。
特点：对黏土具有较强抑制性
饱和盐水钻井液是指钻井液中NaCl含量达到饱 和时的盐水钻井液体系。它可以用饱和盐水配成， 或可先配成钻井液再加盐至饱和。可作为完井液或 修井液。
（8）合成基钻井液
合成基钻井液是以人工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。有机物为无毒 并且能够生物降解的非水溶性有机物。
钻井液的类型
二、钻井液的类型随着钻井液工艺技术的不断发展，钻井液的种类越来越多。
目前，国内外对钻井液有各种不同的分类方法。
其中较简单的分类方法有以下几种：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，将固相含量较低的叫做低固相钻井液，基本不含固相的叫做无固相钻井液。
然而，一般所指的分类方法是按钻井液中流体介质和体系的组成特点来进行分类的。
根据流体介质的不同，总体上分为水基钻井液、油基钻井液和气体型钻井流体等三种类型。
由于水基钻井液在实际应用中一直占据着主导地位，根据体系在组成上的不同又将其分为若干种类型。
下面是在参考国外钻井液分类标准的基础上，在国内得到认可的各种钻井液类型。
1．分散钻井液(Dispersed Drilling Fluids)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。
它是一类使用历史较长、配制方法较简单且配制成本较低的常用钻井液。
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。
但与其它钻井液类型相比，它也有一些缺点。
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。
2．钙处理钻井液(Calcium-treatedDrillingFluids)钙处理钻井液的组成特点是体系中同时含有一定浓度(质量浓度)的Ca2+和分散剂。
Ca2+通过与水化作用很强的钠膨润土发生离子交换，使一部分钠膨润土转变为钙膨润土，从而减弱水化的程度。
分散剂的作用是防止Ca2+引起体系中的粘土颗粒絮凝过度，使其保持在适度絮凝的状态，以保证钻井液具有良好、稳定的性能。
钻井液分类：
钻井液分类：
水基钻井液：6 类。
不分散：开钻泥浆、自然造浆泥浆、轻度处理的泥浆。
不加分散剂。
分散：较深深度和较高密度井段，加有各种分散剂，比如木质素磺酸盐、褐煤或者丹宁类等分散剂。
钙处理：石灰、石膏和氯化钙钻井液。
主要通过钙例子控制页岩垮塌和井眼扩大。
聚合物：加有长链聚合物，起到包被钻屑、增加粘度和降低失水的作用。
低固相：固相类型和含量严格控制。
总固相不超过6%~10%，粘土相3%左右或者更低。
盐水：饱和盐水、海水、盐水。
加有CMC、淀粉和其它处理剂。
油基钻井液：需要钻井液稳定和抑制性的时候。
比如：高温、深井、粘卡、井壁垮塌。
反相乳化钻井液、全油基钻井液。
合成基钻井液：主要是具有油基钻井液的优点但对环境损害小。
基液主要有酯、醚类、聚α烯烃、异构化α烯烃
泡沫（泡沫钻井）、空气（干空气钻井）、雾（雾化钻井）和气体（充气钻井）钻井液
我国常用于钻深井和超深井的三磺钻井液的典型配方及性能如表6-3所示。
在这种钻井液中，三种磺化类产品用作主处理剂，其中磺化栲胶（SMT）是抗高温降粘剂，磺化褐煤（SMC）与磺化酚醛树脂（SMP-1）配合使用，具有很强的降滤失作用；添加适量的红矾钾和Span-80，都是为了增强体系的抗温能力。
表6-3 分散型三磺钻井液的推荐配方及性能。
钻井液
钻井液1前言钻井液是安全、快速、低成本钻井的前提条件。
它是粘土以小颗粒状分散在水中所溶胶—悬浮体。
粘土颗粒大小不一，多数是悬浮体范围（0.1微米以上），少数在溶胶范围（1-100毫微米），属多级分散体系。
为使钻井液满足钻井工艺的各种要求，需要加入各种化学处理剂，以及加重材料。
1．1钻井液类型为了满足钻井的各种要求，研究和开发了各种类型的钻井液。
常用的钻井液类型有：1．1．1液体类1、水基钻井液水基钻井液以水为分散介质，基本组分是水、粘土和化学剂。
这种钻井液发展最早，使用也最广泛，这类钻井液又分以下几种：（1）淡水钻井液。
含盐量少于1%，含钙量少于120毫克/升；（2）盐水泥浆。
含盐量大于1%，包括盐水泥浆、饱和盐水泥浆及海水泥浆等。
主要用于海上钻井、钻岩盐层和易垮塌的泥岩地层等；（3）钙处理泥浆。
含钙量大于120毫克/升，包括石灰泥浆、石膏泥浆和氯化钙泥浆。
主要特点是防塌性能好，抗可溶盐侵污能力强，性能稳定性好；（4）低固相泥浆。
粘土含量少于7%，不分散低固相泥浆粘土含量少于4%。
主要特点是流变性能好，钻速快，钻井成本低；（5）混油泥浆。
根据需要可在泥浆中加入原油或柴油，使油呈小珠分散的乳化状态。
主要特点是润滑和流动性好，失水低，摩擦系数小。
2、油基泥浆（1）油包水乳化泥浆。
以柴油或原油为分散介质，水及有机坂土或其他亲油粉末作为分散相，加乳化剂等配制而成的。
主要特点是热稳定好，防塌效果好，对油气层损害小，常用于超深井的高温井段，钻易坍塌地层和低压油气层；（2）水包油泥浆。
以水为分散介质，油为分散相，加入其他处理材料配置而成。
特点是对油气层污染小，抗污染能力强，耐高温等。
1．1．2混气液类1、泡沫泥浆。
在一般泥浆中加入泡沫发生剂或充入一定数量的惰性气体及稳定剂，即可配成泡沫泥浆。
主要特点是密度低，可用于低压油气钻井和完井，保护油气层；2、混气泥浆。
在泥浆中混入惰性气体及稳定剂。
其目的是降低泥浆密度，常用于低压钻井，防止油气层污染。
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。
钻井液的分类
②有机浆液
原料取自有机化合物及其衍生物
有机化学组成上分类
丹宁类、木质素类、腐殖酸类、纤维素类、丙烯酸类、聚糖类、树脂类、表面活性剂类、其它共聚物类
分子量较大，分子结构比较复杂
有机浆材即可单独或主体作为钻井液，也可作为其他钻井液的添加剂
②饱和盐水钻井液
指含盐量达到饱和（常温下浓度为 3.15×105mg／l左右）的钻井液
（注意NaCl溶解度随温度变化而变化）
制备：饱和盐水制成/配成钻井液后加盐至饱和
应用：（其他水基钻井液难以处理的）大段岩盐层和复杂盐膏层
作完井液、修井液
③海水钻井液
指用海水配制而成的含盐钻井液
体系中不仅含有约3×104mg/l的NaCl，还含有一定量的Ca2+和Mg2+
目前含水量在5%以下的普通钻井液已较少使用
目前主要使用油水比在(50～80)：(50～20)范围内的油包水乳化钻井液
特点：
能抗高温，有很强的抑制性和抗盐、钙污染的能力，润滑性好，并可有有效地减轻对油气层的损害等
（与水基钻井液比较）
配制成本高，对环境有污染
应用：使用该类钻井液已成为钻深井、超深井、大位移井、水平井和各种复杂地层的重要手段之一
7、合成基钻井液
含义：以合成的有机化合物为连续相、盐水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
组分：合成的有机化合物（连续相）、盐水（分散相）、乳化剂、降滤失剂、流型改进剂
使用无毒、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
因而这类钻井液既保持了油基钻井液的各类优良特性，同时有能大大减轻钻井液排放对环境造成的不良影响
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钻井液种类简介
1、聚合物无固相钻井液体系
特点是不含土相，固含低、机械钻速快，用于提高上部地层机械钻速。
处理剂以选择性絮凝处理机为主，常用PHP（0.05～0.15%）和K-PAM(0.05～0.3%)。
适用范围：1. 适合于地质情况熟悉的非高地层倾角（≤30°）无流体显示的非易塌构造或区块，主要用于表层的快速钻进。
2. 适合于井漏严重、非易塌层位、无流体显示的各构造短时间的强钻。
2、聚合物钻井液体系
聚合物具有很强的包被抑制能力，可以防止粘土矿物进一步水化，防止钻井液性能变差，有利于携带钻屑，保持井壁稳定。
适用范围。
1. 非高地层倾角井的表层易水化分散的泥页岩井段，既有利于防塌，又能适当提高机械钻速。
2. 中深井井段出现恶性纵向裂缝漏失，而上部裸眼井段又易因清水浸泡出现垮塌情况下，作为井底清水强钻时覆盖易塌层的钻井液。
3. 适用于44
4.5mm井眼段大于200m，或311.2mm井眼段1000-2500m，地层倾角小于30度和无固相钻井液已不能适应的井段。
调整原则
随地层破碎程度增加，胶结性变差或裂缝发育，应在保持矿化度的前提下（防起泡）提高沥青类处理剂含量作封堵只用。
易塌区块辅以0.5～1.0%聚合醇或无渗透抑制剂，加强体系的防塌抑制性。
3、聚磺钻井液体系
聚磺钻井液体系具有如下特点：1. 利用KPAM、KPHP、PAC等高
分子聚合物作为包被抑制剂，既能提高钻井液体系粘度，同时提供体系K+增强钻井液的抑制性。
2. 加入分散型磺化系列处理剂提高钻井液体系的降滤失性能，如加入磺化沥青改善泥饼质量提高护壁能力。
3. 聚磺钻井液体系配制和转化方便。
适用范围
1. 高压力系数的易塌层钻进，能在防塌的基础上适当地提高机械钻速。
2．深井段高温、高密度条件下的易塌层钻进。
3. 适合于非特殊工艺的深井，有利于提高机械钻速，适合于川东地区所有区块。
钻井液现场配制与维护
1、检查井场钻井液材料质量检验单等有关资料，保证钻井液材料的质量。
2、配制钻井液前必须清洗钻井液罐。
3、若需要，必须处理配浆用水。
4、应按钻井液设计要求配制钻井液，并确保其性能达到设计要求。
5、应充分水化配制钻井液用膨润土。
6、配制钻井液用处理剂应配成胶液缓慢加入，避免直接加入固体或粉末状处理剂。
7、应控制好钻井液处理剂的加入比例、顺序和方法。
现场维护
1、充分发挥固控设备清除钻屑的效率。
2、需补充处理剂，应缓慢、均匀加入钻井液处理剂胶液，尽量
避免直接加入处理剂固体或干粉。
3、需补充膨润土，应加入已充分水化的膨润土浆。
4、钻井液以一定时间或一定井段处理，尽量避免大型处理。
5、含硫化氢地层适当提高钻井液的pH值，提前除硫剂。
6、下套管和电测前，尽量避免大型处理。
要充分循环调整钻井液性能，做到较低的滤失量和较好的滤饼质量，较强的悬浮能力和良好的封堵能力，较强的抑制性和较高润滑性能，必要时混入原油或塑料球，降低滤饼摩阻系数，并保持钻井液性能稳定。
要彻底清除积砂，并不再产生新的沉砂。
要用合适的钻井液密度巩固井壁，保证井下不漏不喷。
7、需进行较大处理，应先进行小型试验，确定最佳处理措施。