钻井液概论.ppt

钻井液概论 内容包括: 概论 钻井液的工艺性能 钻井液处理剂及原材料 钻井液体系 固相控制 井下复杂情况简介 概论——钻井液定义 狭义钻井液: 粘土以小颗粒状态(2μ)分散在水中所形成的溶胶-悬浮体.(mud) 广义钻井液: 一切有助于从井眼中产生和清除钻屑的流体.(drilling fluid) API定义: 用于钻井的具有各种各样功用以满足钻井工作需要的循环流体 概论——钻井液的功用 清除井底钻屑并将其携带至地面 稳定井壁及控制地层压力 冷却和润滑钻头、钻具 提供低渗透、韧性好的泥饼保护井壁 停止循环时悬浮环空中的钻屑及加重材料 给钻头传递水力能量 概论——钻井液不应具有 既不能伤害钻井人员，又不能损害或污染环境 对所设计的地层评估有不利的性能 对产层产生伤害 对钻井设备和管材造成较大腐蚀 概论——钻井液的分类 概论——优质钻井液的标准 有利于安全、快速、优质、低耗钻井； 有利于取全、取准各项工程、地质资料； 有利于发现、保护油气层。 概论——钻井液的组成 水基泥浆：固相颗粒悬浮在水中或盐水中，油可以乳化到水中，此时，水是连续相。 (水+膨润土+化学处理剂+加重材料＋钻屑) 油基泥浆：固相颗粒悬浮在油中，水或盐水乳化在油中，即油是连续相。(油+沥青/有机土+处理剂) 气体：用高速气体或天然气清除钻屑 概论——钻井液的组成 概论——钻井液技术发展概况 发展 水基钻井液 清水 分散钻井液 抑制性钻井液 不分散聚合物钻井液 油基钻井液 原油 柴油为连续相钻井液 油包水乳化钻井液 预测发展方向 钻井液强化井壁技术 复杂地质条件下深井、超深井、大位移井钻井液技术 新型钻井液体系及其处理剂的研制与应用 废弃钻井液的处理技术 保护油气层的钻井液技术 概论——国内钻井液技术发展特点 同样经历了这些阶段,但滞后一定时间; 水基体系的研究应用比油基体系多; 深井水基钻井液、防塌钻井液、聚合物钻井液理论较成熟； 成功研制了一些钻井液处理剂，如FA367, XY27, SMP, 80A51等； 成功应用了一些钻井液体系，如三磺体系，两性离子聚合物体系，聚磺体系等； 研制了大量钻井液性能评价仪器； 计算机应用相对滞后。 概论 ——钻井液工作的基本任务 根据所钻井类型、地层特性、孔隙压力及破裂压力、井温、测井及环保要求正确选择钻井液类型； 自始至终维护、保持良好的钻井液性能； 预防、处理各种井下复杂情况和事故； 保证安全顺利钻井前提下，尽可能降低钻井液成本。 钻井液的流变性 钻井液流变性(rheological properties of DF) 在外力作用下，钻井液流动和变形的特性。如钻井液的塑性粘度、动切力、表观粘度、有效粘度、静切力和触变性等性能都属流变性参数。 泥浆的流变性对钻井的影响 携带岩屑，保证井底清洁。 悬浮岩屑与重晶石 影响机械钻速 影响井眼规则和井下安全。 牛顿流体（Newtonian Fluid） ?：剪切应力dyn/cm2 dv/dx:剪切速率:s-1 ?:粘度（Poise、泊) 宾汉塑性流型 Bingham Plastic Model 模型：?=?0+?s ??0 ：动切力（屈服值）Yield point (YP) Pa?s：塑性粘度(PV)　 Plastic viscosity (cp)?：剪切速率(s-1) 实际宾汉塑性流体 流动特性：?＝0时，?=?s，?s为静切应力（凝胶强度）Gel strength ?〈?s时，塑性流体象固体一样，不会发生流动 ?〉?s时，塑性流体，粘度随剪切应力的变化而降低（图中曲线段） 直线段：直线的斜率为塑性粘度。 宾汉流动曲线 幂律流型(Power law Model) 基本方程：?=k?n k ：稠度系数 n：流性指数 流动特性分析 施加极小的切应力就发生流动，没有静切应力，而且粘度随切应力的增加而降低。 卡森流型(casson) 钻井液的流变性－常用流变参数 粘度(viscosity) 定义：钻井液流动时，固体颗粒之间、固体颗粒与液体之间、以及液体分子之间的内摩擦的总反映。 影响泥浆粘度的基本因素 粘土含量（含量大，粘度大） 土粒的分散度（增加塑性粘度） 土粒的聚结稳定状况或絮凝强度（结构粘度） 高分子处理剂的性质、分子量和浓度 钻井液的流变性－常用流变参数 漏斗粘度 定义：用漏斗粘度计测得的一定体积流体(700ml)流出500ml所经历的时间。单位为秒。漏斗粘度与泥浆的塑性粘度、屈服值、以及仪器的尺寸和形状有关。 有效粘度 钻井液的流变性－常用流变参数 有效粘度：在某一流速梯度下，其剪切应力与剪切速率的比值。 对于宾汉流型 对于幂律流型 结构粘度 定义：分散