钻井液性能及其测试ppt课件

1、 钻井液性能及其测试钻井液性能及其测试钻井液常规性能包括：钻井液常规性能包括：密度、密度、pH值、含砂量、固相含量值、含砂量、固相含量流变性漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、动切力、流变性漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、动切力、静切力等静切力等滤失造壁性滤失量、滤饼厚度、滤饼性能等滤失造壁性滤失量、滤饼厚度、滤饼性能等一、钻井液密度一、钻井液密度1.1.钻井液密度及其在钻井作业中的重要性钻井液密度及其在钻井作业中的重要性1.1 1.1 密度密度DensityDensity单位体积钻井液的质量单位体积钻井液的质量最常用符号：最常用符号：最常用单位：最常用单位：g/cm3g/cm31.2 1.2 泥浆比

2、重泥浆比重(Mud Weight)(Mud Weight)在钻井工程上，钻井液密度在钻井工程上，钻井液密度 = = 泥浆比重泥浆比重某泥浆比重为某泥浆比重为1.31.3，即密度为，即密度为1.3 g/cm31.3 g/cm3一、钻井液密度一、钻井液密度1.3 1.3 作用作用经过调理钻井液的密度，可改动钻井液在井筒内的静经过调理钻井液的密度，可改动钻井液在井筒内的静液柱压力液柱压力P = ghP = gh1.4 1.4 重要性重要性平衡地层孔隙压力平衡地层孔隙压力 防止井涌井喷防止井涌井喷平衡地层构造应力平衡地层构造应力 防止井塌防止井塌因此钻井液密度不能过低，但钻井液密度过高会导致：因此钻井

3、液密度不能过低，但钻井液密度过高会导致：井漏；钻速下降；损害油气层等井漏；钻速下降；损害油气层等1.5 1.5 意义意义钻井液密度是确保平安、快速钻井和维护油气层的一钻井液密度是确保平安、快速钻井和维护油气层的一个非常重要的参数个非常重要的参数井漏井漏井喷井喷复杂情况复杂情况坍塌坍塌 钻具钻具厚泥饼厚泥饼卡钻卡钻 2. 2.钻井液密度的丈量钻井液密度的丈量用一种专门设计的钻井液比重秤用一种专门设计的钻井液比重秤(Mud (Mud BalancerBalancer测得测得3.钻井液密度的调整3.1 添加的方法 = 加重参与重晶石等不溶性加重资料参与可溶性无机盐如在维护油气层的清洁盐水钻井完井液中

4、，经过参与NaCl，可将钻开液密度提高至1.20 g/cm3左右3.2 减小的方法 去除钻井液中的无用固相机械方法，化学絮凝加水稀释混油充气常用的加重剂常用的加重剂重晶石重晶石BaSO4(=4.24.6)石灰石石灰石CaCO3(=2.72.9)菱铁矿菱铁矿Fe CO3 (=3.73.9)方铅矿方铅矿PbS(=7.57.6)钛铁矿钛铁矿FeTiO3或或TiO2Fe2 O3 (3.0)铁矿粉铁矿粉Fe2 O3(=4.95.3)二、钻井液的流变性钻井液的流变性是指钻井液流动和变形的特性。该特性通常是由不同的流变方式及其参数来表征的，最常用的流变方式为宾汉方式和幂律方式宾汉方式的参数：塑性粘度(Pla

5、stic Viscosity)和动切力(Yield Point)幂律方式的参数：流性指数(FLow Behavior Index)和稠度系数(Consistency Index)二、钻井液的流变性此外，漏斗粘度(Funnel Viscosity、表观粘度(Apparent Viscosity)和静切力(Gel Strength)等也是钻井液的重要流变参数由于钻井液的流变性与携岩、井壁稳定、提高机械钻速和环空水力参数计算等一系列钻井任务亲密相关，因此它是钻井液最重要的性能之一。有关内容将在后面的教学任务中重点论述。钻井液流变性的丈量三、钻井液的滤失造壁性1 1 钻井液的滤失性钻井液的滤失性钻井过

6、程中，当钻头钻过浸透性地层时，由于钻井液钻井过程中，当钻头钻过浸透性地层时，由于钻井液的液柱压力普通总是大于地层孔隙压力，在压差作用下，的液柱压力普通总是大于地层孔隙压力，在压差作用下，钻井液的液体便会渗入地层，这种特性常称为钻井液的液体便会渗入地层，这种特性常称为2 2 钻井液的造壁性钻井液的造壁性在液体发生渗滤的同时，钻井液中的固相颗粒会附着在液体发生渗滤的同时，钻井液中的固相颗粒会附着堆积在井壁上构成一层泥饼堆积在井壁上构成一层泥饼(Mud cake)(Mud cake)；随着泥饼的逐；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渐加厚以及在压差作用下被压实，会对裸眼井壁

7、有效地起到稳定和维护作用，这就是起到稳定和维护作用，这就是由于泥饼的浸透率远远小于地层的浸透率，因此构成的泥饼还可有效地阻止钻井液中的固相和滤液继续侵入地层。在钻井液工艺中，通常用滤失量(Water loss 或Filtration Rate)来表征钻井液的渗滤速率 滤饼质量评价滤饼质量评价四、钻井液的pH值通常用钻井液滤液的pH值表示钻井液的酸碱性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、切力等在实践运用中，大多数钻井液的pH值要求控制在811之间，即维持一个较弱的碱性环境。这主要是由于有以下几方面的缘由：可减轻对钻具的腐蚀；可预防因氢脆而引起的钻

8、具和套管的损坏；有相当多的处置剂需求在碱性介质个才干充分发扬其效能，如丹宁类、褐煤类和木质素磺酸盐类处置剂铁人王进喜跳入泥浆池碱性搅拌泥浆调理钻井液pH值的方法：参与烧碱有时也运用纯碱或石灰五、钻井液含砂量钻井液中不能经过200目筛网，即粒径大于74微米的砂粒占钻井液总体积的百分数在现场运用中，该数值越小越好，普通要求控制在0.5以下含砂量过高的危害：使钻井液密度增大，对提高钻速不利；使构成的泥饼松软，导致滤失量增大，不利于井壁稳定，并影响固井质量添加对钻头和钻具的磨损，缩短其运用寿命降低钻井液含砂量量有效的方法：充分利用振动筛、除砂器、除泥器等设备，对钻井液的固相含量进展有效的控制六、钻井液的固相含量钻井液中全部固相的体积占钻井液总体积的百分数固相的组成：膨润土，石英、长石、重品石，造浆率极低的粘土固相含量的高低以及这些因相颗粒的类型、尺寸和性质均对钻井时的井下平安、钻井速度及油气层