泥漿技術(shù)員應(yīng)知應(yīng)會(huì)基礎(chǔ)知識(shí)與試題

1、泥漿技術(shù)員應(yīng)知應(yīng)會(huì)基礎(chǔ)知識(shí)與試題第一章 鉆井液性能與鉆井的關(guān)系第一節(jié) 鉆井液的功用1、 攜帶和懸浮巖屑2、 穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力3、 冷卻和潤滑鉆頭、鉆具4、 傳遞水動(dòng)力第二節(jié) 鉆井液性能一、 密度是指一定體積的鉆井液質(zhì)量與其體積的比值。符號：公式：鉆井液密度（）=鉆井液質(zhì)量（m）/鉆井液體積（v）二、 粘度1、 塑性粘度：鉆井液在層流時(shí)，鉆井液中的固體顆粒之間、固體顆粒與液體分子之間、液 體分子與液體分子之間內(nèi)摩擦力的總和。符號：塑單位：mpas2、 表觀粘度：用一定體積的鉆井液流經(jīng)規(guī)定尺寸的小孔所需的時(shí)間來表示，故也叫漏斗粘度符號：單位：s三、 切力：鉆井液中的粘土顆粒，由于其形狀不規(guī)則

2、，表面帶電性和親水性不均勻，常易形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，破壞鉆井液中單位面積上的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)所需的最小切應(yīng)力，稱為鉆井液的極限靜切力，簡稱：切力。符號：單位：mg/cm2初切（1）：鉆井液靜止1min后所測的切力。終切（10）：鉆井液靜止10min后所測的切力。觸變性：初切與終切的差值。四、 濾失和濾餅1、 濾失：在井眼內(nèi)鉆井液中的部分水分因受壓差的作用而滲透到地層中去的現(xiàn)象。濾失量：鉆井液濾液進(jìn)入地層的多少。（1） 靜濾失：鉆井液在靜止條件下的濾失作用。（2） 動(dòng)濾失；鉆井液在循環(huán)條件下，濾餅形成和破壞達(dá)到動(dòng)太平衡時(shí)的濾失。 動(dòng)濾失量：在一定剪切速率下測定的濾失量。（3） 瞬時(shí)濾失：在鉆井過程中，地層被鉆

3、開，濾餅在未形成之前，鉆井液中的大量水分在短時(shí)間內(nèi)迅速滲入地層。2、 api濾失量：鉆井液在常溫及一定壓差作用下（0.098mpa），30min內(nèi),透過直徑為75mm的過濾面積所濾失的水量。3、 高溫高壓濾失：鉆井液在高溫（150）、高壓（3.5mpa）作用下, 透過直徑為75mm的過濾面積所濾失的水量。4、 濾餅：因液柱與地層的壓差作用，在濾失的同時(shí)，粘土顆粒在井壁上形成一層粘土與處理劑的堆積物。符號：k單位：mm五、 濾餅的摩擦系數(shù)：鉆井液形成的濾餅表面上有一定的粘滯性，當(dāng)一物體在其表面產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的摩擦力。六、 含砂量；鉆井液中不能通過200目篩子的砂粒（直徑大于0.074mm）

4、，占鉆井液總體積的百分?jǐn)?shù)。符號：n七、 酸堿值（ph值）：代表鉆井液含酸、堿的程度。八、 固相含量：鉆井液中除液體以外的全部固體占鉆井液總體積的百分?jǐn)?shù)。表示：%第三節(jié) 鉆井對鉆井液性能的基本要求一、 鉆井液密度1、 密度對鉆井的影響：一是平衡地層壓力 二是對鉆速的影響2、 鉆井對密度的要求：適當(dāng)3、 密度的調(diào)整（1）提高鉆井液密度： 加入惰性的、密度大的固體。如：重晶石、石灰石 加入可溶性鹽類。 如：nacl、cacl2、kcl（2）降低鉆井液密度： 機(jī)械除砂； 清水稀釋； 加發(fā)泡劑； 加絮凝劑。二、 鉆井液粘度1、 鉆井液對粘度的要求粘度高：鉆速低、流動(dòng)阻力大、排量低、不易除氣、除砂困難。粘

5、度低：不利于攜帶巖屑凈化井底，不利于懸浮加重材料。要求：粘度適當(dāng)2、 粘度的調(diào)整（1）提高粘度 提高固相含量 固體顆粒間形成局部網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 加入水溶性高分子化合物 提高固相分散度（2）降低粘度 加水 加稀釋劑 升高溫度三、 鉆井液切力1、 鉆井液對切力的要求鉆井液具有切力，有利于攜帶和懸浮巖屑、重晶石等，不會(huì)因停泵而發(fā)生沉砂卡鉆，也不至于因重晶石沉淀而難于加重。切力太大：除砂除鉆屑困難，密度上升快，含砂高，機(jī)械磨損大，開泵困難，易憋漏地 層，轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩大，浪費(fèi)動(dòng)力，濾餅質(zhì)量差，濾失大，易引起縮徑、井漏、卡鉆等事故。切力太小：攜帶和懸浮巖屑能力降低，停泵易造成沉砂，下鉆不到底甚至沉砂卡鉆。要求：根椐

6、情況選擇適當(dāng)?shù)那辛Α?、 切力的調(diào)整（1）提高切力 提高鉆井液中固體顆粒含量 提高粘土顆粒分散度 加入適當(dāng)電解質(zhì)（如nacl、kcl、cacl2） 加入水溶性高分子化合物（2）降低切力 加水或低濃度處理劑溶液，增大顆粒間距離，降低粘土含量 加稀釋劑四、 鉆井液的濾失量和濾餅1、 濾失量與濾餅之間隔的關(guān)系同一鉆井液：濾失量愈大，濾餅愈厚。不同鉆井液：濾失量相同濾餅厚度不一定相同，致密而堅(jiān)韌的濾餅?zāi)芸刂茷V失量較小。在其它條件相同的情況下，壓差對濾失也有影響，不同的鉆井液存在三種不同的情況：（1）隨壓差增大而變大（2）不隨壓差變化而變化（3）壓差越大，濾失量反而愈小2、 影響濾失量與濾餅質(zhì)量的因素（

7、1）鉆井液中膨潤土的含量（2）固體顆粒的分散度（3）濾液粘度的影響（4）地層巖石的孔隙度與滲透率（5）鉆井液液柱與地層的壓力差（6）溫度對濾失與濾餅的影響（7）時(shí)間對濾失與濾餅的影響3、鉆井工藝對濾失量和濾餅的要求 鉆井液的濾餅質(zhì)量高，具有潤滑作用，有利于防止粘附卡鉆，有利于井壁穩(wěn)定，防止地層坍塌與剝蝕掉塊。鉆井液濾失量過大，濾餅過厚而虛，會(huì)引起下列問題：（1）損壞油氣層（2）環(huán)空變小，泵壓升高（3）易引起泥包鉆頭，下鉆遇阻、遇卡或堵水眼（4）在高滲透性地層引起阻卡，甚至壓差卡鉆（5）電測不順利，電測解釋不準(zhǔn)確，易漏掉油氣層（6）易泡垮地層，形成不規(guī)則井眼，引起井漏等4、濾失量的確定原則 鉆井

8、液的濾失量并不是越小越好（1）淺時(shí)可放寬，井深時(shí)要從嚴(yán)（2）裸眼時(shí)間短時(shí)可放寬，裸眼時(shí)間長要從嚴(yán)（3）使用不分散劑時(shí)可放寬，使用分散劑時(shí)要從嚴(yán)（4）礦化度高者可放寬，礦化度低者要從嚴(yán)（5）在油氣層中鉆進(jìn)，尤其是在高溫高壓時(shí)，濾失量應(yīng)在10-15ml（6）在易塌地層鉆進(jìn)，api濾失量小于5ml（7）一般地層api濾失量小于10ml，高溫高壓濾失量小于20ml（8）要求濾餅薄而堅(jiān)韌，以利于保護(hù)井壁，避免壓差卡鉆（9）加強(qiáng)對鉆井液濾失性能的監(jiān)測（10）根椐鉆井液類型，及具體情況選擇適當(dāng)?shù)慕禐V失劑總之，要根椐鉆井實(shí)際情況，以井下情況正常為原則，正確制定并及時(shí)調(diào)整鉆井液濾失量，既要快速節(jié)省，又要保證井下

9、安全、不損害油氣層。5、 降濾失量的方法（1）控制固相，清除巖屑和劣質(zhì)粘土等到有害固相，使膨潤土含量保持在一定范圍內(nèi)。（2）鉆井液受污染后，加電解質(zhì)清除污染，恢復(fù)粘土良好的水化分散狀態(tài)。（3）加入降濾失劑，依靠高分子化合物的保護(hù)作用和增加濾液粘度來降低濾失量。五、濾餅?zāi)Σ料禂?shù)濾餅?zāi)Σ料禂?shù)太大，對鉆具摩擦阻力大，磨損嚴(yán)重，易粘附卡鉆，起下鉆遇阻。因此，濾餅?zāi)Σ料禂?shù)越小越好。降低摩阻的方法：加入潤滑劑、混一定量的原油、加入高分子聚合物等。六、鉆井液含砂量1、鉆井對含砂量的要求 含砂量高：密度高、鉆速低、濾餅質(zhì)量差、濾失量大、濾餅?zāi)Σ料禂?shù)大。影響固井質(zhì)量，電測遇阻，地質(zhì)資料不準(zhǔn)確，對設(shè)備磨損嚴(yán)重。因

10、此，含砂量越小越好。一般控制在0.5%以下。2、降低含砂量方法（1）機(jī)械除砂。（2）化學(xué)除砂。七、鉆井液ph值1、鉆井液的酸堿度2、鉆井液酸堿度對其性能的影響（1）對鉆井液類型的影響（2）對粘土水化分散的影響（3）對處理劑的影響3、ph值對鉆井工藝的影響（1）ph值過高，會(huì)促進(jìn)泥頁巖水化膨脹和分散，不利穩(wěn)固井壁，引起井下復(fù)雜情況。（2）ph的變化，可以預(yù)測井下情況。4、鉆井對鉆井液ph值的要求（1）一般鉆井液ph值控制在8.5-9.5范圍內(nèi)（2）飽和鹽水鉆井液ph值控制在8.0-9.0范圍內(nèi)（3）不分散型：ph=7.5-8.5（4）分散型：ph10（5）鈣處理鉆井液ph11。為防止co2腐蝕，

11、ph值應(yīng)控制在9.5以上。八、鉆井液中固相含量1、固相含量（1）有用固相：鉆井液配方中有用的固相。如：膨潤土、化學(xué)處理劑、加重劑等。（2）無用固相：對鉆井液性能有害的固相。如：鉆屑、劣質(zhì)土和砂粒等。2、固相含量與鉆井的關(guān)系 固相含量越低越好，一般控制在5%左右。固相含量過高的危害（1）鉆井液密度大，鉆速下降，鉆頭壽命短。（2）濾餅質(zhì)量差，濾失量增大，降低油層滲透率，影響固井質(zhì)量。（3）含砂量高，對鉆井設(shè)備磨損嚴(yán)重。（4）鉆井液性能不穩(wěn)定，粘、切高，流動(dòng)性差，易發(fā)生粘土侵和化學(xué)污染。增加成本。（5）影響地質(zhì)資料和電測資料的錄取，如砂樣混雜、電測不順利等。3、鉆井液固相控制的方法（1）清水稀釋法（

12、2）替換部分鉆井液法（3）大池子沉砂法（4）化學(xué)絮凝法（5）機(jī)械設(shè)備清除法。第二章 鉆井液常用處理劑1、 增粘劑：用來增加鉆井液粘度的處理劑。h-cmc、抗鹽增粘劑、pac、高效復(fù)合離子2、 降濾失劑：用來降低鉆井液濾失量的處理劑。k-1、npan、cms、l-cmc、3、抑制劑： php、fa-367、k-pam、ft-388、無機(jī)聚合物防塌劑4、無機(jī)處理劑nacl、kcl、naoh、naco35、加重劑 石灰石、重晶石6、 其它處理劑（1）潤滑劑（2）消泡劑（3）解卡劑（4）堵漏劑（5）乳化劑（6）泡沫劑第三章 鉆井液有關(guān)計(jì)算一、 井眼容積的計(jì)算公式：式中d井徑，mm h井深，m例：某井深

13、2000米，使用93/4in鉆頭，計(jì)算井眼容積是多少？解：根據(jù)題意及1in=25.4mm知 答：井眼容積為96.3m3二、 管柱體積和內(nèi)容積的計(jì)算計(jì)算公式：v容v體式中 v容管柱內(nèi)容積，m3v體管柱體積，m3 d管柱外徑，cm d管柱內(nèi)徑，cm l管柱長度，cm三、鉆柱外環(huán)形容積的計(jì)算計(jì)算公式：v環(huán)式中 v環(huán)環(huán)形容積，m3 d井眼直徑，cm d管柱外徑，cm l井深，m例：某井深1800m，井眼直徑24.4cm（in），鉆具結(jié)構(gòu)為：鉆鋌7in×80m鉆桿5in×1720m，計(jì)算環(huán)空容積是多少？復(fù)習(xí)題一、 選擇題1、鉆井液密度在鉆井液中的主要作用是（ ）。（a）攜帶巖屑 （b

14、）平衡地層壓力 （c）懸浮巖屑 （d）冷卻潤滑鉆具2、為提高鉆井液密度，通常在鉆井液中添加（ ）。（a）膨潤土 （b）原油 （c）重晶石 （d）水3、通常在保證攜帶巖屑的前提下，粘度應(yīng)盡量（ ）。（a）高 （b）低 （c）保持不變 （d）提高4、鉆井液的初切是鉆井液靜止（ ）后所測得的切力。（a）1min （b）3min （c）5min （d）10min5、鉆井液和終切是鉆井液靜止（ ）后所測得的切力。（a）1min （b）3min （c）5min （d）10min6、在鉆井過程中鉆井液（ ）才能形成濾餅。（a）有壓力 （b）有濾失 （c）無壓力 （d）無濾失7、井壁形成濾餅?zāi)埽?）和阻止進(jìn)一

15、步濾失。（a）保護(hù)鉆具 （b）提高鉆速 （c）鞏固井壁 （d）保護(hù)鉆頭8、鉆井液的api濾失量是在（ ）壓力和常溫下測定的濾失量。（a）10kpa （b）30kpa （c）686kpa （d）1034kpa9、測定鉆井液濾失量所用濾紙的過濾面積為（）左右。（a）20cm3 （b）30cm3 （c）45cm3 （d）100cm310、鉆井中要求鉆井液含砂量（ ）。（a）越小越好 （b）越大越好 （c）適當(dāng)高些 （d）適當(dāng)?shù)托?1、鉆井中鉆井液的含砂量一般控制在（ ）。（a）0.5%以上 （b）0.5%以下 （c）1.5%以下 （d）1.5%左右12、鉆井液的（ ）時(shí)，有機(jī)處理劑易在高溫下發(fā)酵變質(zhì)

16、。（a）ph值過低落 （b）ph值過高 （c）密度高 （d）密度低13、一般鉆井液ph值控制在（ ）。（a）7-8.5 （b）8.5-9.5 （c）9-10 （d）6-714、鉆井液的總礦化度是指鉆井液中所含水溶性（ ）的總質(zhì)量濃度。（a）無機(jī)鹽 （b）有機(jī)鹽 （c）鹽 （d）固體15、鉆井液的含鹽量是指（ ）的含量。（a）鹽 （b）氯化鈉 （c）碳酸鈉 （d）鉀鹽16、配鉆井液所用膨潤土，其主要成分是以（ ）為主。（a）蒙脫石 （b）高嶺石 （c）伊利石 （d）重晶石17、重晶石粉是一種以（ ）為主要成分的天然礦石。（a）硫酸鈣 （b）硫酸鋇 （c）碳酸鈣 （d）二氧化碳18、鉆井液粘度、切

17、力過大會(huì)（ ）。（a）導(dǎo)致流動(dòng)阻力增大 （b）引起流動(dòng)阻力減?。╟）沖刷井壁加劇 （d）使鉆頭不易泥包19、固體燒堿0.2噸,能配制成質(zhì)量濃度為10%t/m3r的燒堿水( )。（a）3m3 （b）5m3 （c）2m3 （d）6m320、某井內(nèi)有密度為1.20g/cm3的鉆井液150m3，欲將其密度降為1.15g/cm3，需加水（ ）。（a）40m3 （b）50m 3 （c）200.3m 3 （d）191.4m3二、判斷題1、在其他條件相同時(shí)，鉆井液密度增加機(jī)械鉆速下降。（ ）2、鉆井液密度過大易造成沉砂卡鉆。（ ）3、鉆井液密度過低容易發(fā)生井噴、井塌、縮徑及攜帶能力下降等。（ ）4、油、氣侵入

18、鉆井液后，會(huì)導(dǎo)致鉆井液密度很快下降。（ ）5、鉆井液的粘度是指鉆井液在流動(dòng)時(shí)，液體分子與液體分子之間，液體分子與固體顆粒之間，以及固體顆粒與固體顆粒之間的內(nèi)摩擦力的總和。（ ）6、在其他條件相同時(shí)，鉆井液粘度越高，機(jī)械鉆速越低。（ ）7、粘度、切力過大的危害是流動(dòng)阻力大，鉆速成慢；易引起井下復(fù)雜情況；易泥包鉆頭；易引起卡、噴、漏和井塌等事故。影響氣測并易造成氣侵。（ ）8、降低鉆井液粘度和切力的最常用方法是加清水稀釋。（ ）9、濾餅（質(zhì)量）的好壞用滲透性即致密程度、強(qiáng)度、摩阻性及厚度來表示。（ ）10、同一鉆井液其濾失量越大，濾餅越厚。（ ）11、鉆井液的濾失量越小越好。（ ）12、固相含量是指鉆井液中不溶物的全部含量及可溶性