钻井液工艺学克拉玛依职业技术学院石油化学工程系制作人：唐丽第一章钻井液概论第一节钻井液功用类型及组成一.钻井液的功用1.钻井液:是指油气钻井工作中以其多中功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称.2.钻井液的循环过程泥浆泵—地面高压管汇—立管—水龙带—水龙头—方钻杆—钻杆—钻铤—钻头—环空—泥浆池3.泥浆功用(1)携带和悬浮岩屑(2)稳定井壁平衡地层压力(3)冷却润滑钻头钻具(4)传递水动力二.钻井液的类型1.按密度大小分非加重泥浆和加重泥浆2.按粘土水化作用的强弱分抑制阅嘟头且种菩阅嘟?3.按钻井液中流体介质和体系的组成特点分水基、油基和气体钻井液1)水基钻井液（1）组成:粘土+水+其他(各种处理剂、加重材料钻屑)（2）分类A.分散泥浆B.粗分散泥浆(钙处理、盐水)C.聚合物泥浆(阴离子、阳离子、两性)2）油基泥浆（1）组成：全油基泥浆：油+氧化沥青+其它W/O乳化泥浆：油+水+乳化剂+润湿剂+亲油胶体+石灰+加重材料+其它3）气体泥浆A.空气或天然气钻井流体B.雾状钻井流体C.泡沫钻井流体D.充气钻井液第二节钻井液性能及其测试一.钻井液密度1.定义:每单位体积钻井液的质量。2.钻井液密度与钻井工作关系:1)密度高:钻井液过度增稠、易漏失、对油气层损害和钻井液成本增加。2)密度低:井涌、井喷、井塌、井径缩小和携砂能力下降。3.测定方法:P7图1-44.调控方法:1)提密度:加加重材料(控制低密度固相含量),加可溶性无机盐；2)降密度:用机械法和化学絮凝法清除无用固相,加水稀释,混油,充气钻井液。二.钻井液的流变性:钻井液的流动变形特性三.钻井液的滤失造壁性1.滤失性:在压差作用下,钻井液的液体渗入地层这种特性为钻井液的滤失性；2.造壁性:在液体发生渗滤的同时,钻井液中的固体颗粒会附着并沉积在井壁上形成一层泥饼,随着泥饼的逐渐加厚以及在压差作用下被压实,会对裸眼井壁有效地起到稳定和保护作用。钻井液比重秤1-秤杆；2-主刀口；3-泥浆杯；4-杯盖；5-校正筒；6-游码；7-底座；8-主刀垫；9-挡壁钻井液比重秤1-秤杆；2-主刀口；3-泥浆杯；4-杯盖；5-校正筒；6-游码；7-底座；8-主刀垫；9-挡壁四.钻井液的pH值和碱度1.钻井液的pH值；聚合物（pH=7-9）1)pH值=8—11原因如下:(1)可减轻对钻具的腐蚀；(2)可预防因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)有相当多的处理剂在碱性介质中才能充分发挥效能。2)pH值的调整工业用NaOH2.钻井液的碱度1)定义:溶液或悬浮体对酸的中和能力。2)意义(1)碱度测定值可以的确定钻井液滤液中OH-、HCO3-和CO32-等三种离子的含量,判断钻井液碱性的来源。(2)可确定钻井液体系中悬浮石灰的量(储备碱度)。3)分类(1)酚酞碱度(pH=8.3)(泥浆酚酞碱度Pm,滤液酚酞碱度Pf)(2)甲基橙碱度(PH=4.3黄色变橘红色)(泥浆甲基橙碱度Mm,滤液甲基橙碱度Mf)Mf=Pf,滤液碱性完全由OH-引起Pf=0滤液碱性完全由HCO3-引起Mf=2Pf滤液碱性完全由CO32-引起4)储备碱度(Kg/m3)=0.742(Pm-fwPf)例1-1P10Mf/Pf=3,表明CO32-浓度高Mf/Pf≥5则CO32-为严重污染;PH＞11.3,HCO3-不存在PH＜8.3则只存在HCO3-PH=8.3-11.3着良种离子可以共存5)碱度代替PH值(1)一般泥浆的Pf最好保持在1.3-1.5ml(2)饱和盐水泥浆的Pf保持在1ml以上能够即可,海水钻井液的Pf在1.3-1.5ml(3)深井抗高温钻井液应严格控制的含量,一般应将Mf/Pf控制在＜3以内五.钻井液的含砂量1.定义:指钻井液中不能通过200目筛,即粒径大于74um的砂粒占钻井液总体积的百分数。2.危害(1)钻井液密度大,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)使泥饼磨檫系数过高,易造成压差卡钻(4)增加其钻具和钻头磨损,缩短其使用寿命3.测定:N=(V砂粒/V钻井