钻井液介绍PPT精选文档

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8. 防漏技术与封堵技术的发展
在原堵漏物料的基础上又提出了防漏物料。另外 在降低失水量材料的研制方面，打破了过去“吸附” 为基础的理论，而提出以“封堵”为基础的理论。例 如己应用的超细碳酸钙，单封等均具有降失水和堵漏 作用。近期国外文献中又提出了用聚合物使之在固定 的级配细颗粒下，制成具有可溶、部分溶、不溶三种 状态同时存在的产品，具有很好的防漏作用，另外还 开发了一些如膨胀性填料等新产品。据称这类产品不 仅可起到防漏的效果，而且还可增强井壁强度，使破 裂压力提高。既有很好的防漏作用又有很好的润滑性。
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认为很少有钻井液的流变特性是符合宾汉 模式的。目前测量的AV(表观粘度)、PV(塑性粘 度)值等只是习惯使用。
认为幂律模式较宾汉模式准确。 认为卡森模式在低剪切速下较宾汉模式或幂 律模式要好，但在高剪切速率下不准。不能用 它来进行压力损失的计算。 对钻井液的粘弹性进行了研究。
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二、国内钻井完井液新技术
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14. 双功能流体技术UF(Universal fluid)
为了解决"泥浆"与"水泥浆"的不相容问题 ，简化固井工艺流程节约时间和成本。国外在 MTC技术(Mud to cement)的基础上又进一步 发展成功了UF技术。MTC技术是首先在泥浆 中加入足够的强分散剂，如SSMA(苯乙烯磺酸 顺式丁烯二酸酐)、SST(磺化苯乙烯亚胺)等， 使之与水泥浆有极好的相容性，然后再在泥浆 中加入水硬性材料(如水泥、高炉矿渣等)和辅 料如速凝剂等，使上述混合浆符合注水泥浆的 流变性和理化指标(如抗压强度)。
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这一自控系统包括有:固控设备自控监视器、 泥浆处理剂自动加料器、主要泥浆指标连续监 视器三项主要部位并由中心监视和综合控制系 统进行调正监控操作。其功能是:自动控制各类 固控设备的开启运转，自动分析固相含量的组 分;自动添加泥浆处理剂，自动控制加药速度 (如在一个循环周内加入定量的药品，加重剂)， 并能自动连续测量显示主要泥浆性能的指标;可 随时提供压井泥浆，节省了为压井而准备的储 罐及泥浆。可谓集所有泥浆作业于一身，对于 海上高温高压钻井地区多了一个有利的助手。
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而UF技术则是上述技术的发展，是在钻井 过程中加入适量的BFS(高炉矿渣)并使流变参 数满足钻井液的要求，固井前在钻井液中加入 激活剂(主要是碱性物质，如NaOH、NaC03、 NaSi03)使高炉矿渣活化产生 “水硬性”性能。 达到固井工艺的要求。ຫໍສະໝຸດ 1315. 井眼稳定技术方面
井眼稳定性一直被认为是卡钻及一系列井 下复杂问题的根源，是影响钻井成本的最大因 素。国外用X射线层析成像法进行了井眼的模 拟研究；用计算机程序预测井壁的稳定度，并 求出所需钻井液的密度；通过超声波井下照像 工具(VBI)以声波传递时间和声幅的大小对井 眼进行3600的扫描，可以给出某处地层的横断 面情况以了解其构形及裂缝状态；
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合成基钻井完井液体系在组成上与传统的 油基钻井液类似，各添加剂的加量也大致相同， 也主要由有机合成物基液、乳化剂、水相、加 重剂和其它性能调节剂组成。其中有机合成物 为连续相，水相为分散相，加重剂用于调节密 度，乳化剂和其它调节剂用于分散体系的稳定 及调节流变性。
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多元醇(Polyols)类和甲基多糖(Methyl Glucoside)类是合成基钻井完井液中广为使用 的两种多功能添加剂，它们具有乳化、降滤失、 润滑和增粘的功效，也可以单独作为多元醇钻 井液和甲基多糖钻井液两种新体系的主要添加 剂。合成基钻井液的乳化剂有专用的，如水生 动物油乳化剂:但多数使用与普通油基钻井液相 同的乳化剂。
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2、聚合醇类钻井液技术
钻井液中使用的聚合醇大多是聚乙二醇(聚丙 烯乙二醇)聚丙二醇、乙二醇/丙二醇共聚物、 聚丙三醇或聚乙烯乙二醇等。
江汉石油学院于九十年代初研究开发出聚合醇 产品和聚合醇钻井液体系，以聚合醇JLX为主 剂组成的聚合醇钻井液在渤海、南海西部、东 海、辽河、大港、塔里木和江苏等油田使用， 取得了较好的效果。
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在测定高温高压条件下泥浆的润滑性方 面，M-I泥浆公司研制成功了可以模拟井底条 件 的 润 湿 性 能 装 置 ， 可 以 200 度 以 上 高 温 及 6895Kpa 压 力 条 件 下 对 液 体 润 滑 剂 、 固 体 润 滑剂以及钻井液的润滑性进行测量。上述仪 器国内部分科研单位己有购进者。
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(7)钻井液常规性能稳定、易于控制； （8)环保要求严格的地区钻井，可以就地处理钻
屑，节省费用； (9)用于某些特殊井，钻井综合成本低于油基和
水基钻井完井液； (10)多数合成基液不含荧光物质，对荧光录井
基本无影响； (11)基液进入储层不会引起水敏、水锁和无机
结垢损害，保护油气层效果好。缺点是本身 的成本较高。
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利用其射线荧光法(XBF)来测量钻井液的组 分，重晶石，低固相等的浓度；利用多孔弹性 理论，把力学因素和化学因素联在一起考虑， 使钻井液和页岩中水的摩尔自由能差引起的化 学诱发应力变化与力学诱发应力变化相结合， 开发出了一种井壁稳定性新模式，利用这一模 式计算，可以使井壁稳定问题大为减轻。另外 还用不同的方法和仪器对泥页岩中钻井液组份 迁移动力学方面进行了研究。
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11.钻屑回注工艺技术
由于日益要求严格的环保要求。在第26届 海洋技术年会上，在钻井技术方面重点讨论了 四个论题即：酯基油包水钻井液、毒性检验、 钻屑的回注和排放及高温高压钻井问题。可以 说这四方面问题都是涉及到环保问题的。关于 酯基油包水钻井液本文前面己做了介绍。关于 钻屑的回注据文献介绍己进入实践成功阶段。 其大概流程是将钻屑通过再磨细后与海上混合 用泵注入疏松层段。
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近年来，在胜利油田、辽河油田等，真对 油田深井、大斜度井、浅海及滩海钻井的井壁 稳定、润滑防卡及环境问题研制了聚合醇/有 机硅钻井液体系和聚合醇/氯化钙钻井液体系； 针对低压渗透油藏的油层保护问题，研制了聚 合醇/KCL聚合物钻井液和射孔液。先后己用 于各类井几百口，对安全快速钻井，减少井下 复杂情况，保护环境、保护油气层发挥了积极 作用，取得了良好的效果。
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10.测试仪器方面
为了量测泥浆在高温高压条件下的流变性 能，国外研制了不少各类流变仪、稠度仪等。 如Haake(哈克公司)D1000/300高温高压流变仪 (剪切速率0-1200秒-1)动态高温高压试验仪(可 测动滤失和流变性、最高温度644K，工作压 力140MPa)环路流变仪(可测室温及260K；压 力6000磅/英寸，2.50-5000秒-1剪切速率)等。其 他还有Fann90型高温高压旋转粘度计:Chandle 公司的7300型流变仪等。
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综合以上技术，可以认为90年代以来更 加重视泥页岩/钻井液相互作用的微观机理研 究，逐步从宏观到微观，由定性到定量，采 用力学与化学相结合的方法(化学一力学藕合 研究)来实现钻井液配方的优选达到实现井壁 稳定的目的。
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16. 流变学方面
新版(1993年版)API RP13D《油井钻井液 流变学推荐作法》中与1985年版比较，增加了 较多的内容，摘要有:认为钻井液的流变特性 很复杂，很难用一种流变模式表达出来，因为 钻井液的连续相和分散相在改变，其中:固相 、油、气含量也在改变，其相互间还在不停的 起着物理的、化学的作用，另外还受到流速、 流道的几何尺寸等因素的影响。
(2)进入地层的硅酸根与岩石表面或地层水中的 钙离子发生反应形成硅酸钙沉淀，覆盖在岩石 表面起封堵作用。
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（3）进入地层中的硅酸根遇到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℃时，稀硅酸盐钻井液稳定泥页 岩的机理是以通过多个氢键、静电力和范德华力叠 加，与泥页岩中的粘土矿物形成超分子化学力结合 为主，缩和反应为辅:而当温度超过80℃(在105℃以 上更明显)时，硅酸盐的硅醇基与粘土矿物的铝醇基 发生缩和反应，产生胶结性物质，把粘土等矿物颗 粒结合成牢固的整体，封固井壁。
钻井液完井液新技术
胜利职业学院 刘日华
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主要内容 一、国外钻井液技术发展动态 二、我国钻井液技术的发展 三、气体型钻井完井流体 四、需要进一步发展的新技术
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一、国外钻井液技术发展动态
1. 阴离子型聚合物水基钻井液的研制 2. 阳离子型聚合物水基钻井液的研制 3. 合成基油包水钻井液 4. 乙二醇类水基钻井液(glycol) 5. 甲基葡萄糖甙水基钻井液 6. 甲酸盐类水基钻井液 7. 微泡气体钻井液
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13. 用冷却泥浆的方法来解决高温问题
目前大多数的处理剂都是有机聚合物类 ，在高温、高压条件下就会产生降解而失去 原有性能，将导致泥浆性能的破坏。为了解 决这一难题，除了在化学剂的结构上下功夫 外，另辟了一条新径，就是降低泥浆温度的 方法(目前主要是使用平板式热交换器)来保 持井下的正常状态。
1、合成基钻井液 2、聚合醇类钻井液 3、硅酸盐钻井液 4 、钾酸盐钻井液 5、甲基葡萄糖甙钻井液 6、黑色正电胶钻井完井液 7、正电胶钻井液 8、 新型暂堵型钻井完井液
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9、新型无固相钻井完井液 10、连续油管用钻井液 11、不损害油气层的钻井完井液 12、稳定井壁的钻井液完井液 13、超深井钻井液完井液 14、正电性钻井液
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9. "自控"技术发展方面
国外特别针对海上作业者，研制成功一 种 " 综 合 自 控 泥 浆 系 统 "(Intergrated automation for a mud system)，据称该装置 己在海上平台进行了l000口井的试验，其中 有150口井是油基泥浆的井，效果良好，大 大提高了海上作业的安全性并降低了成本， 其实用性和可靠性己得到海上作业者的认可 。据称目前除准备在新造的钻井平台上安装 外，还计划在现用平台上安装此设备。
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1、 合成基钻井完井液
合成基钻井完井液是以人工合成或改性的 化学品(如酯类、醚类、合成烃类等)为基液 的一类钻井完井液。合成基钻井完井液为了 克服水基钻井完井液难以满足某些复杂条件 和特殊要求下的钻井，油基钻井完井液毒性 大、易着火、影响荧光录井等缺点而发展起 来的。国外从八十年代后期开始研究，九十 年带初开始使用，并取得好效果，1994年被 列为API认可的钻井液体系。