钻井液工艺原理

《钻井液工艺原理》综合复习资料

一、概念题

1、粘土晶格取代

2、钻井液碱度

3、压差卡钻

4、聚结稳定性

5、井喷

6、粘土水化作用

7、井漏

8、滤失

9、剪切速率

10、钻井液剪切稀释特性

11、流变模式

12、动力稳定性

13、钻井液滤失造壁性

二、填空题

1、钻井液的主要功能有（）、（）、（）、（）等。

2、一般来说，钻井液处于（）状态时，对携岩效果较好；动塑比τ0/ηp越（）或

流性指数n越（），越有利于提高携岩效率。

3、粘土矿物基本构造单元有（）和（）。

4、井壁不稳定的三种基本类型是指（）、（）、（）。

5、在钻井液中，改性褐煤用做（）剂，磺化沥青用做（）剂。

6、油气层敏感性评价包括（）、（）、（）、（）和（）等。

7、一般来说，要求钻井液滤失量要（）、泥饼要（）。

8、现场钻井液常用四级固相控制设备指（）、（）、（）、（）。

9、影响钻井液滤失量的主要因素有（）、（）、（）、（）。

10、按API标准钻井液常规性能测试包括（）、（）、（）、（）、（）、（）。

11、聚合物钻井液主要类型有（）、（）、（）。

12、钻井液常用流变模式有（）、（）。

13、常见粘土矿物有（）、（）、（）等。

14、钻井过程可能遇到的复杂情况有（）、（）、（）等。

15、钻井液的基本组成（）、（）、（）。

16、钻井液的流变参数包括（）、（）、（）、（）和（）等。

17、在钻井液中，钠羧甲基纤维素用做（）剂，铁铬盐（FCLS）用做（）剂，氢

氧化钠用作（）剂。

18、现场常用钻井液降滤失剂按原料来源分类有（）、（）、（）、（）。

三、简答题

1、简述伊利石和蒙脱石的晶体构造、带电性及水化特性。

2、发生井喷的原因有哪些应该怎样预防

3、分析钻井液遇盐侵后粘度和滤失量如何变化及其原因。

4、简述钻井液降粘剂的作用机理。

5、常见卡钻类型有哪些，并简述其发生机理。

6、简述油基钻井液相对于水基钻井液的优缺点。

7、钻井液固相对钻井速度的影响规律并举例说明絮凝剂絮凝机理。

8、为什么钻井作业要求钻井液具有良好的剪切稀释性

9、简述低固相聚合物钻井液能显着提高钻速的原因。

10、简述钻井液常用润滑剂的类型与作用机理

11、简述钻井液滤失量的影响因素及其调整。

12、井壁不稳定的原因有哪些应该怎样预防

13、简述K+、聚合物和聚合醇类处理剂稳定泥页岩的作用机理。

14、简述钻井液塑性粘度的影响因素及其调整。

15、发生井漏的原因有哪些应该怎样预防

16、举例说明降粘剂的作用机理

17、简述粘土颗粒带电的原因。

四、计算题

1、使用范氏六速粘度计，测得某钻井液600rpm和300rpm时的读数分别为：Ф600=29，Ф300=19，

且已知该钻井液为宾汉流体。

⑴计算该钻井液的流变参数及表观粘度；

⑵计算流速梯度为3000S-1时钻井液的表观粘度。

2、用重晶石（ρB=4.2g/cm3）把400 m3钻井液由密度ρ1=1.20g/cm3加重到ρ2=1.60g/cm3，并

且每100kg重晶石需同时加入9L水以防止钻井液过度增稠，试求：

（1）若最终体积无限制，需加入重晶石多少吨

（2）若最终体积为400 m3，需加入重晶石多少吨，放掉钻井液多少方

五、论述题

你认为理想的钻井液应具有哪些功能或特点，并试述钻井液的发展趋势。

参考答案

一、概念题

1、粘土矿物晶体片中硅氧四面体和（或）铝氧八面体片中的硅原子和（或）铝原子被同号

低价离子所取代，而晶体结构保持不变的现象。

2、滴定1mL样品（钻井液滤液）所需L（标准）H2SO4（硫酸）的毫升数。

3、又称为泥饼粘附卡钻，是指钻具在钻井液与地层压力差的作用下，被挤入泥饼而不能活

动的现象。

4、分散相粒子（粘土颗粒）是否自动聚结变大的性质（现象）。

5、地层流体失去控制，喷出井口或进入其他地层的现象。

6、粘土颗粒（晶体片）由于表面水化力、渗透水化力和毛细管作用（各种原因）吸水膨胀

（体积变大）的现象。

7、在钻井、固井、测试等各种井下作业中，各种工作液（包括钻井液、水泥浆、完井液及

其它流体等）在压差作用下漏入地层的现象。

8、在压差作用下钻井液向地层中渗透的现象。

9、垂直于流速方向上单位距离流速的增量。

10、钻井液静止变稠、流动变稀，且随剪切速率增大粘度变小的特性。

11、描述钻井液（流体）剪切应力与剪切速率之间关系的数学表达式，称为钻井液（流体）

的流变方程，即流变模式。

12、在重力作用下分散相粒子（粘土颗粒）是否容易下沉的性质。

13、在滤失过程中，随着钻井液中的自由水进入岩层，钻井液中的固相颗粒便附着在井壁上

形成泥饼，就是钻井液的滤失造壁性。

二、填空题

1、携带和悬浮岩屑、传递水动力、平衡地层压力、稳定井壁、保护油气层、冷却和润滑钻

头钻具。（写出其中4种即可）

2、平板型层流，大，小

3、硅氧四面体和铝氧八面体

4、井壁坍塌、缩径、地层压裂

5、降滤失剂，页岩抑制剂

6、速敏、盐敏、酸敏、碱敏、水敏

7、小，薄

8、振动筛、旋流器（除砂器、除泥器）、钻井液清洁器、离心机（写出其中4种即可）

9、（滤失）时间、压差、滤液的粘度和温度、固相含量、泥饼的压实性和渗透性（写出其

中4种即可）

10、密度、粘度（表观粘度、塑性粘度）、切力（动切力、静切力）、pH值、滤失量（API

滤失量、高温高压滤失量）、含砂量（固相含量）、膨润土含量、滤液中各种离子含量（写出其中6种即可）

11、阴离子型、阳离子型、两性离子型

12、宾汉模式（塑性流体）、幂律模式（假塑性流体）

13、伊利石、重晶石、蒙脱石

14、井漏、井喷和卡钻

15、连续相、分散相、处理剂

16、塑性粘度、动切力、静切力、流性指数和稠度系数、漏斗粘度、表观粘度等。（写出其

中5种即可）

17、降滤失剂、降粘剂、pH值调节剂

18、纤维素类、腐殖酸类、丙烯酸类聚合物、树脂类、淀粉类。（写出其中4种即可）

三、简答题

1、答：

①伊利石和蒙脱石的晶体构造均为2:1型。

②晶格取代位置不同，伊利石主要发生在硅氧四面体上，且结合的补偿阳离子为K+，具有晶格固定作用，带电性强；蒙脱石晶格取代主要发生在铝氧八面体上，可结合各种补偿阳离子，带电性较强。

③伊利石中的K+离子具有晶格固定作用，因此层间结合紧密，不易水化膨胀；而蒙脱石层间主要为分子间力，较弱，易水化膨胀。

2、答：

①地层压力高于钻井液液柱压力；井漏造成钻井液液面下降，液柱压力低于地层压力；起下钻抽吸压力太大，钻井液有效压力低于地层压力。

②发现油气侵及时加重，提高钻井液密度；防止严重的井漏发生；防止起下太快，及时灌入泥浆，防止拔活塞。