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 鉆井液技術要點：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 易膨脹強分散的砂巖與泥頁巖互層 （ 強包被聚合物鉆井液，改善泥餅質(zhì)量 ） 不易膨脹強分散的砂巖與泥頁巖互層 （ 強包被聚合物、聚磺鉆井液，紊流帶砂，加強固控 ） 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 易膨脹強分散泥頁巖（ 強抑制、有效封堵 ） 易膨脹中等至弱分散泥頁巖（ 強抑制、強封堵 ） 弱膨脹弱分散泥頁巖（ 強封堵 ） 鉆井液技術要點： ； 、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 鉆井液技術要點 ： 合理密度的欠飽和、飽和鹽水鉆井液，防縮徑、防鹽溶解擴徑、防蠕變。 ? 鹽、膏、泥復合地層 鉆井液技術要點 ： 抑制性強的飽和鹽水鉆井液、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 鉆井液技術要點 ： 合理鉆井液密度；依據(jù)夾層粘土礦物選鉆井液類型，一般選強抑制 強封堵 的體系，適當提高返速與粘切以帶砂和坍塌物，但應避免紊流沖蝕。 我國井壁不穩(wěn)定地層分類 6。 強地應力作用下的深層硬脆性砂巖、泥頁巖地層 ? 特點 ：深層、強地應力、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。 ? 鉆井液技術要點 ： 合理密度 ，提高封堵能力，適當提高抑制性，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度變化） ? 三軸應力試驗 ? 井眼模擬裝置（ DSC) ? 力學化學藕合研究 (水化對應力分布的影響、水化后強度測定等 ) ? 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 不能反映水化對強度的影響 ? DSC大型儀器 ? 三軸巖石力學測試裝置 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 ? 驅動力：水力壓差、化學勢差、溫度差、電勢差 ? 規(guī)律：泥頁巖中壓力傳遞速度比溶質(zhì)和離子擴散速度快 12個數(shù)量級；后者又比鉆井液濾液的達西流快 12個數(shù)量級 ? 鉆井液液相進入地層，引起地層孔隙壓力、膨脹壓力升高，降低巖石強度，改變其力學性能是造成井壁不穩(wěn)定的主要原因 井壁穩(wěn)定的力學化學藕合研究 ? 熱彈性比擬法 89年 Texas大學的 ,據(jù)熱彈性力學理論 ,對泥頁巖水化產(chǎn)生的力學效應建立定量化模型 。其關鍵是如何準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系 . ? 水分子自由能熱動力理論法 93年 自由能差的熱動力學理論 ,將水化引起的應力變化同力學作用引起的應力變化結合起來，該理論認為；化學勢差驅使自由水進出泥頁巖，改變井壁的孔隙壓力，從而影響井壁的有效應力。關鍵：如何準確測定井壁泥頁巖中水的活度。 井壁穩(wěn)定的力學化學藕合研究的 實驗研究方法 各種泥頁巖的強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 。 測含水量和應變隨時間的變化 ,導出水化膨脹壓力與含水量和時間的關系 . 孔隙壓力傳遞實驗 解決井壁不穩(wěn)定的鉆井液技術思路 密度
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