关于泥浆的一些知识

1、油气上窜速度在钻井过程中，当钻穿油、气层后，因某种原因起钻，而到下次下钻循环时，常有油气侵现象，这就是在压差作用下的油气上窜。单位时间内油气上窜的距离称油气上窜速度，其计算公式如下： V=H/T 其中：H=H1H2 H2=排量（l/s）未气侵泥浆返出时间（s）/每米井眼环空容积（l/m） 式中：V油气上窜速度，米/小时。 H油气上窜高度，米。 T静止时间，小时。 H1油气层深度，米。 H2未气侵泥浆的深度，米。 H 60Q/V (T1-T2) u (14一1) T0 上式中u油气上窜速度，mh； H油气层深度，m； Q钻井泵排量，L/s； T1见到油气显示时间，min； T2下完钻后的开泵时间

2、，min； V-单位长度井眼环空的理论容积，Lm； T0井内钻井液静止时间，min。 例：某井在2 160 m钻遇油气层后即循环钻井液，18：00开始停泵起钻，次日14：00下完钻开泵，开泵后14：20发现钻井液油气侵，当时钻井泵排量为18 L/s，该井环形空间每1 m容积为24 L，问油气上窜速度是多少? 解：由题意已知： H=2 160 m，Q=18 L/s，V=24 Lm T1=14：20，T2=14：00 R=(2418)+14=20 h 将已知数据代入式(14-1)，则 H 60Q/V (T1-T2) 2160- (6018)/24 (14：20-14：00) U=- = -=63

3、(mh) T0 20 答：该井油气上窜速度为63 mh。 H2=排量（l/s）未气侵泥浆返出时间（s）/每米井眼环空容积（l/m） 式中：V油气上窜速度，米/小时。 H油气上窜高度，米。T静止时间，小时。H1油气层深度，米。H2未气侵泥浆的深度，米。 H60Q/V(T1-T2) u(14一1)T0 上式中u油气上窜速度，mh；H油气层深度，m； Q钻井泵排量，L/s； T1见到油气显示时间，min； T2下完钻后的开泵时间，min； V-单位长度井眼环空的理论容积，Lm；T0井内钻井液静止时间，min。 例：某井在2160m钻遇油气层后即循环钻井液，18：00开始停泵起钻，次日14：00下完钻

4、开泵，开泵后14：20发现钻井液油气侵，当时钻井泵排量为18L/s，该井环形空间每1m容积为24L，问油气上窜速度是多少?解：由题意已知： H=2160m，Q=18L/s，V=24LmT1=14：20，T2=14：00R=(2418)+14=20h 将已知数据代入式(14-1)，则 H60Q/V(T1-T2)2160-(6018)/24(14：20-14：00)U=-=-=63(mh) T020 答：该井油气上窜速度为63mh。 酸性和碱性的区别 酸性与碱性的区别在于溶液中氢离子与氢氧根离子浓度的大小。若溶液中氢离子的浓度大于氢氧根离子的浓度，则溶液显酸性,PH值小于7，如盐酸溶液；若溶液中氢

5、离子的浓度小于氢氧根离子的浓度，则溶液显碱性，PH值大于7，如氢氧化钠溶液；若氢离子的浓度与氢氧根离子浓度相等，则溶液显中性PH值等于7，如氯化钠溶液 膨润土在淡水钻井液中作用 1、增加粘度和切力，提高井眼净化能力；2、形成低渗透率的致密泥饼，降低滤失量；3、对于胶结不良的地层，可改善井眼的稳定性；4、防止井漏。卡钻% G0 R9 O* v: , , W! D6 E中国钻井网-论坛 钻井过程中，钻具在井下既不能转动又不能上下活动而被卡死的现象称为卡钻。在正常钻进中，若施工不当或钻井液使用不当等原因，都会造成卡钻事故的发生。大多数卡钻都与钻井液有直接的关系。因此，选用好钻井液处理剂钻井液处理剂并

6、配合施工技术才能预防卡钻事故的发生。live.china- z# J - Z2 Z! G* b了解卡钻的原因与形成，预防和解除事故的方法：live.china-* ?8 X: ! X! R4 Y1 1 w5 W1、 压差卡钻：是指钻具在井内静止时，在钻井液与地层孔隙压力孔隙压力之间的压差作用下，紧压在井壁泥饼上而导致的卡钻。（口述压差卡钻的形成）live.china-+ i0 G6 7 K/ E5 X! G8 j( f预防：（1）降低钻井液的密度。（2）减少钻具与井壁的接触面。（3）降低泥饼摩擦系数。（4）减少岩屑床的厚度。) ?- F# K( O l$ r8 k中国钻井网-论坛 解除：（1）

7、可使用油或解卡剂浸泡，以减少钻具与井壁的粘附面积及降低泥饼的摩擦系数。中国石油钻井行业第一门户3 i* t3 m& Z P7 g1 g（2）用稀盐酸浸泡，但必须是钻井液使用石灰石粉加重和卡钻地层为碳酸盐方可使用。5 q ; N/ n, P中国钻井网-论坛 （3）降低钻井液密度以减小压差，可使用加有抑制剂与润滑剂的水，通过降低压差解卡。+ + Z: t c* p& C) i0 Qlive.china- 2、沉砂卡钻：是由于钻井液的悬浮性能不好，或处理钻井液过程中由于粘度和切力下降幅度大，导致的钻井液中所悬浮的钻屑和重晶石沉淀，埋住井底一段井眼而造成的卡钻。（口述沉砂卡钻的形成）

8、预防：（1）使钻井液保持合适的粘度与切力，使之能有效地携带和悬浮钻屑与重晶石。+ p& ; g D Hlive.china- （2）合理设计环空返速，较好地清洗井眼与井底，保持井眼清洁。; l f6 & x) A) elive.china- （3）注意控制钻速，防止环空中的钻屑质量分数过高。 5 z) h p* E) : 石油钻井人技术与情感交流 解除：（1）应尽快恢复循环（注意使用小排量），尽可能憋通钻头水眼。/ v: z2 w( Y6 s c m 8 z; （2）提高钻井液的粘度与切力，边循环边活动钻具，以期达到逐渐清除沉砂和解卡的目的。（切忌用大排量，猛提、硬压、强转钻具

9、）; ; 22 + x, d# E$ k中国石油钻井行业第一门户 （3）如仍然无法恢复循环，只有采取套铣倒扣的方法解卡。1 H# v q, U+ x) 3、井塌卡钻：主要是由于钻井液未能起到稳定和保护井壁而无法抑制破碎带的坍塌、或因施工人员操作技术不当引起井壁失稳（如泵压过大造成对井壁的冲刷，钻具对井壁的撞击，上下钻过快造成强烈的抽吸或挤压等）。live.china- / D/ 9 : Z% D9 e3 h预防：（1）根据地层构造特性，合理设计钻井液，性能和功效达到抑制、胶结地层。降低钻具与井壁间的摩擦系数，减轻对井壁的撞击和振动。/ s8 7 |% J/ y+ T. jlive.china-

10、 （2）规范施工人员的操作程序，提高施工技术水平，减少人为事故的发生。) p8 O4 i K* r: C b/ K! J1 |钻井,石油,装备,机械,设备,钻井机,海洋钻井,钻井液,完井,固井 解除：（1）采用小排量开泵，建立循环，同时缓慢活动钻具，并逐渐加大排量，带出坍塌物而解卡。% x/ w+ r* Z6 A1 M a, Vlive.china- （2）如仍无法解卡或无法开泵建立循环,则只能通过套铣倒扣来解卡.中国石油钻井行业第一门户: J7 T c! Y5 - 4、缩径卡钻：主要是由于钻井液不能抑制地层水化膨胀、或钻井液柱压不能平衡地层应力,造成地层蠕动变形而缩径卡钻。; 88 X/ %

11、 X- C# f( t2 Q% . v; q中国石油钻井行业第一门户 预防：（1）根据地层特性，合理设计钻井液，其性能和功效应达到抑制地层水化膨胀、平衡地层应力，阻止地层蠕动，防止缩径事故的发生。中国石油钻井行业第一门户) # l t1 h t4 C5 Q2）合理的施工操作技术配合优质的钻井液，在高渗透性的砂岩或砾岩中钻进时，能降低钻井液的滤失量或提高环空返速，阻止泥饼过厚而造成缩径卡钻。/ Q h! m; k) n S# V8 T中国石油钻井行业第一门户 解除：（1）使用湿润剂和稀释剂及柴油进行浸泡一定时间，然后缓慢地活动钻具，采用先压后提上下活动解卡。钻井,石油,装备,机械,设备,钻井机,

12、海洋钻井,钻井液,完井,固井 Y$ M V7 l( v7 h5 v& t) c! （2）如仍无法解卡或无法开泵建立循环,则只能通过套铣倒扣来解卡。$ A% _3 . y2 z M3 j$ g: 石油钻井人技术与情感交流 5、泥包卡钻：是指上提钻具的过程中，因钻头泥包而遇阻所造成的卡钻。主要由于易吸水膨胀的泥岩地层中钻进时，由于环空返速过低，钻井液粘度高，滤失量大，使吸水膨胀的泥岩屑粘附在钻头上未被钻井液所清洗而造成的。9 g- Q1 1 S5 ?live.china- 预防：（1）依据地层特性，选用抑制性强的钻井液。, P0 h. e; b- | B8 F钻井,石油,装备,机械,设备,

13、钻井机,海洋钻井,钻井液,完井,固井 （2）选用合适的环空返速，及时携带岩屑，清洁钻头。& A1 # J w# y 8 j: 中国钻井网-论坛 （3）钻井液中加入防钻头泥包剂，改善钻井液的润滑性能，降低岩屑在钻头上的粘附力。live.china- s2 y: F4 Y: Y; y解除：可根据缩径卡钻解除方法解除。: 井塌井塌主要发生在泥页岩地层，约占井塌的90%以上。主要是由于泥页岩地层吸水膨胀的特性造成的。其它井壁不稳定地层均会发生井塌。+ p q- z0 ! J& 6 u- _5 v钻井,石油,装备,机械,设备,钻井机,海洋钻井,钻井液,完井,固井 井塌的现象主要表现为：:

14、 石油钻井人技术与情感交流, / ( v3 Q w* - （1）返屑尺寸增大,数量增多且混杂。- F* O2 I) S3 o H! D+ W! M1 i& l: 石油钻井人技术与情感交流 (2)泵压增大且不稳定。钻井,石油,装备,机械,设备,钻井机,海洋钻井,钻井液,完井,固井% 6 N9 _ s( x) J# m& p$ % g(3)扭矩增大，憋钻严重。4 E2 D. I% x, C9 B0 Z6 e1 A0 T/ p（4）钻具上提遇卡、下放遇阻。( & G9 |4 G, v# V（5）井径扩大。, T $ i8 A) D. s Z7 N ?中国钻井网-论坛 预防：（

15、1）选用合适的钻井液密度，保持井壁力学平衡稳定。中国钻井网-论坛! ! A& b& E g/ * * _; W7 P& J（2）优选防塌钻井液类型与配方，采用胶结性、抑制性防塌。% F# Q4 R; ( d# W- J（3）采用合理的施工工艺。7 y( _ m6 s% t# X$ E! U& _* x中国石油钻井行业第一门户 清除：（1）增大钻井液的密度、粘度，提高钻井液的悬浮、携屑能力。+ n; v; e2 ?% Z（2）小排量低速钻进，防止钻井液和钻具对井壁的冲刷与撞击，保证井壁稳定。) u( o9 k8 a5 G3 B: I c2 B8 s （3）如仍不能

16、清除则加大环空返速。$ : K U* _9 |+ w+ Nlive.china- （三）井漏中国钻井网-论坛0 ; Q: I% w 各类岩性的地层均可能发生井漏，主要是其构造运动形成的裂缝隙、因风化作用形成的溶孔疏松造成的。漏失通道主要有微孔隙、孔隙、微缝隙、裂隙、大缝隙、大裂隙、溶洞等。live.china-0 H3 7 a8 Q1 e 5 R% Y# M井漏 _5 K 1 N% Z D中国钻井网-论坛 （1）渗透性漏失：发生在孔隙型地层，主要表现为微漏、小漏。井口返浆减少或逐渐减少。% K% t, q. I- Y( b. F( Q) C9 Q钻井,石油,装备,机械,设备,钻井机,海洋钻井,

17、钻井液,完井,固井 （2）部分性漏失：发生在裂缝隙型地层，主要表现为中漏、大漏。井口8 P# 3 . E0 W0 K6 X中国石油钻井行业第一门户 （3）完全漏失：发生在大裂缝隙型、溶洞型地层，主要表现为井口返浆全无。9 % v8 v; W6 K# q. ?7 c井漏的预防：6 N; N# g/ K/ n+ p（1）合理设计井身结构：用套管封隔高压层或漏失层，防止因平衡地层压力地层压力使用的高密度钻井液高密度钻井液所产生的压裂性漏失。+ U9 I2 W7 t6 z! I( a2 V( O; Qlive.china- （2）合理设计井液的动压力：选用合理的钻井液密度与类型，实现地层压力地层压力平

18、衡，降低环空压耗，降低开泵、下钻和下套管过程中的激动压力。& i, T. P! B% z7 , Zlive.china- （3）提高地层的承压能力：采用人工封堵方法，堵塞近井漏失通道来提高地层承压力。& m j+ i# Q9 s* p2 z% 5 堵漏的规程：中国钻井网-论坛9 G. n& T; E. f* W# - ?/ d9 （1）分析井漏发生的原因，确定漏位、类型、程度。, |# D# $ q2 I中国钻井网-论坛 （2）如果条件允许，应钻过该漏层，使该漏层同时封堵，减少处理时间。中国石油钻井行业第一门户 s; v7 Q. g$ j% T7 N（3）如果允许起钻，

19、钻具应下到漏位顶部。3 f0 R% j Z Q; T1 Y$ S （4）使用正确的堵剂和方法堵漏,确保一定的堵剂进入漏失通道, 并保持一定的候凝时间.1 J6 b u. c9 b c* m0 C z （5）如随钻堵漏应不断地活动钻具,避免卡钻., e- X% ?! J& G: A- T: 石油钻井人技术与情感交流 （6）凡采用桥堵法,必须保证管线、泵路畅通，避免憋泵伤人。钻井,石油,装备,机械,设备,钻井机,海洋钻井,钻井液,完井,固井( P+ ! - h1 o(7)憋压试漏应缓慢进行，压力一般不超过3mPa,避免造成新的诱导裂缝。) t, $ w; C5 B$ t: 石油钻井人技术与

20、情感交流 (8)收集、整理资料，总结经念。中国钻井网-论坛3 N- Q/ l, H$ j: J! C0 I1 堵漏方法：6 q) | ; x, j; D9 K: 石油钻井人技术与情感交流 （1）静止法：是在发生完全或部分漏失的情况下，采取停止钻进和循环，起钻于安全井段静候8-24小时为宜，但应保持液柱压与地层压力地层压力平衡。如果堵漏失效，应下钻加入堵漏钻井液替换原液至漏层上方，以增强堵漏效果。缓慢下钻，低泵压、小排量开泵循环观察，无漏失即恢复正常钻进。中国钻井网-论坛9 T 66 Y% O i G* _! （2）桥接法：是将不同形状（颗粒、片状、纤维状）和不同尺寸(粗、中、细)的惰性材料，以

21、不同的配方混合于钻井液中，直接注入漏层的一种堵漏方法。主要以挤压和循环两种方法进行施工。: 石油钻井人技术与情感交流2 e V* & O. B. f+ ?) U+ o, P（3）暂堵法：是指应用暂堵材料（易酸溶、油溶、水溶的堵剂）对漏失通道进行封堵的方法。主要用于封堵渗透性和微裂缝隙地层漏失。& U e3 D W; c6 t# w9 E9 g, D% B% 中国钻井网-论坛 （4）化学法：是将经过筛选的化学堵剂（如PMN化学凝胶、水解聚丙烯腈聚丙烯腈稠浆、硅酸钠等）注入漏失通道，形成凝胶，以封堵漏失层。7 3 b: K& b% V7 B8 v( J# V( v&

22、 K钻井,石油,装备,机械,设备,钻井机,海洋钻井,钻井液,完井,固井 （5）无机胶凝法：是采用水泥浆及各种水泥混合稠浆为基础，对裂缝性和破碎性碳酸盐岩及砾石层的漏失进行封堵。/ v2 w& u E/ I6 T中国石油钻井行业第一门户（四）井喷- P$ s: N1 R7 A9 I/ % , ?live.china- 井喷发生的原因：在钻井过程中，因井内的液柱压不是一个固定值，当液柱压小于地层压力地层压力时就会发生井喷。例如：/ ; f5 y3 7 M5 Q. w3 |1 % K$ a* u中国钻井网-论坛钻井液当量密度当量密度低于地层的压力系数压力系数时。钻井,石油,装备,机械,设备,

23、钻井机,海洋钻井,钻井液,完井,固井6 : m9 Y# G+ y | G: P! Z! n（1） 钻遇油气层时由于气体的不断侵入钻井液使之膨胀。live.china-+ R/ r- 8 b: i2 （2） 起钻时由于未及时灌入钻井液造成井内液柱压下降。; p4 S5 u* D: h（3） 提钻速度过快产生抽吸力增大、井内液柱压下降。b5 ! e4 t: k; p2 Alive.china- 井喷预防的技术措施：为了预防井喷，应采取包括工程措施和钻井液技术措施。主要采取：9 B T f$ R. e# K: 石油钻井人技术与情感交流(1) 选用合理的钻井液密度,平衡井内液柱压力与地层压力地层压力。

24、% j2 K: + ( d* j4 p2 T w0 (2) 进入油、气、水层前，应调整好钻井液的性能。& B3 q* c8 |! s, c) P钻井,石油,装备,机械,设备,钻井机,海洋钻井,钻井液,完井,固井(3) 及时排除气侵气体。3 l I8 W T# I X(4) 储备一定量的加重钻井液。& m) t* s, : live.china- 井喷的处理技术和要求：溢流往往是井喷征兆的第一信号，一旦发生溢流，必须立即关闭防喷器，用一定密度的加重钻井液进行压井。压井钻井液的密度可由下式求得：7 v( T% d2 * N# ?中国石油钻井行业第一门户 (1) 压井钻井液的密度Pm

25、1=原钻井液密度Pm + 压井所需钻井液的密度增量p。+ / k/ k+ j$ Z; k) Y a, S/ b中国石油钻井行业第一门户 (2)压井所需钻井液的密度增量p=100（发生溢流关井时的立管压力Pd/垂直井深H）+安全密度附加值。钻井液密度加重公式W=D*V*(D2-D1)/(D-D2)W:加重剂的重量（t)D:加重剂的密度（g/cm3)V:加重前的泥浆体积（m3)D2：加重后的泥浆密度泥浆密度（g/cm3）D1：加重前的泥浆密度泥浆密度（g/cm3)式中：W-加入的加重材料重量；V浆- 原浆体积；-原浆密度；-欲配的钻井液密度；-加重材料的密度；钻井液迟到时间 1.理论计算法就是井筒

26、环形空间容积钻井液泵排量。 解释：（井筒环空容积就是井眼直径减去钻具外径分段计算，乘以井深）。2.实测迟到时间就是循环一周时间减去下行时间。 解释： 先找和岩屑体积密度差不多的代表物，投入钻杆内，接好方钻杆开泵后，注意记录岩屑返出来的时间，记录的时间就是循环一周的时间。下行时间就是钻杆内径（不同内径应分段计算）乘以井深除以泵排量。3. 现场常用（井深1000米内的井）一般都是找方便面袋子剪碎投入钻杆内，开泵记录方便面袋子碎屑返出的时间。方便面袋子碎屑重量轻所以记录的是循环一周时间现场常用这个作为迟到时间。 在井场如何知道钻井液润滑性能好坏？ 根据加入润滑剂前后钻机的扭矩、泥浆泵泵压、柴油机转速

27、、提升拉力的变化情况，就可判断润滑剂的润滑效果好坏。加入润滑剂后，钻头钻铤钻杆回转时与钻井液、泥饼的摩擦阻力就减小，相应地钻机扭矩就减小，柴油机负荷就减小，在 油门固定不变时，柴油机的转速就增加；钻井液流动性变 好，泥浆泵泵压降低而排量增加；提升钻具时，钻具与钻井液、泥饼的 磨阻就减少，提升拉力就降低。依据变化量的大小，就可知道润滑剂润滑效果的好坏。 影响钻井液润滑性的主要因素有哪些？影响钻井液润滑性的主要因素有：有机高分子处理剂、润滑剂、滤失量、地下水、滤液pH值、钻井液的粘度、密度、固相。1有机高分子处理的影响。许多高分子处理剂如纤维素、磺化酚 醛 树 脂、聚丙烯酰胺等能改善泥饼质量，在钻柱、井壁上形成吸附膜，增 强 润 滑性，减少钻柱 摩 擦阻力。2润滑剂用清水作钻井液，摩 擦 阻力是较大的，而 往清水中加入少量的润滑剂如阴离子表面活性剂，就能大幅度提高钻井液的防磨性和润滑性。3滤失性、地下水和滤液pH值的影响。降滤失剂能使泥饼薄而致密，表面光滑，具有良好的润滑性；井底温度、压差、地下水和滤液的pH值 会 在不同程度上影响润滑剂和其它处理剂的作用效能，从而影响泥饼的质量，对钻井液的润滑性能产生影响。4粘度、密度和固相的影响。随着钻井液固相含量、密