【正文】 – 高溫地層：選用抗高溫鉆井液，并嚴(yán)格控制粘土含量。 – 石膏層：選用抗鈣鉆井液或鈣處理鉆井液。 – 定向井選用潤(rùn)滑、防塌、保護(hù)儲(chǔ)層且攜帶和懸浮能力強(qiáng)的鉆井液體系。 – 生產(chǎn)井應(yīng)選取最優(yōu)化的鉆井液體系，既利于提高鉆速和井下安全又利于保護(hù)儲(chǔ)層的鉆井液。 ? 有利于保護(hù)儲(chǔ)層，且能適應(yīng)地層的變化和影響，保持性能穩(wěn)定。 ? 具有較強(qiáng)抑制性。 ? 具有良好的封堵能力。 ? 合適的鉆井液流變性，能懸浮并及時(shí)攜帶出坍塌物和鉆屑。股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 鉆井液現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)與調(diào)整 秦禮曹 中油股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 2022年 12月 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 前言 ? 鉆井液成本占鉆井成本約 10%. ? 在鉆井事故及復(fù)雜中所造成的費(fèi)用損失中 ,因鉆井液?jiǎn)栴}造成的事故及復(fù)雜的比例占多少 ?估計(jì)遠(yuǎn)大于 10%.原因分析 : – 與地層直接接觸的有二項(xiàng) :鉆井液和井下工具 ,而鉆井事故及復(fù)雜主要發(fā)生在井下 . – 鉆井液受地層影響及破壞最嚴(yán)重 . – 鉆井液對(duì)井壁影響最大 . ? 常常有人把鉆井液在鉆井工程中的作用比做人體中的血液 ,非常恰當(dāng) .人體血液約占人體重量的 10%,但決非一條胳膊或一條腿的重要性可比 ,而是整體性的影響 ,鉆井液在鉆井工程中的影響也同樣是整體性的 . 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 前言 ? 鉆井液性能好壞直接影響井下安全 .例如 : 西部 井的剎把出現(xiàn)問(wèn)題 ,造成鉆具在井下無(wú)法動(dòng)彈 ,由于是進(jìn)口鉆機(jī) ,無(wú)現(xiàn)成剎把替換 ,只得到東部鉆井公司大本營(yíng)去取 ,共用了 5天時(shí)間 ,起鉆正常 ,沒(méi)有發(fā)生鉆井事故及復(fù)雜 . 即使沒(méi)有鉆井設(shè)備沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題 ,鉆井液性能不好造成鉆井事故及復(fù)雜的情況是非常多的 .西部 井 ,鉆井液性能不好 ,屢屢發(fā)生井下復(fù)雜 ,后更換了鉆井液工程師 ,改善了鉆井液性能 ,順利完井 . 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 前言 鉆井液與地質(zhì)錄井關(guān)系十分密切 ,在地質(zhì)錄井中專門有鉆井液錄井項(xiàng)目 ,可以說(shuō)沒(méi)有鉆井液 ,地質(zhì)錄井是不可能實(shí)現(xiàn)的 . 地質(zhì)錄井對(duì)鉆井液的影響也非常大 具有指導(dǎo)作用，如：密度、性能等 具有制約作用，如：密度、處理劑等 為了保證包括地質(zhì)錄井的工程施工順利進(jìn)行，地質(zhì)監(jiān)督有必要全面了解鉆井液。 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 目錄 ? 一 、 鉆井液的組成、功能與設(shè)計(jì) ? 二、鉆井液體系分類 ? 三、鉆井液處理劑分類 ? 四、鉆井液性能 ? 五、水基鉆井液簡(jiǎn)介 ? 六、鉆井液現(xiàn)場(chǎng)配制、維護(hù)與調(diào)整 ? 七、現(xiàn)場(chǎng)鉆井液評(píng)價(jià) ? 八、鉆井液材料管理 ? 九、國(guó)內(nèi)外鉆井液概況 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 鉆井液的組成、功能與設(shè)計(jì) ? 鉆井液的組成 – 連續(xù)相 – 固相 – 添加劑 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 鉆井液的組成、功能與設(shè)計(jì) 鉆井液的組成 ? 連續(xù)相 水：水基鉆井液 油：油基鉆井液 合成基液體：合成基鉆井液 氣體：空氣、氮?dú)狻?(霧、泡沫 ) 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 鉆井液的組成、功能與設(shè)計(jì) 鉆井液的組成 ? 固相 配漿材料 (膨潤(rùn)土 、 凹凸棒石、海泡石等 ) 加重材料 (重晶石、石灰石、鐵礦粉等 ) 鉆屑 堵漏材料、固體潤(rùn)滑劑等 不溶性化學(xué)沉淀物 某些處理劑中的不溶物 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 鉆井液的組成、功能與設(shè)計(jì) 一 、 鉆井液的組成與功能 添加劑 降濾失劑 殺菌劑 增粘劑 除鈣劑 絮凝劑 緩蝕劑 稀釋劑 (解絮凝劑 ) 頁(yè)巖抑制劑 表面活性劑 潤(rùn)滑劑 乳化劑 消泡劑 發(fā)泡劑 pH控制劑 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 鉆井液的組成、功能與設(shè)計(jì) ? 鉆井液的主要功能 ? 1. 清潔井底并攜帶鉆屑至地面 ? 2. 懸浮鉆屑和加重材料 ? 3. 控制和平衡地層壓力 ? 4. 形成濾餅，保護(hù)井壁 ? 5. 冷卻和潤(rùn)滑鉆頭和鉆柱 ? 6. 加快機(jī)械鉆速 ? 7. 控制鉆具和套管的腐蝕速率 ? 8. 支撐鉆柱和套管的部分重量 ? 9. 提供所鉆地層的有關(guān)資斜 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 鉆井液的組成、功能與設(shè)計(jì) ? 鉆井液設(shè)計(jì)原則 鉆井液的性能要求 ? 合理的鉆井液密度。 ? 具有較低的濾失量和較好的濾餅質(zhì)量。 ? 具有良好的潤(rùn)滑性能。 ? 具有良好的抗污染能力。 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 鉆井液的組成、功能與設(shè)計(jì) 鉆井液設(shè)計(jì)原則 鉆井液體系優(yōu)選 ? 與井型配伍 – 探井應(yīng)滿足地質(zhì)發(fā)現(xiàn)的要求，選用利于發(fā)現(xiàn)和保護(hù)儲(chǔ)層、利于測(cè)井解釋和井下安全的鉆井液。 – 調(diào)整井選用能對(duì)付多壓力層系且有利于儲(chǔ)層保護(hù)的鉆井液體系。 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 鉆井液的組成、功能與設(shè)計(jì) 鉆井液設(shè)計(jì)原則 鉆井液體系優(yōu)選 與地層配伍 – 易塌層：選用防塌鉆井液。 – 鹽巖層：選用抗鹽污染鉆井液或鹽水鉆井液。 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 鉆井液的組成、功能與設(shè)計(jì) 鉆井液設(shè)計(jì)原則 與儲(chǔ)層配伍 – 選用對(duì)儲(chǔ)層具有保護(hù)作用的鉆井液體系及處理劑。 – 鉆井液適應(yīng)地層變化和影響，性能穩(wěn)定 。 – 要注意所用鉆井液和處理劑的毒性，減小鉆井液對(duì)環(huán)境造成的危害，尤其在環(huán)境敏感的地區(qū)進(jìn)行工程作業(yè)時(shí)。 分散鉆井液體系 ( Dispersed Drilling Fluid System ) 使用木質(zhì)素磺酸鹽、褐煤或丹寧類產(chǎn)品來(lái)分散粘土礦物的鉆井液體系。 聚合物鉆井液體系 ( Polymer Drilling Fluid System ) 長(zhǎng)鏈高分子量聚合物用于鉆井液中，或是包被鉆屑以防止其分散，或是提高粘度和降低濾失量，通常使用氯化鉀或氯化鈉等提高頁(yè)巖抑制能力；這種鉆井液體系通常要求含有盡可能低濃度的膨潤(rùn)土，對(duì)鈣、鎂等二價(jià)離子很敏感。 ? 鹽水鉆井液體系 ( Saltwater Drilling Fluid System ) ? 飽和鹽水鉆井液體系：氯離子濃度接近 190,000 mg/l (飽和 )，通常用來(lái)鉆鹽巖地層。 ? 微咸水或海水鉆井液體系：氯離子含量較低代。 全油鉆井液：液相為油，通常用作取心液。 合成基鉆井液體系 ( Synthetic Drilling Fluid System ) 合成基鉆井液具有油基鉆井液性能，但沒(méi)有環(huán)境危害。 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 二、鉆井液體系分類 API/IADC分類 氣基鉆井液體系 ( GasBased Drilling Fluid System ) 干燥空氣或天然氣鉆井流體 霧鉆井液 泡沫鉆井液 充氣鉆井液 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 三、 鉆井液處理劑分類 鉆井液處理劑分類 序號(hào) API/IADC 方法 國(guó)外鉆井液公司方法 前蘇聯(lián)方法 國(guó)內(nèi)方法 1 降濾失劑 降濾失劑 降濾失劑 降濾失劑 2 增粘劑 增粘劑 膠體結(jié)構(gòu)形成材料 增粘劑 3 乳化劑 乳化劑 乳化劑 乳化劑 4 頁(yè)巖抑制劑 特殊產(chǎn)品類 頁(yè)巖抑制劑 頁(yè)巖抑制劑 5 堵漏劑 堵漏劑 堵漏劑 堵漏劑 6 降粘劑 稀釋分散劑 降粘劑 降粘劑 7 緩蝕劑 腐蝕抑制劑 緩蝕劑 緩蝕劑 8 表面活性劑 粘土類 表面活性劑 粘土類 9 潤(rùn)滑劑 潤(rùn)滑劑 潤(rùn)滑劑 潤(rùn)滑劑 10 加重劑 加重劑 加重劑 加重劑 11 殺 菌劑 殺菌劑 殺菌劑 殺菌劑 12 消泡劑 消泡劑 消泡劑 消泡劑 13 發(fā)泡劑 發(fā)泡劑 發(fā)泡劑 發(fā)泡劑 14 絮凝劑 絮凝劑 絮凝劑 絮凝劑 15 除鈣劑 完井、修井類 除鈣劑 ( 表面活性劑 ) 16 pH 控制劑 解卡劑 pH 控制劑 解卡劑 17 解卡劑 一般化工產(chǎn)品 硫化氫控制劑 其他 18 抗溫劑 熱穩(wěn)定劑 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 三、 鉆井液處理劑分類 ? 鉆井液處理劑簡(jiǎn)介 造漿材料：具有造漿能力的材料，如：膨潤(rùn)土、有機(jī)土等 天然鈉膨潤(rùn)土 人工鈉膨潤(rùn)土 累托土 復(fù)合粘土粉 JF F 水基鉆井液體系 抗鹽土 SAL T G EL 鹽水鉆井液體系 有機(jī)土 Z A L 1 等 油基鉆井液體系 正電膠 MMH 等 提高粘度、切力，降低濾失量，建造泥餅等。 氫氧化鈉 N a O H 調(diào)節(jié) pH 碳酸鈉 Na 2 CO 3 調(diào)節(jié) pH 、除鈣 （生）石灰 C a( O H ) 2 調(diào)節(jié) pH ，鉆井液鈣處理 碳酸氫鈉 N a H C O 3 除鈣 氫氧化鉀 K O H 調(diào)節(jié) pH ，提高防塌能力 氯化鉀 K C l 提高防塌和抑制能力 氯化鈉 N a C l 配制鹽水鉆井液 氯化鈣 C aCl 2 鉆井液鈣處理 硅酸鈉（鉀） (K 2 ) N a 2 Si O 3 提高防塌和抑制能力 重鉻酸鉀 ( 鈉 ) ( N a 2 )K 2 Cr 2 O 7 調(diào)整鉆井液性能 碳酸鋅 Z nC O 3 除硫 各種水基鉆井液和鹽水、飽和鹽水鉆井液體系 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 三、 鉆井液處理劑分類 鉆井液處理劑簡(jiǎn)介 殺菌劑 (Bactericides)： 用來(lái)防止淀粉、生物聚合物等有機(jī)添加劑細(xì)菌降解。 防腐劑 (Corrosion Inhibitors) 在控制鉆井液 pH值的條件下，用來(lái)控制腐蝕、中和鉆井液中有害酸氣和防止結(jié)垢，一般為胺基或磷酸鹽基產(chǎn)品，也有其他專門配制的化學(xué)產(chǎn)品。 乳化劑 (Emulsifiers)： 用來(lái)使兩種互不相溶的液體成為非均勻混合物 (乳狀液 )。 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 三、 鉆井液處理劑分類 鉆井液處理劑簡(jiǎn)介 降濾失劑 (Filtrate Reducers) 用來(lái)降低鉆井液的濾失量，如膨潤(rùn)土、褐煤、 CMC、 PAC、預(yù)膠化淀粉等。 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 三、 鉆井液處理劑分類 鉆井液處理劑簡(jiǎn)介 發(fā)泡劑 (Foaming Agents) 通常作為表面活性劑在有水時(shí)發(fā)泡，發(fā)泡劑可使空氣或天然氣用于鉆水層。 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 三、 鉆井液處理劑分類 鉆井液處理劑簡(jiǎn)介 潤(rùn)滑劑 (Lubricants) 用來(lái)降低鉆井液的摩阻系數(shù)，以便降低扭矩和阻力；如各種油、合成基液體、石墨、表面活性劑、乙二醇、甘油以及其他化學(xué)產(chǎn)品。 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 三、 鉆井液處理劑分類 鉆井液處理劑簡(jiǎn)介 頁(yè)巖抑制劑 (Shale Control Inhibitors) 可溶性鈣鹽、鉀鹽等無(wú)機(jī)鹽和一些有機(jī)化合物因降低頁(yè)巖的水化作用而具有頁(yè)巖抑制性。 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 三、 鉆井液處理劑分類 鉆井液處理劑簡(jiǎn)介 高溫穩(wěn)定劑 (Temperature Stability Agents) 用來(lái)提高鉆井液在高溫條件下的流變性能和濾失性能穩(wěn)定性，并在高溫條件下持續(xù)發(fā)揮其功能，例如丙烯酸鹽聚合物、磺化聚合物和共聚物，以及褐煤、木質(zhì)素磺酸鹽和丹寧基添加劑等。 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 三、 鉆井液處理劑分類 鉆井液處理劑簡(jiǎn)介 增粘劑 (Viscosifiers) 用來(lái)提高粘度以保證鉆井液的更好的井眼清潔能力和懸浮固相能力，包括膨潤(rùn)土、 CMC、 PAC、凹凸棒土和高分子量聚合物等。 常用英制單位： ppg(lb/gal) pcf(lb/ft3) 梯度(lb/in2/1000ft) 鉆井液密度單位換算： g/cm3 = ?ppg g/cm3 = ?pcf ppg = ?pcf 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心 四、鉆井液性能 漏斗粘度 (Funnel Viscosity) 一定量的鉆井液從規(guī)定的漏斗粘度計(jì)中流出所需的時(shí)間，用馬氏漏斗測(cè)定，用 FV表示，單位為 s/l。 股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督