钻井液现场维护与调整ppt课件

1、股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心2005年年12月月股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心前言钻井液本钱占钻井本钱约10%.在钻井事故及复杂中所呵斥的费用损失中,因钻井液问题呵斥的事故及复杂的比例占多少?估计远大于10%.缘由分析:与地层直接接触的有二项:钻井液和井下工具,而钻井事故及复杂主要发生在井下.钻井液受地层影响及破坏最严重.钻井液对井壁影响最大.经常有人把钻井液在钻井工程中的作用比做人体中的血液,非常恰当.人体血液约占人体分量的10%,但决非一条胳膊或一条腿的重要性可比,而是整体性的影响,钻井液在钻井工程中的影响也同样是整体性的.股份

2、公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心前言 钻井液性能好坏直接影响井下平安.例如: 西部井的刹把出现问题,呵斥钻具在井下无法动弹,由于是进口钻机,无现成刹把交换,只得到东部钻井公司大本营去取,共用了5天时间,起钻正常,没有发生钻井事故及复杂. 即使没有钻井设备没有出现问题,钻井液性能不好呵斥钻井事故及复杂的情况是非常多的.西部井,钻井液性能不好,屡屡发生井下复杂,后改换了钻井液工程师,改善了钻井液性能,顺利完井.股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心前言钻井液与地质录井关系非常亲密,在地质录井中专门有钻井液录井工程,可以说没有钻井液,地质录井是不能够实现

3、的.地质录井对钻井液的影响也非常大1、具有指点作用，如：密度、性能等2、具有制约作用，如：密度、处置剂等为了保证包括地质录井的工程施工顺利进展，地质监视有必要全面了解钻井液。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心目录目录股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心2、钻井液的主要功能 1. 清洁井底并携带钻屑至地面 2.

4、 悬浮钻屑和加重资料 3. 控制和平衡地层压力 4. 构成滤饼，维护井壁 5. 冷却和光滑钻头和钻柱 6. 加快机械钻速 7. 控制钻具和套管的腐蚀速率 8. 支撑钻柱和套管的部分分量 9. 提供所钻地层的有关资斜股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心 3、钻井液设计原那么 钻井液的性能要求 合理的钻井液密度。 适宜的钻井液流变性，能悬浮并及时携带出坍塌物和钻屑。 具有较低的滤失量和较好的滤饼质量。 具有良好的封堵才干。 具有良好的光滑性能。 具有较强抑制性。 具有良好的抗污染才干。 有利于维护储层，且能顺应地层的变化和影响，坚持性能稳定。股份公司勘探与生产工程监督中心股

5、份公司勘探与生产工程监督中心3、钻井液设计原那么钻井液体系优选与井型配伍探井应满足地质发现的要求，选用利于发现和维护储层、利于测井解释和井下平安的钻井液。消费井应选取最优化的钻井液体系，既利于提高钻速和井下平安又利于维护储层的钻井液。调整井选用能对付多压力层系且有利于储层维护的钻井液体系。定向井选用光滑、防塌、维护储层且携带和悬浮才干强的钻井液体系。 股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心3、钻井液设计原那么钻井液体系优选与地层配伍易塌层：选用防塌钻井液。石膏层：选用抗钙钻井液或钙处置钻井液。盐岩层：选用抗盐污染钻井液或盐水钻井液。高温地层：选用抗高温钻井液，并严厉控制粘

6、土含量。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心3、钻井液设计原那么与储层配伍选用对储层具有维护作用的钻井液体系及处置剂。严厉控制钻井液中固相含量特别是粘土含量。钻井液顺应地层变化和影响，性能稳定。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心3、钻井液设计原那么与环境配伍应尽量不用或少用严重污染地表水或地下水的钻井液及处置剂。要留意所用钻井液和处置剂的毒性，减小钻井液对环境呵斥的危害，尤其在环境敏感的地域进展工程作业时。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心 1、水基钻井液体系、水基钻井液体系 (包括水包油钻井液包括水包油钻井液) 2、

7、油基钻井液体系、油基钻井液体系 (全油钻井液、油包水钻井液、合成基钻井液全油钻井液、油包水钻井液、合成基钻井液) 3、合成基钻井液体系、合成基钻井液体系 (醚基、酯基、聚醚基、酯基、聚-烯烃基和异构化烯烃基和异构化-烯烃基钻井液烯烃基钻井液) 4、气基钻井液体系、气基钻井液体系 (空气、天然气、雾、泡沫空气、天然气、雾、泡沫)股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心API/IADC分类1、不分散钻井液体系( None-Dispersed Drilling Fluid System ) 所谓不分散钻井液是指通常用来钻

8、浅部井段的钻井液，如开钻钻井液、自然造浆钻井液、细微处置钻井液等。2、分散钻井液体系( Dispersed Drilling Fluid System ) 运用木质素磺酸盐、褐煤或丹宁类产品来分散粘土矿物的钻井液体系。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心API/IADC分类3、钙处置钻井液体系( Calcium Treated Drilling Fluid System ) 熟石灰、石膏或氯化钙处置的钻井液体系，可抗盐和硬石膏的污染，但胶凝敏感且在高温下易导致固化作用。 4、聚合物钻井液体系( Polymer Drilling Fluid System ) 长链高分子量

9、聚合物用于钻井液中，或是包被钻屑以防止其分散，或是提高粘度和降低滤失量，通常运用氯化钾或氯化钠等提高页岩抑制才干；这种钻井液体系通常要求含有尽能够低浓度的膨润土，对钙、镁等二价离子很敏感。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心 API/IADC分类 5、低固相钻井液体系( Low Solids Drilling Fluid System ) 控制固相含量和类型，总固相含量不应超越6%10%，粘土含量应为约3%或更低；而钻屑和膨润土含量比值应低于2:1；主要优点是可显著提高机械钻速。 6、盐水钻井液体系( Saltwater Drilling Fluid System )

10、饱和盐水钻井液体系：氯离子浓度接近190,000 mg/l (饱和)，通常用来钻盐岩地层。 盐水钻井液体系：氯离子浓度为10,000mg/l以上。 微咸水或海水钻井液体系：氯离子含量较低代。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心API/IADC分类7、油基钻井液体系( Oil-Based Drilling Fluid System ) 逆乳化钻井液：氯化钙盐水(含量可高达50%)为乳化相，油(矿物油、柴油等)为延续相。 全油钻井液：液相为油，通常用作取心液。 油基钻井液添加剂包括：乳化剂、润湿剂(普通为脂肪酸和胺衍生物)、高分子量脂肪酸盐、外表活性剂、胺处置的有机资料、有

11、机土和石灰等。8、合成基钻井液体系( Synthetic Drilling Fluid System ) 合成基钻井液具有油基钻井液性能，但没有环境危害。 主要类型有醚基、酯基、聚-烯烃基和异构化-烯烃基钻井液。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心API/IADC分类9、气基钻井液体系( Gas-Based Drilling Fluid System ) 枯燥空气或天然气钻井流体 雾钻井液 泡沫钻井液 充气钻井液股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心钻井液处置剂分类钻井液处置剂分类股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心 钻井液

12、处置剂简介 造浆资料：具有造浆才干的资料，如：膨润土、有机土等股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心钻井液处置剂简介加重资料 ：具有高密度的重晶石、氧化铁、碳酸钙及类似的产品股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心钻井液处置剂简介碱度、pH控制剂 ( Alkalinity, pH Control Additives ) 用来控制钻井液的酸度或碱度，常用的产品包括石灰、烧碱、纯碱和碳酸氢钠，也包括其他的普通酸和碱。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心钻井液处置剂简介杀菌剂(Bactericides)：用来防止淀粉、生物聚合物等有机

13、添加剂细菌降解。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心钻井液处置剂简介除钙剂(Calcium Reducers) 用来降低海水中的钙离子浓度、处置水泥污染和地层中的硬石膏、石膏污染，如纯碱、碳酸氢钠、烧碱和某些多磷酸盐等。防腐剂(Corrosion Inhibitors) 在控制钻井液pH值的条件下，用来控制腐蚀、中和钻井液中有害酸气和防止结垢，普通为胺基或磷酸盐基产品，也有其他专门配制的化学产品。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心钻井液处置剂简介消泡剂(Defoamers)： 用来减少钻井液发泡作用，特别是在盐水和饱和盐水钻井液中。乳化剂(Em

14、ulsifiers)： 用来使两种互不相溶的液体成为非均匀混合物(乳状液)。 包括：用于油基钻井液中的脂肪酸和胺基化学产品和用于水基钻井液中的清洁剂、脂肪酸盐、有机酸、水溶性外表活性剂等，可以是阴离子型、非离子型或阳离子型的化学产品。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心钻井液处置剂简介降滤失剂(Filtrate Reducers) 用来降低钻井液的滤失量，如膨润土、褐煤、CMC、PAC、预胶化淀粉等。絮凝剂(Flocculants) 用来提高钻井液粘度，提高膨润土造浆率，在低固相钻井液中廓清液相或使固相脱水，也可使钻井液中的胶体颗粒聚束或成絮凝物并使其沉降；如盐或盐水、

15、熟石灰、石膏、丙烯酰胺基高聚物等。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心钻井液处置剂简介发泡剂(Foaming Agents) 通常作为外表活性剂在有水时发泡，发泡剂可使空气或天然气用于钻水层。堵漏资料(Lost Circulation Materials) 用来封堵漏失层，隔离井眼外表和地层，以便在随后作业中不会再呵斥钻井液的漏失。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心钻井液处置剂简介光滑剂(Lubricants) 用来降低钻井液的摩阻系数，以便降低扭矩和阻力；如各种油、合成基液体、石墨、外表活性剂、乙二醇、甘油以及其他化学产品。解卡剂(Pipe-

16、Freeing Agents) 注入至预测的卡点，以降低摩阻并提高光滑性，因此到达解卡的目的，通常含有清洁剂、脂肪酸盐、油、外表活性剂和其他化学产品。 股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心钻井液处置剂简介页岩抑制剂(Shale Control Inhibitors) 可溶性钙盐、钾盐等无机盐和一些有机化合物因降低页岩的水化作用而具有页岩抑制性。外表活性剂(Surface Active Agents) 降低接触面(水-油、水-固体、水-空气等)之间的界面张力，可作为乳化剂、破乳剂、润湿剂、絮凝剂或解絮凝剂等运用。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心

17、钻井液处置剂简介高温稳定剂(Temperature Stability Agents) 用来提高钻井液在高温条件下的流变性能和滤失性能稳定性，并在高温条件下继续发扬其功能，例如丙烯酸盐聚合物、磺化聚合物和共聚物，以及褐煤、木质素磺酸盐和丹宁基添加剂等。稀释剂、分散剂(Thinners, Dispersants) 用来改动钻井液中的固相含量和粘度之间的相互关系，也可用于降低静切力，提高钻井液的“可泵性 等，丹宁(栲胶)、各种多磷酸盐、褐煤和木质素磺酸盐等可作为稀释剂或解絮凝剂运用。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心钻井液处置剂简介增粘剂(Viscosifiers) 用来

18、提高粘度以保证钻井液的更好的井眼清洁才干和悬浮固相才干，包括膨润土、CMC、PAC、凹凸棒土和高分子量聚合物等。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能1、钻井液密度、钻井液密度(Drilling Fluid Density)单位体积钻井液所含物质的质量单位体积钻井液所含物质的质量,用钻井液密度计测定用钻井液密度计测定,用用D表示表示,单位为单位为g/cm3。常用英制单位：常用英制单位：ppg(lb/gal) pcf(lb/ft3) 梯度梯度(lb/in2/1000ft) 钻井液密度单位换算：钻井液密度单位换算： g/cm3 = 0.12ppg

19、g/cm3 = 0.016pcf ppg = 0.134pcf股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能2 2、漏斗粘度、漏斗粘度(Funnel Viscosity)(Funnel Viscosity)一定量的钻井液从规定的漏斗粘度计中流出所需的一定量的钻井液从规定的漏斗粘度计中流出所需的时间，用马氏漏斗测定，用时间，用马氏漏斗测定，用FVFV表示，单位为表示，单位为s/ls/l。英制单位为英制单位为s/quart(1quart=946ml)s/quart(1quart=946ml)，s/quarts/quart和和s/ls/l之间不能进展换算。之

20、间不能进展换算。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能3 3、表观粘度、表观粘度(Apparent Viscosity)(Apparent Viscosity)钻井液在一定剪切速率下的剪切应力与剪切速率比值，用直读式粘钻井液在一定剪切速率下的剪切应力与剪切速率比值，用直读式粘度计测定，用度计测定，用AVAV表示，单位为表示，单位为mPasmPas。表观粘度的计算：表观粘度的计算： AV = AV = 600 600 式中：式中：600600直读式粘度计直读式粘度计600r/min600r/min读值。读值。常用习惯单位为厘泊常用习惯单位为厘泊(

21、cp)(cp)，mPasmPas与与cpcp数值相等。数值相等。 12股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能4 4、塑性粘度、塑性粘度(Plastic Viscosity)(Plastic Viscosity)钻井液在层流条件下，剪切应力与剪切速率成线性关系时的斜率值，钻井液在层流条件下，剪切应力与剪切速率成线性关系时的斜率值，用直读式粘度计测定，用用直读式粘度计测定，用PVPV表示，单位为表示，单位为mPasmPas。塑性粘度的计算：塑性粘度的计算： PV = PV = 600600300 300 式中：式中：300300直读式粘度计直读式粘

22、度计300r/min300r/min读值。读值。常用习惯单位为厘泊常用习惯单位为厘泊(cp)(cp)，mPasmPas与与cpcp数值相等。数值相等。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能5 5、动切力、动切力(Yield Point)(Yield Point)钻井液在层流条件下，剪切应力与剪切速率成线性关系时的构造强钻井液在层流条件下，剪切应力与剪切速率成线性关系时的构造强度，用直读式粘度计测定，用度，用直读式粘度计测定，用YPYP表示，单位为表示，单位为PaPa。动切力的计算：动切力的计算： YP = AVYP = AVPV PV 或或 Y

23、P = (YP = (300 300 PV)PV)英制单位为英制单位为lb/100ft2lb/100ft2，Pa = 0.5 lb/100ft2Pa = 0.5 lb/100ft2。12股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能6 6、静切力、静切力(Gel Strength)(Gel Strength)钻井液在静止时的胶凝强度，用初切和终切来描画，用直读式粘度钻井液在静止时的胶凝强度，用初切和终切来描画，用直读式粘度计测定，初切和终切分别用计测定，初切和终切分别用G10sG10s和和G10minG10min表示，单位为表示，单位为PaPa。静切力

24、的计算：静切力的计算： G10s = G10s = 310s 310s G10min = G10min = 310min310min式中：式中： 310s310s静止静止10s10s后，直读式粘度计后，直读式粘度计3r/min3r/min读值；读值； 310min 310min 静止静止10min10min后，直读式粘度计后，直读式粘度计3r/min3r/min读值。读值。动切力的英制单位为动切力的英制单位为lb/100ft2lb/100ft2，Pa = 0.5lb/100ft2Pa = 0.5lb/100ft2。1212股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性

25、能四、钻井液性能7、n、K值值(n,K Value) n、K是用幂律方式描画假塑性流体的两个流变参数。是用幂律方式描画假塑性流体的两个流变参数。 n为流型指数，无量纲。为流型指数，无量纲。n值反映钻井液的非牛顿性程度，值反映钻井液的非牛顿性程度，n值越接近值越接近1，流体，流体越接近牛顿流体；越接近牛顿流体；n值越小，剪切减稠性越明显。值越小，剪切减稠性越明显。 K为稠度系数，单位为为稠度系数，单位为Pasn。K值反映钻井液的稠度，是钻井液直观流动性值反映钻井液的稠度，是钻井液直观流动性的表现。钻井液中的固相含量越高，颗粒越小，的表现。钻井液中的固相含量越高，颗粒越小，K值越大。值越大。K值小

26、，有利于提值小，有利于提高机械钻速，但不利于井眼清洁。高机械钻速，但不利于井眼清洁。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能7、n、K值值(n,K Value) 用直读式粘度计测定流变性时，用直读式粘度计测定流变性时，n、K值的计算：值的计算： n3.32 log K K值的常用习惯单位为值的常用习惯单位为dynesn/cm2，英制单位为，英制单位为lbsn/100ft2，这几种单位之间的换算关系为：这几种单位之间的换算关系为：Pasn10dynesn/cm22 lbsn/100ft2。 3002 511n股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘

27、探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能8 8、滤失量、滤失量(Fluid Loss(Fluid Loss或或Filtration)Filtration)在规定的实验条件下，钻井液经过过滤介质在在规定的实验条件下，钻井液经过过滤介质在30min30min内滤出的滤液内滤出的滤液量，用滤失仪测定，用量，用滤失仪测定，用FLFL表示，单位为表示，单位为ml/30minml/30min。API FLAPI FL：室温，压力为：室温，压力为690kPa690kPa。HTHP FLHTHP FL：测试温度取决于井底温度，压差为：测试温度取决于井底温度，压差为3.45MPa3.45MPa。9 9、

28、滤饼、滤饼(Filtrate Cake)(Filtrate Cake)测定钻井液滤失量时过滤介质上的堆积物称为滤饼。测定钻井液滤失量时过滤介质上的堆积物称为滤饼。滤饼厚度：用缓慢水流冲洗后的滤饼厚度，单位为滤饼厚度：用缓慢水流冲洗后的滤饼厚度，单位为mmmm。滤饼质量：用滤饼质量：用“硬、软、韧、致密、巩固、疏松等描画。硬、软、韧、致密、巩固、疏松等描画。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能1010、pHpH值值(pH Value)(pH Value)钻井液钻井液( (或滤液或滤液) )中氢离子浓度中氢离子浓度(mol/l)(mol/l)的负

29、对数值。的负对数值。pH=7pH=7为中性，为中性，pHpH7 7为酸性，为酸性，pHpH7 7为碱性。为碱性。用比色法用比色法(pH(pH试纸试纸) )或或pHpH计测定。计测定。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能1111、固相含量和液相含量、固相含量和液相含量(Solids and Liquid Content)(Solids and Liquid Content)钻井液中溶解的和悬浮的固体总量称为固相含量，液体钻井液中溶解的和悬浮的固体总量称为固相含量，液体( (包括水和油包括水和油) )总量称为液相含量，用蒸馏法测定，分别用总量称为

30、液相含量，用蒸馏法测定，分别用VsVs、VwVw、VoVo表示，表示，单位均为体积百分数。单位均为体积百分数。(1) (1) 固相含量和液相含量的计算：固相含量和液相含量的计算：Vw Vw Vo Vo Vs = 100Vs = 100(Vw + Vo)(Vw + Vo) 100 V wV100 V oV股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能(2) 悬浮固相含量的计算：悬浮固相含量的计算： Vss = VsVw 式中：式中：Vss 悬浮固相体积百分数，悬浮固相体积百分数，%； Cs 氯离子浓度，氯离子浓度，mg/l。(4) 加重资料含量的计算：加

31、重资料含量的计算： Vb = VssVlg 式中：式中：Vb 加重资料体积百分数，加重资料体积百分数，%。 Vlg低密度固相体积百分数，低密度固相体积百分数，%；Cs 1680000 1.21Cs 股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能(3) 低密度固相含量的计算：低密度固相含量的计算： Vlg = 100f +(bf)Vss100D(fo)Vo式中：式中：Vlg低密度固相体积百分数，低密度固相体积百分数，%； D 钻井液密度，钻井液密度，g/cm3； f 滤液密度滤液密度, g/cm3(氯化钠水溶液，氯化钠水溶液，f =1+0.0000010

32、9Cs)； b 加重资料密度，加重资料密度，g/cm3； lg低密度固相密度，低密度固相密度，g/cm3； o 油密度，油密度，g/cm3。1b lg股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能(5) 低密度固相、加重资料和悬浮固相浓度的计算：低密度固相、加重资料和悬浮固相浓度的计算： Clg = 9.96lgVlg Cb = 9.96bVb Css = Clg + Cb式中：式中：Clg 低密度固相浓度，低密度固相浓度，kg/m3； Cb 加重资料浓度，加重资料浓度， kg/m3 ； Css悬浮固相浓度，悬浮固相浓度， kg/m3 。股份公司勘探与

33、生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能1212、含砂量、含砂量(Sands Content)(Sands Content)钻井液中粒径大于钻井液中粒径大于7474m(200m(200目目) )的固相颗粒含量，用含砂量测定的固相颗粒含量，用含砂量测定仪测定，用体积百分数表示仪测定，用体积百分数表示 1313、亚甲基蓝容量、亚甲基蓝容量(Methylene Blue Test)(Methylene Blue Test)用用0.1mol/l0.1mol/l亚甲基蓝溶液滴定每毫升钻井液至终点时所耗费的亚甲亚甲基蓝溶液滴定每毫升钻井液至终点时所耗费的亚甲基蓝溶液的毫升

34、数基蓝溶液的毫升数, ,用用MBTMBT表示表示, ,单位为单位为ml/mlml/ml。 MBT =MBT = Be = 14.3MBT Be = 14.3MBT式中：式中：MBTMBT亚甲基蓝容量，亚甲基蓝容量，ml/mlml/ml Vm Vm 亚甲基蓝溶液耗费体积，亚甲基蓝溶液耗费体积，mlml V V 钻井液样品体积，钻井液样品体积，mlml Be Be 膨润土当量，膨润土当量，g/lg/l或或kg/m3kg/m3VmV股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能1414、碱度、碱度(Alkalinity)(Alkalinity)1) 1) 钻

35、井液碱度钻井液碱度钻井液酚酞碱度钻井液酚酞碱度(Pm)(Pm)：以酚酞溶液为指示剂：以酚酞溶液为指示剂( (滴定终点滴定终点pHpH值为值为8.3)8.3)滴定每毫升钻井液所耗费的滴定每毫升钻井液所耗费的0.01mol/l0.01mol/l硫酸溶硫酸溶液的毫升数，以液的毫升数，以PmPm表示，单位为表示，单位为ml/mlml/ml。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能1414、滤液碱度、滤液碱度(Alkalinity)(Alkalinity)2) 2) 钻井液滤液碱度钻井液滤液碱度滤液酚酞碱度滤液酚酞碱度(Pf)(Pf)：以酚酞为指示剂：以酚

36、酞为指示剂( (滴定终点滴定终点pHpH值为值为8.3)8.3)滴定每毫升钻井液滤液所耗费的滴定每毫升钻井液滤液所耗费的0.01mol/l0.01mol/l硫酸溶液的硫酸溶液的毫升数，以毫升数，以PfPf表示，单位为表示，单位为ml/mlml/ml。滤液甲基橙碱度滤液甲基橙碱度(Mf)(Mf)：以甲基橙为指示剂：以甲基橙为指示剂( (滴定终点滴定终点pHpH值值为为4.3)4.3)滴定每毫升钻井液滤液所耗费的滴定每毫升钻井液滤液所耗费的0.01mol/l0.01mol/l硫酸硫酸溶液的毫升数，以溶液的毫升数，以MfMf表示，单位为表示，单位为ml/mlml/ml。股份公司勘探与生产工程监督中心

37、股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能滤液中氢氧根、碳酸根、碳酸氢根离子浓度的估算滤液中氢氧根、碳酸根、碳酸氢根离子浓度的估算(2) (2) 钻井液中石灰含量的计算：钻井液中石灰含量的计算： ClCl0.742(Pm0.742(PmFwPf)FwPf)式中：式中：ClCl 钻井液中的石灰含量，钻井液中的石灰含量，kg/m3kg/m3 Fw Fw 钻井液中的水体积分数钻井液中的水体积分数(Fw = Vw/100)(Fw = Vw/100)OH(mg/l)CO32(mg/l) HCO3(mg/l)Pf0001220Mf2PfMf01200Pf1220(Mf2Pf)2PfMf01

38、200Pf02PfMf340(2PfMf)1200(MfPf)0PfMf340Mf00股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能3) P1/P2碱度测定法碱度测定法 P1：取：取1ml钻井液滤液和钻井液滤液和25ml去离子水于滴瓶中，参与去离子水于滴瓶中，参与2ml 0.1mol/l氢氧化钠溶液，充分搅拌氢氧化钠溶液，充分搅拌(假设假设pH值小于值小于11.4, 再参与再参与2ml氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液)；参与；参与3ml 10%氯化钡溶液，边搅拌边参与酚氯化钡溶液，边搅拌边参与酚酞指示剂溶液后，立刻用酞指示剂溶液后，立刻用0.02mol/l盐酸

39、溶液滴定至终点，所耗盐酸溶液滴定至终点，所耗费的盐酸溶液毫升数即为费的盐酸溶液毫升数即为P1，单位为，单位为ml/ml。P2：用同量去离子水和试剂配制的参比样品所耗费的：用同量去离子水和试剂配制的参比样品所耗费的0.02mol/l盐盐酸溶液毫升数即为酸溶液毫升数即为P2，单位为，单位为ml/ml。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能 滤液中的氢氧根、碳酸根和碳酸氢根离子浓度的计算：滤液中的氢氧根、碳酸根和碳酸氢根离子浓度的计算： (1) P1(1) P1P2P2： COH-COH-340(P1340(P1P2)P2) CCO3-2 CCO3-

40、212001200PfPf(P1(P1P2)P2) (2) P1(2) P1P2P2： CHCO3-CHCO3-1220(P21220(P2P1)P1) CCO3-2 CCO3-21200Pf1200Pf 式中，式中，COH- COH- 钻井液中钻井液中OH-OH-浓度，浓度，mg/lmg/l； CCO3-2 CCO3-2 钻井液中钻井液中CO3-2CO3-2浓度，浓度，mg/lmg/l； CHCO3- CHCO3- 钻井液中钻井液中HCO3-HCO3-浓度，浓度，mg/lmg/l。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能4) 钻井液滤液碱度两种

41、测定方法对比钻井液滤液碱度两种测定方法对比方方 法法优优 点点缺缺 点点Pf/Mfa) 传统的方法传统的方法b) 用一个样品滴用一个样品滴定二次定二次a) Mf 滴定中有干扰滴定中有干扰b) 通常碳酸氢根测定结通常碳酸氢根测定结果偏高果偏高P1/P2a)消除消除Mf滴定中滴定中的干扰的干扰a) 用三个样品滴定三次用三个样品滴定三次b) 碱的测定很关键碱的测定很关键c) 运用有毒物质运用有毒物质(BaCl2)股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能1515、氯离子浓度、氯离子浓度(Chloride Concentration)(Chloride C

42、oncentration)测定方法：以铬酸钾溶液为指示剂，用硝酸银规范溶液测定方法：以铬酸钾溶液为指示剂，用硝酸银规范溶液(0.0282mol/l)(0.0282mol/l)滴定一定量的滤液至溶液颜色由黄色变为橙红色滴定一定量的滤液至溶液颜色由黄色变为橙红色并能坚持并能坚持30s30s即为滴定终点。即为滴定终点。计算：计算： CCl-CCl- CNaClCNaCl1.65 CCl-1.65 CCl-式中：式中： CCl- CCl- 滤液中的滤液中的Cl-Cl-浓度，浓度，mg/lmg/l； CNaCl CNaCl 滤液中的滤液中的NaClNaCl含量，含量，mg/lmg/l； VAgNO3 V

43、AgNO3 滴定所耗费的硝酸银溶液体积，滴定所耗费的硝酸银溶液体积，mlml； V V 滤液样品体积，滤液样品体积，mlml。注：假设滤液中的氯离子浓度超越注：假设滤液中的氯离子浓度超越10,000mg/l10,000mg/l，可运用每毫升相，可运用每毫升相当于当于0.01g0.01g氯离子的硝酸银溶液氯离子的硝酸银溶液(0.282mol/l)(0.282mol/l)，此时，把上式中，此时，把上式中的系数的系数10001000改为改为1000010000。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能1616、总硬度、总硬度(Total Hardnes

44、s)(Total Hardness)测定方法：以硬度指示剂溶液测定方法：以硬度指示剂溶液1-(1-1-(1-羟基羟基-4-4-甲基甲基-2-2-苯偶氮苯偶氮)-2-)-2-萘萘酚酚-4-4-磺酸为指示剂，用磺酸为指示剂，用0.01mol/l0.01mol/l的的EDTA(EDTA(二水合乙二胺四二水合乙二胺四乙酸二钠盐乙酸二钠盐) )规范溶液滴定一定量的滤液至颜色不再由红变蓝的规范溶液滴定一定量的滤液至颜色不再由红变蓝的变化即为滴定终点。变化即为滴定终点。以以Ca+Ca+计的总硬度的计算：计的总硬度的计算： HTHT式中：式中：HTHT以以Ca+Ca+计的总硬度，计的总硬度，mg/lmg/l；

45、 VEVE滴定所耗费的滴定所耗费的EDTAEDTA体积，体积，mlml； V V 滤液样品体积，滤液样品体积，mlml。注注1 1：为处理由深颜色组份引起的滴定终点分不清的问题，可用：为处理由深颜色组份引起的滴定终点分不清的问题，可用 次氯酸钠等氧化剂氧化这些组份。次氯酸钠等氧化剂氧化这些组份。注注2 2：假设疑心滤液中有铁离子存在，三乙醇胺、四乙烯基戊胺和：假设疑心滤液中有铁离子存在，三乙醇胺、四乙烯基戊胺和 水的混合液水的混合液( (体积比为体积比为1:1:2)1:1:2)是一种适宜的掩蔽剂。是一种适宜的掩蔽剂。400VEV股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻

46、井液性能四、钻井液性能1717、钙离子浓度、钙离子浓度(Calcium Concentration)(Calcium Concentration)测定方法：滤液中的钙离子浓度测定与总硬度测定类似，差别有二：测定方法：滤液中的钙离子浓度测定与总硬度测定类似，差别有二：一是滴定前调理一是滴定前调理pHpH至至12121313，使镁离子以氢氧化镁方式沉淀；，使镁离子以氢氧化镁方式沉淀；二是以钙指示剂作为指示剂。二是以钙指示剂作为指示剂。计算：计算： CCa+ CCa+ 式中：式中：CCa+CCa+Ca+Ca+浓度，浓度，mg/lmg/l； VE VE 滴定所耗费的滴定所耗费的EDTAEDTA体积，体

47、积，mlml； V V 滤液样品体积，滤液样品体积，mlml。400VEV股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能1818、镁离子浓度、镁离子浓度(Magnesium Concentration)(Magnesium Concentration)滤液总硬度和钙离子浓度测定结果可计算出滤液滤液总硬度和钙离子浓度测定结果可计算出滤液中的镁离子浓度。中的镁离子浓度。计算：计算： CMg+ CMg+ 0.6(HT0.6(HTCCa+ )CCa+ )式中：式中：C Mg+ C Mg+ Mg+Mg+浓度，浓度，mg/lmg/l。股份公司勘探与生产工程监督中心

48、股份公司勘探与生产工程监督中心四、钻井液性能四、钻井液性能1919、光滑性、光滑性(Lubricity)(Lubricity)钻井液的光滑性即为降低钻柱和滤饼钻井液的光滑性即为降低钻柱和滤饼( (或井壁、套管或井壁、套管) )及钻井液内部及钻井液内部相对运动摩擦力的量度，目前测定钻井液光滑性的常用仪器有两相对运动摩擦力的量度，目前测定钻井液光滑性的常用仪器有两种：极压光滑仪和种：极压光滑仪和LEMLEM仪。仪。2020、电稳定性、电稳定性(Electrical Stability)(Electrical Stability)在实验条件下，油包水钻井液开场破乳时的电压称之为破乳电压，在实验条件下

49、，油包水钻井液开场破乳时的电压称之为破乳电压，用破乳电压仪测定，单位为伏特用破乳电压仪测定，单位为伏特(V) (V) 。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心 水基钻井液的开展水基钻井液的开展股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心1、膨润土钻井液 (1) 根本组成 预水化膨润土 烧碱(氢氧化钠) 纯碱(碳酸钠) (2) 特点 - 高膨润土含量 - 高粘度 - 高静切力通常用于浅井井段的钻井中，也可做清扫液股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心2、分散钻井液 (1) 根本组成 - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 - 铁铬木质素磺

50、酸盐稀释剂(FCLS) - 羧甲基纤维素钠盐降滤失剂(CMC) - 聚阴离子纤维素降滤失剂(PAC) - 改性淀粉降滤失剂 (2) 特点 - 易维护 - 低滤失量 - 无抑制性股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心3、低固相不分散钻井液(1) 根本组成高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝剂 (PAM、PHPA、KPAM) - 水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN、NH4PAN) - 羧甲基纤维素钠盐(CMC)或聚阴离子纤维素(PAC)降滤失剂- 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱(2) 特点 - 中等抑制性 - 难维护，电测、下套管难度大 - 高温稳定性较差

51、股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心4、氯化钾聚合物钻井液 (1) 根本组成 - 高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝 剂(PAM、PHPA、KPAM ) - 水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN，NH4PAN) - 低分子量聚合物解絮凝剂或木质素磺酸盐稀释剂(FCLS) - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱(2) 特点 - 强抑制性 - 高温稳定性较好 - 固容才干较强 - 对金属的腐蚀性较强 - 影响电测解释股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心5、聚磺钻井液 (1) 根本组成 - 高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝

52、 剂(PAM、PHPA、KPAM) - 水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN，NH4PAN) - 磺甲基酚醛树脂(SMP)和/或磺甲基褐煤(SMC)和/或褐煤 树脂共聚物(SNPH)降滤失剂 - 磺甲基丹宁稀释剂(SMT) - 磺化沥青防塌剂(FT-1) - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱(2) 特点 - 中等抑制性 - 良好的高温稳定性 - 抗污染才干较强股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心6、阳离子聚合物钻井液(1) 根本组成-1 - 高分子量阳离子聚合物包被絮凝剂 (CHM) - 小分子量阳离子有机化合物页岩抑制剂 (NW-1、 CSW-1) - 两性离子

53、聚合物降滤失剂 (JT 888) - 两性离子聚合物解絮凝剂剂 (XY-27) - 阳离子型降滤失剂 (CLG) - 阳离子型防塌剂 (CEA) - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心6、阳离子聚合物钻井液 (1) 根本组成-2 - 高分子量阳离子聚合物包被絮凝剂 (CHM、SP-2) - 小分子量阳离子有机化合物页岩抑制剂 (NW-1、 CSW-1) - 非离子型和/或阳离子型降滤失剂(NFL、CPA) - 阳离子钻井液用配浆资料或预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱2) 特点 - 强抑制性 - 良好的高温稳定性 - 抗污染才干强股份公司

54、勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心7、两性离子聚合物钻井液(1) 根本组成 - 高分子量两性离子聚合物包被絮凝剂 (FA367) - 低分子量两离子聚合物解絮凝剂 (XY-27) - 两性离子聚合物降滤失剂 (JT 888) - 磺甲基酚醛树脂 (SMP)和/或褐煤树脂共聚物 (SNPH )降 滤失剂和/或磺化沥青防塌剂 (FT-1) - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱(2) 特点 - 较强抑制性 - 良好的高温稳定性 - 抗污染才干强股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心8、MMH钻井液体系(1) 根本组成 - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 -

55、混合金属层状氢氧化物 (MMH) - 降滤失剂 (改性淀粉类)(2) 特点 - 极高的动切力和静切力 (假固体) - 减少钻井液对井壁的冲蚀，有效地维护井壁 - 对污染敏感 - 留意选择体系运用的处置剂股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心 其他水基钻井液其他水基钻井液 - 钙处置钻井液钙处置钻井液 - 硅酸盐钻井液硅酸盐钻井液 - 聚乙二醇钻井液聚乙二醇钻井液 - 甲酸盐钻井液甲酸盐钻井液 - 甲基糖甙钻井液甲基糖甙钻井液 - 聚合物聚合物-外表活性剂钻井液外表活性剂钻井液 - 高温活化乳状液钻井液高温活化乳状液钻井液 - 氯化钙氯化钙-聚合物钻井液聚合物钻井液股份公司

56、勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心 延续相延续相 - 酯酯-酯基酯基 - 醚醚-醚基醚基 -烯烃烯烃-烯烃基烯烃基 主要处置剂主要处置剂 - 主、副乳化剂主、副乳化剂 - 有机土有机土 - 增粘剂增粘剂 - 润湿剂润湿剂 - 水、氯化钙、石灰水、氯化钙、石灰 - 加重剂加重剂特点特点- 无毒性、易降解而满足环保要求无毒性、易降解而满足环保要求- 有效地维护油气层有效地维护油气层- 有利于稳定泥页岩井壁有利于稳定泥页岩井壁- 有利于减少井下复杂情况和事故有利于减少井下复杂情况和事故- 有利于提高机械钻速有利于提高机械钻速- 本钱高本钱高- 醚基和酯基钻井液抗高温才干差醚基和酯基

57、钻井液抗高温才干差- 对气侵、水侵敏感且较难处置对气侵、水侵敏感且较难处置股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心 1、钻井液设备要求 -循环系统：循环罐(搅拌器、液面显示器)、贮藏罐、混合漏斗、胶液罐、碱液罐、(自动加重系统) -固控设备:振动篩、除砂器、(除泥器)、清洁器、离心机、(除气器) -现场实验室：密度计、漏斗粘度计、直读式粘度计、API滤失仪、HTHP滤失仪、含砂量测定仪、固相含量测定仪、滤液分析仪器和药品、(便携式滚子炉、低速搅拌器、高速搅拌器) -钻井液资料存放：资料房、爬犁、储罐、蓬布等股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心 2、钻

58、井液体系的要求 与地层配伍：针对全井易呵斥井下复杂情况和事故的地层优选钻井液体系，特殊井段可采用特殊钻井液 与井型配伍：探井：平安钻井和发现油气层，开发井：提高钻速和维护油气层，特殊工艺井：满足工程需求和维护油气层 与储层配伍：粘土含量、浸透率恢复值、钻井液密度 与环境配伍：钻井液及其处置剂毒性，地表水、地下水污染，周围生态环境的影响股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心3、钻井液现场配制检查井场钻井液资料质量检验单等有关资料，保证钻井液资料的质量。现场钻井液资料的存放必需采取有效的防晒、防雨、防潮措施。配制钻井液前必需清洗钻井液罐。假设需求，必需处置配浆用水。股份公司勘

59、探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心3、钻井液现场配制应按钻井液设计要求配制钻井液，并确保其性能到达设计要求。应充分水化配制钻井液用膨润土。配制钻井液用途置剂应配成胶液缓慢参与，防止直接参与固体或粉末状处置剖。应控制好钻井液处置剂的参与比例、顺序和方法。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心 4、钻井液现场维护 每1h 测定钻井液密度、漏斗粘度和体积，每8h12h 测定钻井液设计规定的全套性能；假设遇异常情况应加密测定，保证钻井液性能在设计规定的范围内。 充分发扬固控设备去除钻屑的效率。 需补充处置剂，应缓慢、均匀参与钻井液处置剂胶液，尽量防止直接参与处置剂

60、固体或干粉。 需补充膨润土，应参与已充分水化的膨润土浆。 钻井液以一定时间或一定井段处置，尽量防止大型处置。 需进展较大处置，应先进展小型实验，确定最正确处置措施。股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心、钻井液的监测、钻井液的监测正常钻进过程中钻井液性能监测正常钻进过程中钻井液性能监测每每1h左右测一次密度、漏斗粘度和循环罐中钻井左右测一次密度、漏斗粘度和循环罐中钻井液体积，每液体积，每812h测全套性能，及时调整好钻井测全套性能，及时调整好钻井液性能，保证钻井液性能在设计规定的范围内。液性能，保证钻井液性能在设计规定的范围内。定期检查贮藏罐高密度钻井液性能及体积，并调定