鉆井液與完井液ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-03 04:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 按坍塌原因分） ? 軟膠泥頁巖 ? 具有應(yīng)力和壓力的頁巖 ? 水敏性硬質(zhì)頁巖 ? 具有微裂縫的頁巖 我國井壁不穩(wěn)定地層分類 、礫、黃土層 鉆井液技術(shù)要點(diǎn)：一般采用高粘切、高膨潤土含量的膨潤土漿或正電膠膨潤土漿 。 、軟的砂巖與泥頁巖互層 易膨脹強(qiáng)分散的砂巖與泥頁巖互層 （ 強(qiáng)包被聚合物鉆井液，改善泥餅質(zhì)量 ） 不易膨脹強(qiáng)分散的砂巖與泥頁巖互層 （ 強(qiáng)包被聚合物、聚磺鉆井液，紊流帶砂，加強(qiáng)固控 ） 中等分散砂巖與泥頁巖互層 （ 陰離子、兩性離子、陽離子聚合物鉆井液） 我國井壁不穩(wěn)定地層分類 易膨脹強(qiáng)分散泥頁巖（ 強(qiáng)抑制、有效封堵 ） 易膨脹中等至弱分散泥頁巖（ 強(qiáng)抑制、強(qiáng)封堵 ） 弱膨脹弱分散泥頁巖（ 強(qiáng)封堵 ） 鉆井液技術(shù)要點(diǎn)： ； 、植物油渣、磺化酚醛樹脂、褐煤類等處理劑封堵層理、裂隙，阻止濾液進(jìn)入； ,pH值低于 9； ； ，即保證帶砂又呈層流以減少沖刷。 我國井壁不穩(wěn)定地層分類 ? 純厚鹽膏層 鉆井液技術(shù)要點(diǎn) ： 合理密度的欠飽和、飽和鹽水鉆井液，防縮徑、防鹽溶解擴(kuò)徑、防蠕變。 ? 鹽、膏、泥復(fù)合地層 鉆井液技術(shù)要點(diǎn) ： 抑制性強(qiáng)的飽和鹽水鉆井液、油包水鉆井液，合理密度防縮徑，封堵泥頁巖防井塌，合理返速及流變參數(shù)，性能穩(wěn)定。 我國井壁不穩(wěn)定地層分類 5。 裂隙發(fā)育的特種巖性地層 裂隙發(fā)育、破碎，如煤層、玄武巖、輝綠巖、凝灰?guī)r、灰?guī)r等 鉆井液技術(shù)要點(diǎn) ： 合理鉆井液密度；依據(jù)夾層粘土礦物選鉆井液類型，一般選強(qiáng)抑制 強(qiáng)封堵 的體系，適當(dāng)提高返速與粘切以帶砂和坍塌物，但應(yīng)避免紊流沖蝕。 我國井壁不穩(wěn)定地層分類 6。 強(qiáng)地應(yīng)力作用下的深層硬脆性砂巖、泥頁巖地層 ? 特點(diǎn) ：深層、強(qiáng)地應(yīng)力、大多裂隙發(fā)育、粘土礦物以伊利石、伊蒙有序間層為主，不易膨脹不易分散，巖石可鉆性大于 6級。 ? 鉆井液技術(shù)要點(diǎn) ： 合理密度 ，提高封堵能力，適當(dāng)提高抑制性，高溫高壓下合適的流變性和優(yōu)良失水造壁性。 實驗研究方法 ? 泥頁巖組構(gòu)分析 X射線衍射，電鏡，薄片分析，紅外，差熱分析等 ? 可溶鹽含量分析：化學(xué)分析方法 ? 含水量測定：密度法，吸附等溫線法 ? 陽離子交換容量：亞甲基藍(lán)法，醋酸銨法等 ? 密度測定：李氏密度瓶 ? Ensulin吸水測定儀 ? 膨脹性測定：常溫常壓，高溫高壓 ? 分散性測定：滾動回收率法， CST法 實驗研究方法 ? 泥頁巖介電常數(shù)測定 ? 針入度實驗（測水化過程中的剪切強(qiáng)度變化） ? 三軸應(yīng)力試驗 ? 井眼模擬裝置（ DSC) ? 力學(xué)化學(xué)藕合研究 (水化對應(yīng)力分布的影響、水化后強(qiáng)度測定等 ) ? 壓力穿透，離子和水份傳遞（孔隙壓力傳遞實驗、微濾失實驗） ? 測井資料分析 鉆井液防塌能力評價方法 ? 膨脹法 常出現(xiàn)難以解釋的結(jié)果 ? 滾動回收率法 抑制分散 ? CST法 抑制分散 ? SSI法 不能反映水化對強(qiáng)度的影響 ? DSC大型儀器 ? 三軸巖石力學(xué)測試裝置 巖樣制備困難 ? 孔隙壓力傳遞實驗、微濾失實驗 研究壓力、水、離子的傳遞（發(fā)展方向） ? 粒度測定 ? 針入度法 測試原理示意圖 W W ? h R ?N ?H ?T 泥頁巖水化時間的影響 051015針入深度，mm剪切應(yīng)力，MPa未水化水化10分鐘水化60分鐘鉆井液防塌能力評價 011 2 3 4 5 6 7 8 9 1針入深度，m m剪切應(yīng)力，MPaP E M 泥漿小陽離子體系鉆井液與泥頁巖間的傳遞作用 ? 驅(qū)動力：水力壓差、化學(xué)勢差、溫度差、電勢差 ? 規(guī)律：泥頁巖中壓力傳遞速度比溶質(zhì)和離子擴(kuò)散速度快 12個數(shù)量級；后者又比鉆井液濾液的達(dá)西流快 12個數(shù)量級 ? 鉆井液液相進(jìn)入地層，引起地層孔隙壓力、膨脹壓力升高，降低巖石強(qiáng)度，改變其力學(xué)性能是造成井壁不穩(wěn)定的主要原因 井壁穩(wěn)定的力學(xué)化學(xué)藕合研究 ? 熱彈性比擬法 89年 Texas大學(xué)的 ,據(jù)熱彈性力學(xué)理論 ,對泥頁巖水化產(chǎn)生的力學(xué)效應(yīng)建立定量化模型 。其關(guān)鍵是如何準(zhǔn)確獲得近井壁的含水量分布和巖石彈性模量隨含水量的關(guān)系 . ? 水分子自由能熱動力理論法 93年 自由能差的熱動力學(xué)理論 ,將水化引起的應(yīng)力變化同力學(xué)作用引起的應(yīng)力變化結(jié)合起來，該理論認(rèn)為；化學(xué)勢差驅(qū)使自由水進(jìn)出泥頁巖，改變井壁的孔隙壓力，從而影響井壁的有效應(yīng)力。關(guān)鍵：如何準(zhǔn)確測定井壁泥頁巖中水的活度。 井壁穩(wěn)定的力學(xué)化學(xué)藕合研究的 實驗研究方法 各種泥頁巖的強(qiáng)度都隨含水量增加而降低，彈性模量隨活度增加而降低，泊松比隨活度增加而增加 。 測含水量和應(yīng)變隨時間的變化 ,導(dǎo)出水化膨脹壓力與含水量和時間的關(guān)系 . 孔隙壓力傳遞實驗 解決井壁不穩(wěn)定的鉆井液技術(shù)思路 密度
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