钻井液种类及组成
钻井液组成及作用
钻井液（drilling fluid）钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。
钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液。
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。
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。
目前，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。
钻井液的运用历史很久以前，人们钻井通常是为了寻找水源，而不是石油。
实际上，他们偶然间发现石油时很懊恼，因为它把水污染了！最初，钻井是为了获得淡水和海水，前者用于饮用、洗涤和灌溉；后者用作制盐的原料。
直到19 世纪早期，由于工业化增加了对石油产品的需求，钻井采油才逐渐普及。
有记载的最早的钻井要追溯到公元前三世纪的中国。
他们使用一种叫做绳式顿钻钻井的技术，实现方式是先使巨大的金属钻具下落，然后用一种管状容器收集岩石的碎片。
中国人在这项技术上比较领先，中国也被公认为是第一个在钻探过程中有意使用流体的国家。
石油钻井开采钻井液的组成
石油钻井开采钻井液的组成
钻井液由分散介质、分散相和钻井液处理剂组成。
钻井液中的分散介质可能是谁、油或者是气体。
钻井液中的分散相，若为悬浮体则为黏土或者是密度调整材料；若为乳状液则为油或者水；若为泡沫则为气体。
钻井液处理剂是为调节钻井液性能而加入钻井液中的化学剂。
一、若按元素组成:可分为无机钻井液处理剂和有机钻井液处理剂；
二、若按用途，则可以分为大概15类：
1、钻井液pH值控制剂。
2、钻井液除钙剂。
3、钻井液絮凝剂。
4、钻井液缓蚀剂。
5、页岩抑制剂（页岩指黏土含量高的岩石）。
6、钻井液起泡剂。
7、钻井液乳化剂。
8、钻井液降粘剂。
9、钻井液增粘剂。
10、钻井液降滤失剂。
11、钻井液润滑剂。
12、钻井液解卡剂。
13、钻井液温度稳定剂。
14、钻井液堵漏材料。
15、钻井液密度调整材料。
其中钻井液处理剂按用途分类中密度调整材料和堵漏材料一般钻井特殊情况下过程中用量比较大。
钻井用化学材料
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。
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。
必看！钻井液三大体系和配方
必看！钻井液三大体系和配方一. 不分散聚合物体系不分散聚合物钻井液体系指的是经过具有絮凝及包被作用的有机高分子集合物处理的水基钻井液。
常用的不分散集合物钻井液类型大体有三种及多元素聚合物体系、复合粒子性聚合物体系、阳离子聚合物体系。
1.不分散聚合物体系特点（1）具有很强的抑制性。
通过使用足量额高分子聚合物作为絮凝包被剂，实现强包被“被包”钻屑，在钻屑表面形成一层光滑的保护膜，抑制钻屑分散，使钻出的钻屑基本保持原状而不分散，以立于地面机械清除，从而实现低密度、低固相，提高钻速。
（2）具有较强的悬砂、携砂功能。
通过控制适当的般土，使聚合物钻井液形成较强的网架结构，确保其悬砂、携砂功能，满足井眼净化需求。
（3）通过使用磺化沥青、超细碳酸钙等降低泥饼渗透率，能偶获得良好的泥饼质量。
（4）该体系以其良好的稀释特性是的钻头水眼粘度小，环空粘度打，有利于喷射钻井、优化钻井钻头水马力的充分发挥，从而提高机械钻速。
（5）低密度、低固相、有利于实现近平衡压力钻井（6）抑制性强，且粘土微粒含量较低，滤液对底层所含粘土矿物有抑制膨胀作用，故可减轻对油气层的损害。
2.配方3.技术关键1.加大包被剂用量（17-1/2” 井眼平均约3.5千克/米，12-1/4”井眼约3.0千克/米），并采用2种以上包被剂复配以达互补增效功能，突然强包被，抑制钻屑钻分散，防止钻屑粘聚包被剂以胶液形式钻进时细水长流式补充到井浆中。
2.控制适当的般土含量以获得良好的流变性集携砂、悬砂功能（MBT最佳范围为30~45克/升）。
般土含量的控制以淡水预化般土浆形式需要时直接均匀补充道井浆中。
3.使用磺化沥青（2%）和超细碳酸钙（2%）改善和提供聚合物钻井液的泥饼质量。
4.使用足量的润滑剂RH-3(0.5%~0.8%)及防泥包剂RH-4（0.3%~0.5%），降低磨阻，防止钻头泥包。
5.使用适量的HPAN、双聚铵盐等中小分子聚合物与高分子聚合物匹配（大/小分子聚合物的最佳比例2.5~3:1）,降低滤失，有利于形成优质泥饼。
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
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。
钻井液基础知识
水基钻井液
水基钻井液是以水为分散介质，以粘土、碱、润滑剂等为添 加剂的钻井液。它是最常用的一种钻井液类型，具有制备方 便、成本低、易于维护等优点，适用于大多数地质条件。
水基钻井液根据其组成和性质可分为淡水钻井液、盐水钻井 液、钙处理钻井液等。不同类型的水基钻井液在性能、稳定 性、抗污染能力等方面存在差异，应根据具体地质条件和工 程需要进行选择。
01
钻井液的处理剂
粘土分散剂
作用
抑制粘土水化，防止粘土膨胀 和分散。
原理
通过离子交换或物理吸附，使处理 剂吸附在粘土颗粒表面，改变其表 面电性质，从而抑制粘土水化和膨 胀。
常用种类
有机处理剂如栲胶、磺化沥青；无 机处理剂如水玻璃、氯化钙。
降滤失剂
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02
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作用
降低钻井液的滤失量，保 持钻井液的稳定。
研究纳米材料在钻井液中 的应用
纳米材料具有许多独特的性质，如大的比表 面积、良好的化学稳定性等，将其应用于钻 井液中可以提高钻井效率、降低钻井成本。
提高钻井液的抗污染能力
要点一
加强钻井液的滤失性和稳定性
滤失性和稳定性是评价钻井液抗污染能力的重要指标 ，加强这两种性能的研究可以提高钻井液的抗污染能 力。
采用适当的过滤和净化设备， 去除钻井液中的杂质和有害物 质，提高钻井液的水质。
控制钻井液的密度
根据钻井工程的需要，控制钻井 液的密度以保证适当的浮力和稳
定性。
通过添加加重剂或减少水分含量 等方式，调整钻井液的密度。
定期检测钻井液的密度，确保其 在合适的范围内，以保证钻井工
程的顺利进行。
防止钻井液受污染
表面活性剂是钻井液处理剂的重要组成部分，开发保型表面活性剂可以降低钻井液对环 境的污染。
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。
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。
钻井液的组成和分类
钻井液的组成和分类钻井液的组成钻井液是由分散介质（连续相）、分散相和化学处理剂组成的分散体。
例如，以水为连续相的水基钻井液是由水（淡水或盐水）膨润土、各种处理剂、加重材料以及钻屑所组成的多相分散体系。
以油为连续相的油包水钻井液是由油（柴油或矿物油）、水滴（淡水或盐水）、乳化剂、润湿剂、亲油固体等处理剂所形成的乳状液分散体系。
分散体系的分类分散体系是指一种或多种物质分散在另一种物质中所形成的体系。
被分散的物质称为分散相（不连续相）另一种物质称为分散介质连续相）。
热力学上把体系中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分称为相。
相与相之间有明显的相界面。
例如，膨润土颗粒分散在水中，膨润土颗粒为分散相，水为分散介质，黏土颗粒和水之间有明显的分界面；水滴分散在油中,水是分散相,油是分散介质,水滴和油之间有明显的分界面。
分散体系按分散相颗粒的大小分为以下几类：1.分子分散体系。
分子分散体系是指溶质以小分子、原子或离子状态分散在溶剂中形成的体系，没有界面，是均匀的单相，其粒子直径在Inrn以下。
通常把这种体系称为真溶液。
2.胶体分散体系。
胶体分散体系是指分散相颗粒的直径小于IOOnm的分散体系。
其目测是均匀的，但实际是相不均匀体系（也有将分散相颗粒的直径为I-IOOOnm的颗粒归入胶体范畴），如AgI溶胶等。
3.粗分散体系。
粗分散体系是指当分散相颗粒的直径大于100nm时，目测是混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层，如浑浊的河水等。
钻井液中的分散相颗粒一般介于胶体分散体系与粗分散体系之间，其稳定性规律可以通过研究胶体体系稳定性规律来获得。
钻井液的分类钻井液按密度可分为非加重钻井液和加重钻井液;按其与黏土水化作用可分为非抑制性钻井液和抑制性钻井液力安其固相含量来分）各固相含量较低的称为低固相钻井液，基本不含固相的称为无固相钻井液；根据分散（流体）介质不同，分为水基钻井液、油基钻井液、气体型钻井流体和合成基钻井液4种类型。
钻井液组成及作用
钻井液（drilling fluid）钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。
钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液。
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。
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。
目前，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。
钻井液的运用历史很久以前，人们钻井通常是为了寻找水源，而不是石油。
实际上，他们偶然间发现石油时很懊恼，因为它把水污染了！最初，钻井是为了获得淡水和海水，前者用于饮用、洗涤和灌溉；后者用作制盐的原料。
直到19 世纪早期，由于工业化增加了对石油产品的需求，钻井采油才逐渐普及。
有记载的最早的钻井要追溯到公元前三世纪的中国。
他们使用一种叫做绳式顿钻钻井的技术，实现方式是先使巨大的金属钻具下落，然后用一种管状容器收集岩石的碎片。
中国人在这项技术上比较领先，中国也被公认为是第一个在钻探过程中有意使用流体的国家。
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
常用钻井液配方
3、化学溶液钻井液是无粘土钻井液的主体类 型，它是由无机盐和不同种类的聚 合物组合而成，化学溶液具有一定的流变特性和 降滤失特性。 无机盐起的作用是： 与有机聚合物进行适度交联，以提高溶液的 粘度，降低溶液的滤失量； 调节溶液的矿化度，以平衡地层的化学活度， 抑制地层的膨胀分散或破碎坍塌； 调节溶液的pH值。
应用领域
在无水、缺水、干旱、沙漠、永冻地 区钻井； 在低压地层中钻进； 向井底输送气体，实现井底气动冲击 碎岩。
谢谢！
（4）该体系以其良好的稀释特性是的钻头水 眼粘度小，环空粘度打，有利于喷射钻井、优化 钻井钻头水马力的充分发挥，从而提高机械钻速。 （5）低密度、低固相、有利于实现近平衡压 力钻井 （6）抑制性强，且粘土微粒含量较低，滤液 对底层所含粘土矿物有抑 制膨胀作用，故可减轻对油气层的损害。
2）使用磺化沥青类页岩抑制剂稳定硬 脆性泥岩、少量高分子聚合物稳定伊/ 蒙混 层粘土矿物的机理来防止井壁坍塌。故具 有一定防塌能力。 3）在进入产层前通过使用磺化沥青及 超细碳酸钙运用屏蔽暂堵保护油层技 术进 行改造后，具有良好的保护诸层功能。
4）可容纳较多的固相，适合配置高密 度的钻井液密度可高达2.0克/厘米3 。 5）含有大量的分散剂，故亚微米固相 颗粒含量可达70%以上，对机械钻速有 一 定的影响。 6）可形成较致密的高质量滤饼，护壁 能力强。
4.推荐性能
5.使用环境
（1）主要用于水敏性强的易塌页岩层。 （2）适应温度:不分散型150℃；分散型 可达到180℃左右。故前者 用于钻3500～ 4000米深井用，而后者可用于钻6000米深 井。 （3）不分散型较适用于正常压力地层； 分散型可配较高的密度而用 于异常压力地 区。
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
钻井液配方资料(修改版)
钻井液配方资料(修改版)很好的钻井液资料钻井液配方资料钻井液材料是配制各种钻井液所用的物质，其中包括原材料及处理剂。
钻井液原材料是指那些组成钻井液的基本组分。
处理剂是指那些用来调整钻井液性能的物质，它是钻井液组分中的关键成分，随着钻井液技术的发展，处理剂的品种正日益增多。
一、钻井液概述钻井流体是在旋转钻井中使用的循环流体，由于绝大多数使用的是液体，少量使用气体或泡沫，因此又称“钻井液”。
钻井液在钻井工程中的主要功用是：清洗井底，携带岩屑；冷却和润滑钻头及钻柱；形成泥饼，保护井壁；控制与平衡地层压力；悬浮岩屑和加重剂；在地面沉除岩屑；提供所钻地层的有关资料；将水功率传给钻头等。
钻井液的主要成分有：水，如淡水、盐水、咸水或饱和盐水等；膨润土，如钠膨润土、钙膨润土、有机土或抗盐土等；化学处理剂有无机类、有机类、表面活性剂类、高聚合物类或生物聚合物类等；油类，如轻质油或原油等；气体，如空气或天然气等。
由于这些成分在各类钻井流体中所形成的分散体系不同，因此所起的作用也不同。
从物理化学观点看，钻井液是一种多相不稳定体系，其包括由重晶石粉、钻屑、粘土粉等组成的的悬浮液、高聚合物组成的胶体、膨润土粉的水溶液等和氯化钠的真溶液、碳酸钠的水溶液等。
钻井液有以下分类方法：按密度可分为低密度未加加重剂和高密度加有加重剂两种；按对粘土的作用可分为“抑制法”和“非抑制性”两种，前者加有抑制粘土水化分散的抑制剂；按分散体系中的连续相可分为水基（以水为连续相）、油基（以油为连续相）和气体。
水基钻井液是目前应用最广泛、研究最深入的一类钻井液；油基钻井液是为了钻复杂地层如岩盐、石膏、泥岩页岩以及钻定向井、高温井和完井、修井的需要而发展出来的；气体钻井使用空气或天然气体做为钻井时的循环流体，是为了钻低压油气层、严重漏失层或坚硬而不含水的地层而发展起来的。
我国标准化钻井液现分为淡水钻井液、钙处理钻井液、木分散聚合物钻井液、盐水（包括海水或咸水）钻井液、饱和盐水钻井液、钾基钻井液、油基钻井液、气体（包括一般气体及泡沫）钻井液等八类。
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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。
钻井液含砂量通常是用一种专门设计的含砂量测定仪进行测定的。
该仪器由一个带刻度的类似于离心试管的玻璃容器和一个带漏斗的筛网筒组成，亿用筛网为200目。
测量时将一定体积的钻井液注入玻璃容器中，然后注入清水至刻度线。
用力振荡后将容器中的流体倒入筛网筒过筛。
筛完后将漏斗套有筛网筒上反转，漏斗嘴插入玻璃容器。
将不能通过筛网的砂粒用清水冲入玻璃容器中。
待砂粒全部沉淀后读出体积刻度。
最后由下式求出钻井液含砂量NN=（V砂粒/V钻井液）×100%5、流变性成孔液的流变性是指钻井液的流动和变形性质，它以成孔液的粘稠性为主要研究对象。
反映液体粘稠性的指标根据不同的液体流型有不同的表述方法，其基础建立在流变本构关系上。
成孔液的粘稠性对非开挖钻扩孔的影响至关重要。
流变性能测试仪器：漏斗粘度计、旋转粘度计⌝六速旋转粘度计⌝注意事项：外筒装卸，一手握住外转筒，另一手握住外筒顺时针转动，使外筒的卡口对准外转筒内的销子后取下外筒。
装上外筒时，应使外筒的槽口对准外转筒内的销子后，在逆时针旋转外筒即可，切忌碰撞内筒。
内筒装卸，一手紧握内筒轴，一手内旋内筒装卸，切勿弄弯内筒轴。
长途搬运时，一定要卸下内筒，装好外筒，以防止内筒轴被撞弯。
扭力弹簧刚度的调整不准随意进行。
6、失水造壁性在孔内液体压力与地层孔隙流体压力差的作用下，成孔液中的自由水通过孔壁孔隙或裂隙向地层中渗透，称为成孔液的失水。
失水的同时，成孔液中的固相颗粒附着在井壁上形成泥皮（泥饼），称为造壁。
失水性对钻孔的影响：⌝成孔液的失水对钻孔的有利影响是：初失水可以湿润岩土，使其强度降低，有利于钻头对其破碎，提高钻进速度；"在泥页岩、黄土、粘土地层中，失水过大会引起孔壁吸水膨胀、缩径、剥落、坍塌；"对于破碎带、裂隙发育的地层，渗入的自由水洗涤了破碎物接触面之间的粘结，减小了摩擦阻力，破碎物易滑入孔眼内，造成孔壁坍塌、卡钻等事故；"在溶解性地层中的失水越多，孔壁地层被溶解的程度就越高；"厚泥皮会加大对钻具的吸附，使钻杆回转阻力增加；"厚泥皮使环空过流面积减小，循环阻力和压力激动增大。
"7、抑制性成孔液的抑制性是指成孔液抑制孔壁岩土水化、膨胀、分散的性能。
评价方法："浸泡试验法；λ膨胀量测试仪；λ滚子炉滚动回收法；λ毛细管吸收时间法；λ页岩稳定性指数实验法等。
λ8、润滑性成孔液的润滑性与钻具磨损、循环流动阻力、设备功率消耗等有密切关系。
提高成孔液的润滑性——加入油、高聚物、润滑剂、石墨粉；成孔液润滑性用润滑系数测定仪测定。
9、pH值通常用钻井液滤液的pH值表示钻井液的酸碱性。
由于酸碱性的强弱直接与钻井液中粘土颗粒的分散程度有关，因此会在很大程度上影响钻井液的粘度、切力和其它性能参数。
当pH值大于9时，表观粘度随pH值升高而剧增。
其原因是当pH值升高时，会有更多OH-被吸附在粘土晶层的表面，进一步增强表面所带的负电性，从而在剪切作用下使粘土更容易水化分散。
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。
这主要是由于以下几方面的原因：（1）可减轻对对钻具的腐蚀；（2）可预防氢脆而引起的钻具和套管的损坏；（3）可抑制钻井液中钙、镁盐的溶解；（4）有相当锪处理剂需要碱性介质中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等。
对不同类型的钻井液，所要求的pH值范围也有所不同，例如，一般要求分散钻井液的pH值在10以上，含石灰的钙处理钻井液的pH值多控制在11~12，含石膏的钙处理钻井液的pH值多控制在9.5~10.5，而在许多情况下聚合物钻井液的pH值只要求控制在7.5~8.5。
第四章常用成孔液处理剂第一节成孔液的主要类型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，总体上分为永基钻井液、油基钻井液和气体型钻井液体等三种类型，近期又出现了一类合成基钻井液，。
更具体一些，中分为如图1-1所示的7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。
成孔液的主要类型见表4-1-1表4-1-1类型名称材料组成清水清水泥浆膨润土、水、处理剂化合物溶液化合物、水乳状液水、油、乳化剂泡沫浆液空气、发泡剂、稳泡剂盐水浆液NaCl、膨润土、水、处理剂水泥浆水泥、水、添加剂第二节常用无机处理剂1．纯碱学名碳酸钠，又称苏打粉，分子式为Na2CO3。
白色粉末，密度为2.5g/cm3，易溶于水。
易吸潮结块，注意防潮，水溶液呈碱性(pH值为11.5)，在水中容易电离和水解。
其中电离和一级水解较强，所以纯碱水溶液中主要存在Na+、C032—、HCO3－和OH－离子，其反应式为：Na2CO3＝2Na++CO32－CO32－+H2O＝HCO3—+OH—纯碱能通过离子交换和沉淀作用使钙粘土变为钠粘土，即Ca－粘土+Na2CO3→Na－粘土+CaCO3作用：A. 改善粘土的水化分散性能，因此加入适量纯碱可使新浆的滤失量下降，粘度、切力增大。
B. 过量的纯碱会导致粘土颗粒发生聚结，使钻井液性能受到破坏。
C. 在钻水泥塞或钻井液受到钙侵时，加入适量纯碱使Ca2+沉淀成CaCO3，从而使钻井液性能变好，即含羧钠基官能团(—COONa)的有机处理剂在遇到钙侵(或Ca2+浓度过高)而降低其溶解性时，一般可采用加人适量纯碱的办法恢复其效能。
2．烧碱烧碱即氢氧化钠，分子式为NaOH。
特性：外观乳白色晶体，密度2.0～2.2g/cm3，易溶于水，溶解时放出大量的热。
水溶液呈强碱性。
烧碱容易吸收空气中的水分和二氧化碳，并与二氧化碳作用生成碳酸钠，存放时应注意防潮加盖。
作用：a. 主要用于调节钻井液的pH值；b. 与丹宁、褐煤等酸性处理剂一起配合使用，使之分别转化为丹宁酸钠、腐植酸钠等有效成分；c. 还可用于控制钙处理钻井液中Ca2+的浓度等。
3．石灰生石灰即氧化钙，分子式为CaO。
吸水后变成熟石灰，即氢氧化钙Ca(OH)2 。
特性：在水中的溶解度较低，常温下为0.16％，其水溶液呈碱性。
并且随温度升高溶解度降低。
作用：a. 在钙处理钻井液中，石灰用于提供Ca2+，以控制粘土的水化分散能力，使之保持在适度絮凝的状态；b. 在油包水乳化钻井液中，CaO用于使烷基苯磺酸钠等乳化剂转化为烷基苯磺酸钙，并调节pH值。
注意事项：在高温条件下石灰钻井液可能发生固化反应，使性能不能满足要求，因此在高温深井中应慎用。
此外，石灰还可配成石灰乳堵漏剂封堵漏层。
4、石膏石膏的化学名称为硫酸钙，分子式为CaSO4。
有熟石膏(CaSO4•2H2O)和无水石膏(CaSO4)两种。
特性：石膏是白色粉末，密度为2.31～2.32g／cm3。
常温下溶解度较低(约为0.2％)，但稍大于石灰。
40℃以前，溶解度随温度升高而增大；40℃以后，溶解度随温度升高而降低。
吸湿后结成硬块，存放时应注意防潮。
作用：在钙处理钻井液中，石膏与石灰的作用大致相同，都用于提供适量的Ca2+。
其差别在于石膏提供的钙离子浓度比石灰高一些，此外用石膏处理可避免钻井液的pH值过高。
5. 氯化钙特性：无水氯化钙的吸水性极强，通常含有六个结晶水。
其外观为无色斜方晶体，密度为1.68 g／cm3，易潮解，且易溶于水(常温下约为75％)。
溶解度极大。
作用：其溶解度随温度升高而增大。
在钻井液中，CaCl2主要用于配制防塌性能较好的高钙钻井液。
用CaCl2处理钻井液时常常引起pH值降低。
第三节常用有机处理剂1．腐植酸类腐植酸(Hunfic Acid)主要来源于褐煤。
褐煤是一种未成熟的煤，燃烧值比较低，有效成分是腐植酸，好的褐煤腐植酸含量可达70～80％。
腐植酸结构非常复杂的、相对分子质量不均一。
主要功能团：酚羟基、羧酸基、醇羟基、醌基、甲氧基和羰基等，由于分子量较大，一般难溶于水，但易溶于碱溶液，生成腐植酸钠是作为钻井液降滤失剂的有效成分。
水化作用较强的羧钠基等水化基团，使腐植酸钠不但具有很好的降滤失作用，还兼有一定降粘作用。
2．纤维素类纤维素是由许多环式葡萄糖单元构成的长链状高分子化合物，以纤维素为原料可以制得一系列钻井液降滤失剂，其中使用最多的是钠羧甲基纤维素简称CMC和羟乙基纤维素，简称HEC。