钻井液习题参考答案

1、一、概念体构造保持不变的现象。的增加而降低的特性称为剪切稀释性。API选用酚酞和甲基橙两种指示剂来评价钻井液及其滤液碱性的强弱。聚结稳定性：分散相粒子是否简洁自动聚结变大的性质。粘土水化作用：粘土矿物外表简洁吸附较多水分子的特性。率之间的关系。用数学关系式表示称为流变方程，又称为流变模式。pH=7量，包括交换性盐基和交换性氢。阳离子交换容量以100克粘土所能交换下来的阳离子毫摩尔数来表示符号为CEC。表观粘度为15mPa.s钻井液的体积数，m3/T。的处理剂均可称做页岩抑制剂，又称防塌剂。的特性称为剪切稀释性。 又叫屈服值。静切力：使流体开头流淌的最低剪切应力称为静切力。，其流淌性是主要的方面

2、。滤失造壁性：在压力差作用下，钻井液中的自由水向井壁岩石的裂隙或孔岩层，钻井液中的固相颗粒便附着在井壁上形成泥饼(细小颗粒也可能渗入岩层至肯定深度)，这便是钻井液的造壁性。粘土高温分散作用：在高温作用下，钻井液中的粘土颗粒分散程度增加， 颗粒浓度增加、比外表增大的现象。钻井液高温增稠作用：高温分散作用使钻井液中粘土颗粒浓度增加，钻井作用。这种现象被称为高温胶凝作用。二、简答题1、粘土矿物有哪些根本构造单元？ 铝氧八面体与铝氧八面体晶片晶片的结合答：硅氧四周体晶片。铝氧二八面体晶片。镁氧三八面体晶片。3、粘土矿物的构造单元片结合成哪些粘土矿物的根本构造层？11：1型晶层：由一个硅氧四周体晶片与一

3、个铝氧八面体晶片构成。型晶层：由两个硅氧四周体晶片与一个铝氧八面体晶片构成。4、粘土矿物中主要包含哪些矿物？5、什么是晶格取代？的现象。6、说明以下粘土矿物的根本构造层和晶格取代状况：1：1型粘土矿物，几乎无晶格取代现象。蒙脱石；根本构造层由两片硅氧四周体晶片和夹在它们的Na+或Ca2+来平衡。21型晶格。存在晶格取代，取代位置主要在Si-O四周体中，铝原子取代四周体的硅，且取代数目比蒙脱石多，产生的负电荷由等量的K+来平衡。绿泥石：根本构造是由一层类似伊利石2:1层型的构造片与一层水镁石Mg2+被Al3+硅氧四周体中的局部硅被铝取代产生负电荷，因而整个网络的电荷很低。7、为什么蒙脱石属膨胀型

4、粘土矿物？O面，晶层间引力以分子间力为主，层间引力较弱，水分子易进入晶层。子，水化阳离子给粘土带来厚的水化膜，使蒙脱石膨胀。8、为什么高岭石、伊利石和绿泥石属非膨胀型粘土矿物？易进入晶层中间，为非膨胀型粘土矿物；2由于伊利石取代位置主要在Si-O四周体中，产生的负电荷离晶层外表近， K有12个氧与它配伍，因此，K+连接通常格外结实，是不能交换的，故水分子不易进入晶层，为非膨胀型粘土矿物；合严密，水不易进入其中。因此绿泥石也属于非膨胀型黏土矿物。9、什么叫阳离子交换容量？阳离子交换容量与晶格取代数量由什么关系？pH值为7的条件下，粘土所能交换100克粘土CEC；晶格取代数量愈多的粘土矿物，其阳离

5、子交换容量也愈大。10、粘土矿物外表的带电性有哪些来源？下：了高价阳离子，产生了过剩的负电荷，因此，一般状况中三价的铝被二价的镁、铁等取代，粘土就产生了过剩pH值的影响。A、蒙脱石的永久负电荷主要来源于铝氧八面体中的一局部铝离子被镁、铁等二的，一般不超过15。铝取代，大约有15的硅被铝取代，每个晶胞中约有0.6-1.0个永久负电荷。 来证明。PH值转变而转变，这种电荷叫做可变负电荷。PH值低于9时，粘土晶体端面上带正电荷。对于粘土端面上带正电荷的缘由多数人认为是出于暴露在边缘上的铝氧八面体在酸性条件下从介质中解离出OH-。电荷一般多于正电荷，因此粘土一般都带负电荷。11、粘土矿物外表的吸附有哪

6、些类型？化学吸附：有选择性，吸附热较大，不易脱附。 12、什么叫钻井液？答：保证钻井工作能安全顺当进展的全部入井流体统称。13、钻井液有哪些功能？答:1清洗井底，携带钻屑。悬浮钻屑和加重剂。把握地层压力。传递水力功率。稳定井壁。冷却、润滑钻头及钻柱。(8)供给所钻地层的大量资料。(9)保护油气层。14、钻井液由什么组成？答：钻井液主要由分散介质、分散相和处理剂三大局部组成。15、假设按用途，钻井液处理剂分几类？写出它们的名称。答：分16类，分别为(1)降滤失剂；(2)增粘剂；(3)乳化剂；(4)页岩抑制剂；(5)堵漏剂；(6)降粘剂；(7)缓蚀剂；(8)粘土类； ；(10)加重剂；(11)杀菌

7、剂；(12)消泡剂；(13)泡沫剂；(14)絮凝剂；(15)解卡剂；(16)其它类等。答：分四类。重晶石粉：是一种以BaSO4为主要成分的自然矿石，经过加工后制成灰白色粉3.9-4.2。一般用于加重密度不2.30g/cm3CaCO3，纯品为白色，含杂质时呈灰色或浅黄色，常温溶于酸。一般不会堵死油气层，即可承受油井酸化可以去除堵塞。为TiO2 Fe2O3，密度4.5-5.1。优点是由于这两种加重材料的硬度约为重晶石的两倍，且耐研磨，在使用中颗粒尺寸保持较好，损耗率较低；易酸溶。方铅矿粉：方铅矿为铅灰色有金属光泽的颗粒或块状，常温比重为7.5-7.6， 简洁加工成细粉末。不溶于水和碱，但能溶于酸，

8、是酸溶性加重剂。由于比重较高，特备适用于配制超重钻井液，密度达3.0g/cm3。由于该加重剂的本钱高、货源少、一般仅限于在地层孔隙压力极高的特别状况下使用。17、为什么钻井液的pH810范围？答：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具和套管的损坏；可抑制钻井液中钙、镁盐的溶解；木质素磺酸盐类处理剂等。18、有哪些因素影响钻井液滤失量？1影响钻井液静滤失量的因素有滤失时间压差滤液的粘度、温度固相含量和类型岩层的渗透性泥饼的压实性和渗透性絮凝与聚拢流淌性的影响，表现为剪切速率和钻井液流态对动滤失的影响。影响瞬时滤失的因素主要有压差，岩层的渗透性，滤液的粘度，钻

9、井液中形成“桥点”。19、什么叫钻井液滤失剂？它分几类？它们是通过什么机理起降滤失作用的？流变性作用的？答：1.定义：使钻井液固相颗粒聚结变大的化学剂。分类：大类分无机絮凝剂，有机絮凝剂两大类。有机絮凝剂，按官能团类型：非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子型;常烯酸钠共聚物80A51、阳离子型聚丙烯酰胺CPAM。按絮凝粘土颗粒种类：完全絮凝剂和选择性絮凝剂。作用机理：絮凝。有机絮凝剂主要高分子聚合物分子量300万。非离子型和阴离子型絮凝还具有电性中和，具有更快更高的絮凝效率。22、什么叫页岩抑制剂？它分几类？它们是通过什么机理起抑制页岩作用的？ 可称做页岩抑制剂，又称防塌剂；B:1沥青类氧化

10、沥青、磺化沥青、自然沥青和改性沥青2钾盐腐植酸类腐植酸钾、硝基腐植酸钾、K21C：机理变形，从而封堵裂隙，并在井壁上形成一层致密的保护膜。井壁的效果增加。但超过软化点后，稳定井壁的效果变差。磺化沥青：防塌机理是颗粒水化分散；善泥饼质量。润滑和降低高温高压滤失量作用，是种多功能的有机处理剂。自然沥青和改性沥青：沥青粉的主要作用机理是：在钻遇页岩之前，往钻井液中参加该种物质，当钻遇页岩地层时，假设沥青的软处形成具有护壁作用的内、外泥饼。阻挡水进入地层，起到稳定井壁的作用。腐植酸钾：腐植酸钾(KHm)是以褐煤为原料，用KOH提取而制得为180，一般加量为13。硝基腐植酸钾是用HNO3KOH中和提取而

11、制得的产品pH值为810。防塌剂K21是硝基腐植酸钾、特种树脂、三羟乙基酚和磺化石蜡等的复配降低滤失量，抗温可达180。它与磺化酚醛树脂的缩合物是一种无荧光防塌剂23、什么叫钻井液体系？钻井液体系分几类？国外钻井液分类标准的根底上，在国内得到认可的钻井液分类方法如下：分散钻井液 盐水钻井液聚合物钻井液油基钻井液合成基钻井液 保护油气层的钻井液些地层？概念：水基钻井液是由膨润土、水、各种处理剂、加重材料以及钻屑所组成的多相分散体系。电胶钻井液、抗高温深井水基钻井液。A:分散钻井液-配制方法：膨润土是分散钻井液中不行缺少的配浆材料，1,配制方法简便、本钱较低;2滤失量和HTHP均相应较低;3、可容

12、纳较多固相，较适于配制高密度钻井液。温可达160-200。钙处理钻井液: 钙处理钻井液体系主要由含Ca2+的无机絮凝剂、降粘剂和降作用的一类钻井液。钙处理钻井液的优点:性能较稳定，抗钙、盐和粘土污染力量强。钻速。利于井壁稳定。钻井液中粘土细颗粒含量较少，对油气层的损害程度相对较小。盐水钻井液: 盐水钻井液是通过人为添加无机阳离子，抑制粘土颗粒的水化钻井液时应准时补充烧碱，维持肯定的PH值。盐水钻井液的主要特点:(1)矿化度高，具有较强的抑制性，能有效地抑制泥页岩水化，保持井壁稳定; 膏地层，在深井和超深井中使用；滤液性质与地层原生水比较接近，对油气层的损害较轻;钻出的岩屑不易在盐水中水化分散，

13、在地面简洁去除，有利于保持较低的固相含量; 简单，对钻柱和设备的腐蚀性较大，钻井液配制本钱相对较高。提高了聚合物钻井液的防塌力量。聚合物钻井液的特点(2)具有良好的流变性，有较强的剪切稀释性和适宜的流型。钻井速度快。稳定井壁的力量较强，井径比较规章。(6)可防止井漏的发生。(7)钻井本钱低。MMH正电胶胶粒与粘土负电胶粒静电作用形成空间连续构造，稳定钻井液，吸附在钻屑和井壁上抑制钻屑分散和稳定井壁，MMH正电胶钻井液具有极强的剪切稀释性。正电胶钻井液特点(1)独特的流变性。(3)较低的负电性抗高温深井水基钻井液: 在深井钻井液的特点:(2)在高温条件下对粘土的水化分散具有较强的抑制力量。流淌性

14、和携带、悬浮岩屑的力量。具有很好的润滑性。答：1性能变化第一阶段：粘度、切力、滤失量增加，泥饼增厚其次阶段：粘度、切力减小，失水量增加，泥饼增厚2缘由：阳离子交换;Na+交换钠土转换为钙土粘土电势减小，水化膜变薄。26、描述钻井液盐侵后性能变化规律及缘由？1性能变化B、滤失量增加;D、PH值下降缘由：NaCl溶于水压缩粘土双电层粘土Zeta电势降低水化膜变薄粘土絮凝，聚结。27、粘土在钻井液中的作用？1提高体系的塑性粘度、静切力、动切力。增加钻井液对钻屑的悬浮和携带力量。降低滤失量，形成致密泥饼，增加造壁性。答：一样点：均可以降低钻井液构造粘度。合物降粘剂XY型,一是能增加钻井液的抑制力量，二

15、是能使非构造粘度有所下降。该题答案暂未找到，求补充！三、计算使用重晶石将200m3密度为1.32g/cm3的钻井液加重到密度为1.38g/cm3。如最终体积无限制，求重晶石密度为4.2g/cm3的用量答：VV B1=204.255 m321B2所需重晶石的质量为mB(V2V)1B=17871(Kg)。假设最终体积200m3，求重晶石的用量。答：VV B212B1=195.833 m3所需重晶石的质量为mB(V2V)1B=17500Kg。测得钻井液1min滤失量为6.5ml, 7.5min滤失量为14.2ml ,试求这种钻井液瞬时滤失量和API滤失量?VSP = 6.5-(14.2-6.5)/(7.50.510.5)10.5 =2.07 (mL由于VSP不行无视，30 min的滤失量可以由式(4-4)求得:V30 = 2(V7.5 - Vsp) + Vsp = 2(14.2 - 2.07)+2.07 =26.33 (ml)所以V30=VAPI=26.33(ml)四、综合题1、你认为抱负的钻井液应具有哪些功能或特点，并试述钻井液的进展趋势。特点及进展概况来答复该题。2、比较各种钻井液的性能特点。性能特点可以补充作答。3、某钻井液的组成为：基浆+0.1%KCl+0.1%FCLS+0.1%XY-27。利用六速旋转