油氣井工作液技術(shù)(2008)

1、油氣井工作液技術(shù)油氣井工作液技術(shù) The Technology of Working Fluids in Oil and Gas Well 在鉆井、完井、增產(chǎn)等作業(yè)過(guò)程中所使用的工作流在鉆井、完井、增產(chǎn)等作業(yè)過(guò)程中所使用的工作流體統(tǒng)稱體統(tǒng)稱油氣井工作液油氣井工作液。 包括：鉆井液、鉆井完井液、水泥漿、射孔液、隔離液、包括：鉆井液、鉆井完井液、水泥漿、射孔液、隔離液、封隔液、礫石充填液、修井液、壓裂液、酸液、驅(qū)替液封隔液、礫石充填液、修井液、壓裂液、酸液、驅(qū)替液等。等。 I.鉆井液鉆井液水基鉆井液水基鉆井液油基鉆井液油基鉆井液氣基鉆井流體氣基鉆井流體II.完井液（廣義）完井液（廣義）油氣井完成和

2、完善作業(yè)過(guò)程中所使用的工作流體。油氣井完成和完善作業(yè)過(guò)程中所使用的工作流體。II.完井液（廣義）完井液（廣義） 鉆井完井液鉆井完井液（即打開(kāi)產(chǎn)層的鉆井液）（即打開(kāi)產(chǎn)層的鉆井液）在油氣層中鉆進(jìn)時(shí)所使用的循環(huán)流體。在油氣層中鉆進(jìn)時(shí)所使用的循環(huán)流體。有：改性鉆井液、清潔鹽水聚合物完井液、低固相聚合物完井液、油有：改性鉆井液、清潔鹽水聚合物完井液、低固相聚合物完井液、油基完井液、氣體類完井液?；昃?、氣體類完井液。 主要功用主要功用：打開(kāi)儲(chǔ)層時(shí)保護(hù)油氣層。：打開(kāi)儲(chǔ)層時(shí)保護(hù)油氣層。 隔離液隔離液替換作業(yè)時(shí)用來(lái)隔離兩種不配伍的工作液的流體。如：固井注水替換作業(yè)時(shí)用來(lái)隔離兩種不配伍的工作液的流體。如：固井

3、注水泥。泥。 主要功用主要功用：消除工作液間不配伍帶來(lái)的不利影響，提高作：消除工作液間不配伍帶來(lái)的不利影響，提高作 業(yè)（施業(yè)（施工）質(zhì)量。工）質(zhì)量。 II.完井液（廣義）完井液（廣義） 射孔液射孔液射孔作業(yè)時(shí)使用的流體。射孔作業(yè)時(shí)使用的流體。有：無(wú)固相清潔鹽水、陽(yáng)離子聚合物射孔液、無(wú)固相聚合物鹽水、暫有：無(wú)固相清潔鹽水、陽(yáng)離子聚合物射孔液、無(wú)固相聚合物鹽水、暫堵性聚合物射孔液、油基射孔液、酸基射孔液。堵性聚合物射孔液、油基射孔液、酸基射孔液。 主要功用主要功用：協(xié)助打開(kāi)油氣通道，保護(hù)油氣層，平衡地層壓力。：協(xié)助打開(kāi)油氣通道，保護(hù)油氣層，平衡地層壓力。 水泥漿水泥漿固井作業(yè)時(shí)注入套管與井壁環(huán)形空

4、間內(nèi)的流體。固井作業(yè)時(shí)注入套管與井壁環(huán)形空間內(nèi)的流體。 主要功用主要功用：將套管與井壁固結(jié)在一起，建立安全的油氣通道，同時(shí)：將套管與井壁固結(jié)在一起，建立安全的油氣通道，同時(shí)為后續(xù)作業(yè)提供安全的施工環(huán)境。為后續(xù)作業(yè)提供安全的施工環(huán)境。 II.完井液（廣義）完井液（廣義） 封隔液封隔液完井時(shí)套管與油管間的充填液體。完井時(shí)套管與油管間的充填液體。有：清潔鹽水、聚合物膠液（有：清潔鹽水、聚合物膠液（CMC）、改性鉆井液、油基鉆井液。）、改性鉆井液、油基鉆井液。 主要功用主要功用：平衡壓力、防腐、保護(hù)油套管。：平衡壓力、防腐、保護(hù)油套管。 套管封隔液套管封隔液套管與井壁間無(wú)水泥段的充填液體。套管與井壁間

5、無(wú)水泥段的充填液體。 主要功用主要功用：平衡壓力、穩(wěn)定井壁、保護(hù)套管、節(jié)約成本。：平衡壓力、穩(wěn)定井壁、保護(hù)套管、節(jié)約成本。 礫石充填液礫石充填液防砂作業(yè)時(shí)用來(lái)輸送礫石的流體。防砂作業(yè)時(shí)用來(lái)輸送礫石的流體。 主要功用主要功用：輸送礫石、保護(hù)油氣層、平衡地層壓力。：輸送礫石、保護(hù)油氣層、平衡地層壓力。 II.完井液（廣義）完井液（廣義） 修井液修井液修井作業(yè)時(shí)所用的工作液。修井作業(yè)時(shí)所用的工作液。修井作業(yè)：套管修理、修理更換井下設(shè)備、清除井眼中的有害固體修井作業(yè)：套管修理、修理更換井下設(shè)備、清除井眼中的有害固體（砂、礫石、淤泥等）、處理井下事故。（砂、礫石、淤泥等）、處理井下事故。有：清潔鹽水、聚

6、合物鹽水、油基鉆井液等。有：清潔鹽水、聚合物鹽水、油基鉆井液等。 主要功用主要功用：修復(fù)油井，平衡壓力，保護(hù)油氣層。：修復(fù)油井，平衡壓力，保護(hù)油氣層。 壓裂液壓裂液壓裂作業(yè)時(shí)使用的流體。壓裂作業(yè)時(shí)使用的流體。有：水基類（稠化水壓裂液、水凍膠壓裂液、水包油壓裂液）有：水基類（稠化水壓裂液、水凍膠壓裂液、水包油壓裂液） 油基類（稠化油壓裂液、油凍膠壓裂液、油包水壓裂液）油基類（稠化油壓裂液、油凍膠壓裂液、油包水壓裂液） 主要功用主要功用：傳遞壓力、攜砂、保護(hù)油氣層（擴(kuò)大通道）：傳遞壓力、攜砂、保護(hù)油氣層（擴(kuò)大通道） 。 II.完井液（廣義）完井液（廣義） 酸液：（含前置液）酸液：（含前置液）酸化作

7、業(yè)中使用的流體。酸化作業(yè)中使用的流體。有：鹽酸、氫氟酸和兩者混合的土酸。有：鹽酸、氫氟酸和兩者混合的土酸。此外：氨基磺酸（此外：氨基磺酸（NH2SO3H）、碳酸、甲酸、乙酸。）、碳酸、甲酸、乙酸。常加入：緩蝕劑、緩速劑、穩(wěn)定劑。常加入：緩蝕劑、緩速劑、穩(wěn)定劑。 主要功用主要功用：解堵和溶解膠結(jié)物，恢復(fù)和提高儲(chǔ)層滲透率，解放儲(chǔ)層，：解堵和溶解膠結(jié)物，恢復(fù)和提高儲(chǔ)層滲透率，解放儲(chǔ)層，保護(hù)儲(chǔ)層。保護(hù)儲(chǔ)層。 驅(qū)替液驅(qū)替液三次采油作業(yè)過(guò)程中所使用的流體。三次采油作業(yè)過(guò)程中所使用的流體。有：鹽水類、聚合物類、微乳液、泡沫類。有：鹽水類、聚合物類、微乳液、泡沫類。 主要功用主要功用：驅(qū)替殘余油，提高采收率。

8、：驅(qū)替殘余油，提高采收率。 此外：還有注水作業(yè)，調(diào)剖堵水等所使用流體均屬油氣井工作液。此外：還有注水作業(yè)，調(diào)剖堵水等所使用流體均屬油氣井工作液。2.1.1早期歷史早期歷史（公元前256年公元1844年）原始原始階段階段 早在早在公元前公元前256年（春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期）年（春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期）。我國(guó)發(fā)明了。我國(guó)發(fā)明了“頓鉆頓鉆”鉆井技術(shù)，后傳至波斯、埃及，然后再傳到歐洲。鉆井技術(shù)，后傳至波斯、埃及，然后再傳到歐洲。至至公元公元10411053年（北宋年間）年（北宋年間）。我國(guó)首創(chuàng)。我國(guó)首創(chuàng)“卓筒卓筒井井”。即用竹筒當(dāng)套管下入井內(nèi)，封隔水層、塌層。到。即用竹筒當(dāng)套管下入井內(nèi)，封隔水層、塌層。到公公元元182

9、1年（清道光年間）年（清道光年間），我國(guó)，我國(guó)已能鉆成已能鉆成1000米井米井。此。此段期間，所用鉆井液完全是清水，目的單一：僅為洗井和段期間，所用鉆井液完全是清水，目的單一：僅為洗井和幫助撈砂，沒(méi)有循環(huán)系統(tǒng)，將清水直接倒入井內(nèi)，沖鉆，幫助撈砂，沒(méi)有循環(huán)系統(tǒng)，將清水直接倒入井內(nèi)，沖鉆，下?lián)粕巴矒瞥觥Ｏ聯(lián)粕巴矒瞥觥?.1.2萌芽階段萌芽階段（18441844年年19201920年）年） 1844年年英國(guó)人英國(guó)人Robert Beart發(fā)明了發(fā)明了“旋轉(zhuǎn)鉆井旋轉(zhuǎn)鉆井”方法方法，并開(kāi)始使，并開(kāi)始使用循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)鉆井液，但采用的是用循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)鉆井液，但采用的是“反循環(huán)反循環(huán)”方法。（即抽吸法）。方法

10、。（即抽吸法）。18451860年年. 法國(guó)人法國(guó)人Faulle建立了較完整的循環(huán)系統(tǒng)建立了較完整的循環(huán)系統(tǒng)，并采用，并采用“正正循環(huán)循環(huán)”循環(huán)鉆井液，且意識(shí)到了循環(huán)鉆井液，且意識(shí)到了“混濁的水混濁的水”比比“清水清水”帶砂好。帶砂好。18871901年年. 美國(guó)人開(kāi)始使用粘土、糠麩、谷物等材料作鉆井液美國(guó)人開(kāi)始使用粘土、糠麩、谷物等材料作鉆井液添加劑添加劑，并認(rèn)識(shí)到用，并認(rèn)識(shí)到用“粘泥粘泥”使鉆井液變使鉆井液變“稠稠”變變“重重”的重要性。的重要性。1906年年. 鉆井液攪拌器問(wèn)世。鉆井液攪拌器問(wèn)世。（在此之前，鉆井液是由牲口在池中走（在此之前，鉆井液是由牲口在池中走動(dòng)配成的。）動(dòng)配成的。）

11、1910年年. 專用泥漿泵問(wèn)世。專用泥漿泵問(wèn)世。這段期間，已開(kāi)始認(rèn)識(shí)到鉆井液的重要性。這段期間，已開(kāi)始認(rèn)識(shí)到鉆井液的重要性。鉆井液特點(diǎn)：鉆井液特點(diǎn)：成分單一，處于自然狀態(tài)。成分單一，處于自然狀態(tài)。2.1.3發(fā)展階段發(fā)展階段（19211921年年19481948年）年）近代鉆井近代鉆井液液 2.1.3發(fā)展階段發(fā)展階段（19211921年年19481948年）年）近代鉆井近代鉆井液液 組分較前復(fù)雜，逐漸趨于完善。組分較前復(fù)雜，逐漸趨于完善。 普遍使用處理劑來(lái)調(diào)節(jié)維護(hù)鉆井液性能。普遍使用處理劑來(lái)調(diào)節(jié)維護(hù)鉆井液性能。 鉆井液類型越來(lái)越多，功能越來(lái)越全。鉆井液類型越來(lái)越多，功能越來(lái)越全。 同時(shí)開(kāi)始了鉆井

12、液處理劑研究和鉆井液專用儀器的設(shè)計(jì)制同時(shí)開(kāi)始了鉆井液處理劑研究和鉆井液專用儀器的設(shè)計(jì)制造。造。2.1.4科學(xué)化階段科學(xué)化階段（19481948年至今）年至今）現(xiàn)代鉆井液現(xiàn)代鉆井液 我國(guó)鉆井液技術(shù)研究起步晚，但發(fā)展非常迅速，我國(guó)鉆井液技術(shù)研究起步晚，但發(fā)展非常迅速，無(wú)論從理論研究上或是應(yīng)用研究上均有重大突無(wú)論從理論研究上或是應(yīng)用研究上均有重大突破。目前我國(guó)鉆井液技術(shù)與先進(jìn)國(guó)家處于同步破。目前我國(guó)鉆井液技術(shù)與先進(jìn)國(guó)家處于同步水平。水平。2.2.1組成組成 鉆井液主要由分散介質(zhì)、分散相和處理劑三大部分組成。鉆井液主要由分散介質(zhì)、分散相和處理劑三大部分組成。 分散介質(zhì)（連續(xù)相）分散介質(zhì)（連續(xù)相） 水：

13、淡水水：淡水/ /鹽水鹽水“水基水基” 油：原油油：原油/ /柴油柴油/ /白油白油“油基油基” 氣：氣：“氣基氣基” 分散相分散相 粘土（膨潤(rùn)土）粘土（膨潤(rùn)土） 油：對(duì)水而言油：對(duì)水而言 水：水： 對(duì)油而言對(duì)油而言 氣：充于水基中氣：充于水基中 處理劑：處理劑：增粘劑、降粘劑、降濾失劑、抑制劑、表面活性劑、加重增粘劑、降粘劑、降濾失劑、抑制劑、表面活性劑、加重劑、潤(rùn)滑劑，劑、潤(rùn)滑劑，維持鉆井液性能的穩(wěn)定。維持鉆井液性能的穩(wěn)定。2.2.2鉆井液的類型鉆井液的類型 國(guó)內(nèi)外分類各異，但目前均有暫行標(biāo)準(zhǔn)。基本上可概括為國(guó)內(nèi)外分類各異，但目前均有暫行標(biāo)準(zhǔn)。基本上可概括為三大類型：即水基鉆井液、油基鉆井

14、液、氣基流體。三大類型：即水基鉆井液、油基鉆井液、氣基流體。n國(guó)內(nèi)油田習(xí)慣分類國(guó)內(nèi)油田習(xí)慣分類 細(xì)分散鉆井液細(xì)分散鉆井液 鈣處理鉆井液：石灰鈣處理鉆井液：石灰/石膏石膏/氯化鈣氯化鈣 粗分散鉆井液粗分散鉆井液 鹽水鉆井液：鹽水鹽水鉆井液：鹽水/飽和鹽水飽和鹽水/海水海水水基鉆井液水基鉆井液 無(wú)固相聚合物鉆井液無(wú)固相聚合物鉆井液 聚合物鉆井液聚合物鉆井液 低固相不分散聚合物鉆井液低固相不分散聚合物鉆井液 聚磺鉆井液等聚磺鉆井液等 混油鉆井液混油鉆井液 油包水油包水 空氣空氣油基鉆井液油基鉆井液 氣基氣基 天然氣天然氣 油基油基 霧、泡沫霧、泡沫2.2.2鉆井液的類型鉆井液的類型 n國(guó)標(biāo)分類國(guó)標(biāo)分

15、類分法一：分法一：淡水鉆井液體系淡水鉆井液體系鈣處理鉆井液體系鈣處理鉆井液體系不分散聚合物鉆井液體系不分散聚合物鉆井液體系鹽水鉆井液體系鹽水鉆井液體系飽和鹽水鉆井液體系飽和鹽水鉆井液體系鉀基鉆井液體系鉀基鉆井液體系油基鉆井液體系油基鉆井液體系氣體體系（氣體、泡沫）氣體體系（氣體、泡沫）分法二：分法二：不分散聚合物鉆井液體系不分散聚合物鉆井液體系鉀基鉆井液體系鉀基鉆井液體系飽和鹽水鉆井液體系飽和鹽水鉆井液體系分散鉆井液體系分散鉆井液體系鈣處理鉆井液體系鈣處理鉆井液體系鹽水鉆井液體系鹽水鉆井液體系油基鉆井液體系油基鉆井液體系氣體鉆井流體氣體鉆井流體修井液完井液體系修井液完井液體系 2.2.2鉆井液

16、的類型鉆井液的類型 n美國(guó)石油學(xué)會(huì)（美國(guó)石油學(xué)會(huì)（API）和國(guó)際鉆井承包商協(xié)會(huì)（）和國(guó)際鉆井承包商協(xié)會(huì)（IADC）分）分類類不分散體系（不作任何處理）不分散體系（不作任何處理）分散體系分散體系鈣處理體系鈣處理體系聚合物體系聚合物體系低固相體系低固相體系飽和鹽水體系飽和鹽水體系完井修井液體系完井修井液體系油基鉆井液體系油基鉆井液體系氣體體系氣體體系注：注：1986年前，年前，API和和IADC分法與此差異較大，上述分法是分法與此差異較大，上述分法是1986年修改的。年修改的。2.2.3鉆井液的功用（十大功能）鉆井液的功用（十大功能） 2.3.1鉆井液的流變性鉆井液的流變性 由由流體力學(xué)流體力學(xué)知

17、，流體有四種基本流型（即牛頓流型、塑知，流體有四種基本流型（即牛頓流型、塑性流型、假塑性流型和膨脹流型）。鉆井液大多屬塑性或假塑性性流型、假塑性流型和膨脹流型）。鉆井液大多屬塑性或假塑性流型，因此就對(duì)應(yīng)有相應(yīng)的流變參數(shù)。流型，因此就對(duì)應(yīng)有相應(yīng)的流變參數(shù)。鉆井液主要有四大基本性能，即：鉆井液主要有四大基本性能，即： 流變性、造壁性、抑制性和潤(rùn)滑性。流變性、造壁性、抑制性和潤(rùn)滑性。2.3.1鉆井液的流變性鉆井液的流變性 靜切應(yīng)力靜切應(yīng)力：s（現(xiàn)場(chǎng)又用（現(xiàn)場(chǎng)又用“”表示）表示）Gel Strength 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱“切力切力”：即塑性流體開(kāi)始流動(dòng)時(shí)的最低切應(yīng)力，又稱：即塑性流體開(kāi)始流動(dòng)時(shí)的最低切應(yīng)力，又

18、稱“凝膠強(qiáng)凝膠強(qiáng)度度”。 產(chǎn)生原因：存在空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。產(chǎn)生原因：存在空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。實(shí)質(zhì)：鉆井液凝膠強(qiáng)度的高低。實(shí)質(zhì)：鉆井液凝膠強(qiáng)度的高低。影響因素：影響因素： 粘土含量和分散度：含量大，分散度高，粘土含量和分散度：含量大，分散度高，s大。大。 粘土顆粒的粘土顆粒的電位和水化膜：電位和水化膜：低，水化膜薄，低，水化膜薄， 吸力占優(yōu)勢(shì)，吸力占優(yōu)勢(shì)，s大。大。 處理劑的種類和加量處理劑的種類和加量作用：鉆井液靜止時(shí)懸浮鉆屑和加重劑。作用：鉆井液靜止時(shí)懸浮鉆屑和加重劑。測(cè)量方法：用旋轉(zhuǎn)粘度儀測(cè)其靜止測(cè)量方法：用旋轉(zhuǎn)粘度儀測(cè)其靜止10分鐘的切力。（用最低轉(zhuǎn)速：每分鐘分鐘的切力。（用最低轉(zhuǎn)速：每分鐘3轉(zhuǎn)）

19、轉(zhuǎn)）或用浮筒切力計(jì)。或用浮筒切力計(jì)。2.3.1鉆井液的流變性鉆井液的流變性 動(dòng)切應(yīng)力動(dòng)切應(yīng)力：o 又稱屈服值又稱屈服值“YP” Yield Point 塑性流體特有的性質(zhì)，反映鉆井液作層流流動(dòng)時(shí)，粘土顆粒之間及高聚物分塑性流體特有的性質(zhì)，反映鉆井液作層流流動(dòng)時(shí)，粘土顆粒之間及高聚物分子之間的相互作用力。（即結(jié)構(gòu)拆散、恢復(fù)達(dá)到動(dòng)平衡時(shí)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。）子之間的相互作用力。（即結(jié)構(gòu)拆散、恢復(fù)達(dá)到動(dòng)平衡時(shí)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。） o是常量，不隨速度梯度變化，體系定它則定。是常量，不隨速度梯度變化，體系定它則定。產(chǎn)生原因：結(jié)構(gòu)所至（同產(chǎn)生原因：結(jié)構(gòu)所至（同s）實(shí)質(zhì)：鉆井液在層流條件下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。實(shí)質(zhì)：鉆井液在層流條

20、件下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。影響因素：影響因素： 粘土含量和分散度。粘土含量和分散度。 粒子粒子電位和水化膜。電位和水化膜。 處理劑的使用：吸附端面，拆散削弱結(jié)構(gòu)，處理劑的使用：吸附端面，拆散削弱結(jié)構(gòu)，o 降低。降低。 高分子聚合物的使用：吸附橋聯(lián)，高分子聚合物的使用：吸附橋聯(lián)， o升高。升高。2.3.1鉆井液的流變性鉆井液的流變性 動(dòng)切應(yīng)力動(dòng)切應(yīng)力 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)2.3.1鉆井液的流變性鉆井液的流變性 表觀粘度表觀粘度：又稱視粘度或有效粘度，用：又稱視粘度或有效粘度，用表示。表示。 AV:Apparent Viscosity 某一流速梯度下，速梯與相應(yīng)切應(yīng)力之比。某一流速梯度下，速梯與相應(yīng)切應(yīng)力之

21、比。即：即：i=i/Di 單位：?jiǎn)挝唬篶P或或mPas 可見(jiàn)：表觀粘度隨速梯而變，同一體系，不同速梯，可見(jiàn)：表觀粘度隨速梯而變，同一體系，不同速梯，i不同。不同。實(shí)質(zhì)：鉆井液在流動(dòng)過(guò)程中實(shí)際表現(xiàn)出來(lái)的總的粘滯性。實(shí)質(zhì)：鉆井液在流動(dòng)過(guò)程中實(shí)際表現(xiàn)出來(lái)的總的粘滯性。作用：衡量鉆井液的宏觀流動(dòng)性。作用：衡量鉆井液的宏觀流動(dòng)性。測(cè)量方法：用旋轉(zhuǎn)粘度儀。現(xiàn)場(chǎng)習(xí)慣用測(cè)量方法：用旋轉(zhuǎn)粘度儀?，F(xiàn)場(chǎng)習(xí)慣用600轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的1/2值表示，值表示，AV=600/2。方可將對(duì)應(yīng)速梯下測(cè)得的切力值代入賓漢或指數(shù)方程求得。方可將對(duì)應(yīng)速梯下測(cè)得的切力值代入賓漢或指數(shù)方程求得。2.3.1鉆井液的流變性鉆井液的流變性 塑性

22、粘度塑性粘度（PV或或s）（）（Plastic Viscosity） 塑性流體層流流動(dòng)時(shí)的粘度。塑性流體層流流動(dòng)時(shí)的粘度。 PV也是常量，不隨速度梯度變化，體系定它則定。也是常量，不隨速度梯度變化，體系定它則定。 實(shí)質(zhì)：鉆井液中結(jié)構(gòu)拆散與恢復(fù)處于動(dòng)平衡時(shí)，固實(shí)質(zhì)：鉆井液中結(jié)構(gòu)拆散與恢復(fù)處于動(dòng)平衡時(shí)，固液之間、液之間、液液液之間的內(nèi)摩擦力的反應(yīng)。液之間的內(nèi)摩擦力的反應(yīng)。 影響因素：影響因素：固相含量：固含高，則固相含量：固含高，則PV高。高。 分散度：分散度分散度：分散度 ，則，則PV 。 液相粘度：液相粘度液相粘度：液相粘度 ，則，則PV 。 水溶性處理劑的粘度：水溶性處理劑的粘度水溶性處理劑

23、的粘度：水溶性處理劑的粘度 ，則，則PV 。 顯然，它直接反映了鉆井液中固相含量的高低及分散程度。顯然，它直接反映了鉆井液中固相含量的高低及分散程度。 2.3.1鉆井液的流變性鉆井液的流變性 塑性粘度塑性粘度：作用：衡量判斷鉆井液中固相含量的高低及分散程度。作用：衡量判斷鉆井液中固相含量的高低及分散程度。 高則有害，低則有利。高則有害，低則有利。PV與與YP是塑性型鉆井液的兩個(gè)重要流變參數(shù)，它們直接影響流阻、是塑性型鉆井液的兩個(gè)重要流變參數(shù)，它們直接影響流阻、壓降、水力功率的大小及井眼凈化的程度。壓降、水力功率的大小及井眼凈化的程度。測(cè)量方法：用旋轉(zhuǎn)粘度儀測(cè)測(cè)量方法：用旋轉(zhuǎn)粘度儀測(cè)600、30

24、0讀值。讀值。 PV=600-300 mPas2.3.1鉆井液的流變性鉆井液的流變性 剪切稀釋性（剪切稀釋性（Shear Thinning Behavior）2.3.1鉆井液的流變性鉆井液的流變性 流性指數(shù)流性指數(shù)：符號(hào)：符號(hào)“n”，亦稱，亦稱n值：值：0n1，無(wú)因次。，無(wú)因次。 表示假塑性流體中結(jié)構(gòu)的多少及存在的形式。表示假塑性流體中結(jié)構(gòu)的多少及存在的形式。當(dāng)當(dāng)n1時(shí)：表明結(jié)構(gòu)少，且不連續(xù)。時(shí)：表明結(jié)構(gòu)少，且不連續(xù)。n=1時(shí)，完全無(wú)結(jié)構(gòu)，牛時(shí)，完全無(wú)結(jié)構(gòu)，牛頓體。頓體。當(dāng)當(dāng)n n0 0時(shí)：表明結(jié)構(gòu)逐漸增多，且連續(xù)。非牛頓性越強(qiáng)。時(shí)：表明結(jié)構(gòu)逐漸增多，且連續(xù)。非牛頓性越強(qiáng)。l作用：判別攜屑能力

25、：作用：判別攜屑能力：n n小，流核大，帶砂好。小，流核大，帶砂好。n=0.4n=0.40.70.7好。好。l判斷剪切稀釋性：判斷剪切稀釋性：n n越小，剪切稀釋能力越強(qiáng)。（結(jié)構(gòu)多）越小，剪切稀釋能力越強(qiáng)。（結(jié)構(gòu)多） 2.3.1鉆井液的流變性鉆井液的流變性 稠度系數(shù)：符號(hào)稠度系數(shù)：符號(hào)“K”，亦稱，亦稱K值。單位：達(dá)因值。單位：達(dá)因秒秒n/厘米厘米2。2.3.1鉆井液的流變性鉆井液的流變性 觸變性觸變性（Thixotropic Behavior ）指鉆井液受攪拌后變稀，靜止后又變稠的特性。指鉆井液受攪拌后變稀，靜止后又變稠的特性?；颍恒@井液切力（攪拌后）隨靜止時(shí)間的增長(zhǎng)而增大的特性。或：鉆井液

26、切力（攪拌后）隨靜止時(shí)間的增長(zhǎng)而增大的特性。產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：受攪結(jié)構(gòu)被拆散，粘度、切力下降受攪結(jié)構(gòu)被拆散，粘度、切力下降變稀。變稀。 靜止結(jié)構(gòu)恢復(fù)靜止結(jié)構(gòu)恢復(fù)，粘度、切力增大粘度、切力增大變稠。變稠。實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)：體系恢復(fù)結(jié)構(gòu)的能力。體系恢復(fù)結(jié)構(gòu)的能力。影響因素：影響因素：粒子濃度粒子濃度，結(jié)構(gòu)恢復(fù)快、強(qiáng)，觸變性強(qiáng)。，結(jié)構(gòu)恢復(fù)快、強(qiáng)，觸變性強(qiáng)。 電位電位，結(jié)構(gòu)恢復(fù)慢、弱，觸變性弱。，結(jié)構(gòu)恢復(fù)慢、弱，觸變性弱。 若是端若是端面、端面、端端結(jié)構(gòu)為主，恢復(fù)慢，但最終結(jié)構(gòu)端結(jié)構(gòu)為主，恢復(fù)慢，但最終結(jié)構(gòu)強(qiáng)。（需要一定時(shí)間完成定向）強(qiáng)。（需要一定時(shí)間完成定向） 若是高聚物吸附土粒形成橋聯(lián)結(jié)構(gòu)，恢復(fù)快，但

27、最終若是高聚物吸附土粒形成橋聯(lián)結(jié)構(gòu)，恢復(fù)快，但最終 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度弱。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度弱。2.3.1鉆井液的流變性鉆井液的流變性 觸變性觸變性（Thixotropic Behavior ）衡量標(biāo)志：衡量標(biāo)志： 恢復(fù)結(jié)構(gòu)的速度（即時(shí)間）?；謴?fù)結(jié)構(gòu)的速度（即時(shí)間）。 最終結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度（即最終切力的大小）。最終結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度（即最終切力的大?。?。鉆井液觸變性類型：鉆井液觸變性類型： 快的強(qiáng)凝膠：結(jié)構(gòu)恢復(fù)很快，最終切力大?？斓膹?qiáng)凝膠：結(jié)構(gòu)恢復(fù)很快，最終切力大。 慢的強(qiáng)凝膠：結(jié)構(gòu)恢復(fù)慢，最終切力很大。慢的強(qiáng)凝膠：結(jié)構(gòu)恢復(fù)慢，最終切力很大。 快的弱凝膠：結(jié)構(gòu)恢復(fù)很快，最終切力較小?？斓娜跄z：結(jié)構(gòu)恢復(fù)很快，最終切力較小。 慢

28、的弱凝膠：結(jié)構(gòu)恢復(fù)很慢，最終切力小。慢的弱凝膠：結(jié)構(gòu)恢復(fù)很慢，最終切力小。鉆井液對(duì)觸變性的要求：鉆井液對(duì)觸變性的要求： 結(jié)構(gòu)恢復(fù)要快（有利鉆屑懸浮，防止沉砂）結(jié)構(gòu)恢復(fù)要快（有利鉆屑懸浮，防止沉砂） 最終切力要適當(dāng)（防止開(kāi)泵阻力大，壓力激動(dòng)）最終切力要適當(dāng)（防止開(kāi)泵阻力大，壓力激動(dòng)）快的弱凝膠（圖中曲線快的弱凝膠（圖中曲線3） /Pa 1 2 3 4 t/min評(píng)價(jià)方法：用旋轉(zhuǎn)粘度儀測(cè)鉆井液靜置評(píng)價(jià)方法：用旋轉(zhuǎn)粘度儀測(cè)鉆井液靜置1分鐘（初切）和分鐘（初切）和10分鐘（終切）的切力，用分鐘（終切）的切力，用它們的差值（它們的差值（10-1）表示其大小。）表示其大小。2.3.1鉆井液的流變性鉆井液的

29、流變性 漏斗粘度漏斗粘度（Funnel Viscosity ）一定量的鉆井液流出特制漏斗所需的時(shí)間。單位：一定量的鉆井液流出特制漏斗所需的時(shí)間。單位：s。實(shí)質(zhì)：是鉆井液表觀粘度的宏觀表征。實(shí)質(zhì)：是鉆井液表觀粘度的宏觀表征。量具：漏斗粘度計(jì)量具：漏斗粘度計(jì)量法：國(guó)內(nèi)量法：國(guó)內(nèi)裝裝700mL，測(cè)流出，測(cè)流出500mL的時(shí)間。的時(shí)間。國(guó)外國(guó)外裝裝1500mL，測(cè)流出，測(cè)流出946mL的時(shí)間。的時(shí)間。儀器校正標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)內(nèi)儀器校正標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)內(nèi)清水值清水值15 0.5s國(guó)外國(guó)外清水值清水值26 0.5s作用：衡量鉆井液的宏觀流動(dòng)性和稀稠程度。作用：衡量鉆井液的宏觀流動(dòng)性和稀稠程度。 2.3.2鉆井液的失水造壁

30、性鉆井液的失水造壁性 失水與失水量失水與失水量Water Loss （濾失量（濾失量Filtration Loss）失水失水鉆井液中自由水在壓差作用下向具有孔隙的地層鉆井液中自由水在壓差作用下向具有孔隙的地層 滲濾的現(xiàn)象，稱為失水。滲濾的現(xiàn)象，稱為失水。失水量失水量單位時(shí)間的濾失量。習(xí)慣上用單位時(shí)間的濾失量。習(xí)慣上用30分鐘的失水多分鐘的失水多 少來(lái)表示體系的失水量大小。少來(lái)表示體系的失水量大小?，F(xiàn)場(chǎng)亦稱現(xiàn)場(chǎng)亦稱“失水量失水量”為為“失水失水”，常用符號(hào)，常用符號(hào)“B”表示。表示。2.3.2鉆井液的失水造壁性鉆井液的失水造壁性 泥餅與泥餅質(zhì)量：泥餅與泥餅質(zhì)量：Mud Cake 或或Filter

31、 Cake 泥餅?zāi)囡炇^(guò)程中，分散相顆粒附著在井壁上所形失水過(guò)程中，分散相顆粒附著在井壁上所形成的一層成的一層“假井壁假井壁”稱為泥餅。用符號(hào)稱為泥餅。用符號(hào)“K”表示。單位：表示。單位：mm 造壁性造壁性指鉆井液失水形成泥餅的特性。指鉆井液失水形成泥餅的特性。 顯然：泥餅?zāi)苡行У刈柚故睦^續(xù)進(jìn)行，泥餅好，失水小。顯然：泥餅?zāi)苡行У刈柚故睦^續(xù)進(jìn)行，泥餅好，失水小。2.3.2鉆井液的失水造壁性鉆井液的失水造壁性 失水的種類失水的種類2.3.2鉆井液的失水造壁性鉆井液的失水造壁性 失水量的影響因素失水量的影響因素 影響瞬時(shí)失水的因素影響瞬時(shí)失水的因素 壓差：壓差：P ，瞬時(shí)失水量，瞬時(shí)失水

32、量 。 粘度：粘度粘度：粘度 ，瞬時(shí)失水量，瞬時(shí)失水量 。 固相顆粒大小與多少。固相顆粒大小與多少。 影響靜失水的因素影響靜失水的因素 靜失水方程靜失水方程Vf滲濾量，滲濾量， t滲濾時(shí)間滲濾時(shí)間 A泥餅面積，泥餅面積，Cc泥餅中固相的體積分?jǐn)?shù)泥餅中固相的體積分?jǐn)?shù)K泥餅滲透率，泥餅滲透率，Cm鉆井液中固相的體積分?jǐn)?shù)鉆井液中固相的體積分?jǐn)?shù) P滲濾壓差，滲濾壓差，濾液粘度濾液粘度 2(1)tcmCCfKPVA故故影響因素影響因素有：有： 時(shí)間：時(shí)間：t ，Vf 。 壓差：壓差：P ， Vf 。泥餅可壓縮性好時(shí)。泥餅可壓縮性好時(shí)則不然。則不然。 固相含量、類型及級(jí)配固相含量、類型及級(jí)配 泥餅滲透濾：

33、泥餅滲透濾：K ，Vf 。 濾液粘度：濾液粘度： ，Vf 。 溫度：溫度溫度：溫度 ， 則則Vf 。上述因素中，上述因素中，泥餅滲透率的影響是關(guān)鍵。泥餅滲透率的影響是關(guān)鍵。影響動(dòng)失水的因素影響動(dòng)失水的因素影響靜失水的因素同樣影響動(dòng)失水。影響靜失水的因素同樣影響動(dòng)失水。環(huán)空返速環(huán)空返速 紊流：返速高，沖蝕大，動(dòng)失水大。紊流：返速高，沖蝕大，動(dòng)失水大。層流：返速低，沖蝕小，動(dòng)失水小。層流：返速低，沖蝕小，動(dòng)失水小。 平板型層流：返速低，沖蝕小，動(dòng)失水小。平板型層流：返速低，沖蝕小，動(dòng)失水小。泥餅強(qiáng)度：強(qiáng)度高，不易沖蝕，動(dòng)失水小。泥餅強(qiáng)度：強(qiáng)度高，不易沖蝕，動(dòng)失水小。2.3.2鉆井液的失水造壁性鉆井

34、液的失水造壁性 失水、泥餅與鉆井的關(guān)系失水、泥餅與鉆井的關(guān)系 u失水與鉆井的關(guān)系失水與鉆井的關(guān)系井壁的失水有害井壁的失水有害易造成井塌和縮徑易造成井塌和縮徑 阻、卡、劃阻、卡、劃易損害油氣層：阻、堵、水鎖、沉淀易損害油氣層：阻、堵、水鎖、沉淀向井底的失水有利向井底的失水有利降低井底巖石強(qiáng)度，增加可鉆性，降低井底巖石強(qiáng)度，增加可鉆性， 有利鉆速提高。有利鉆速提高。消除壓持效應(yīng)，避免重復(fù)切削，有利消除壓持效應(yīng)，避免重復(fù)切削，有利于鉆速提高。于鉆速提高。顯然：瞬失失水越大，鉆速越高。顯然：瞬失失水越大，鉆速越高。u失水大小的確定原則失水大小的確定原則 井淺井淺寬，井深寬，井深嚴(yán)。嚴(yán)。 裸眼短裸眼短寬

35、，裸眼長(zhǎng)寬，裸眼長(zhǎng)嚴(yán)嚴(yán)。 用分散劑時(shí)用分散劑時(shí)嚴(yán)，用抑制劑嚴(yán)，用抑制劑時(shí)時(shí)寬。寬。 鉆井液礦化度高鉆井液礦化度高寬，礦化寬，礦化度低度低嚴(yán)。嚴(yán)。總之，以井下是否正常為依據(jù)，總之，以井下是否正常為依據(jù)，合理調(diào)控失水量。合理調(diào)控失水量。 現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)：現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)：一般地層：一般地層：1015mL/30分鐘分鐘 易塌地層及油氣層：易塌地層及油氣層：鉆屑鉆屑加重劑不規(guī)則加重劑不規(guī)則片狀片狀球狀球狀 小尺寸小尺寸大尺寸大尺寸 泥餅質(zhì)量：越致密、均勻、薄而光滑越好（井壁巖泥餅質(zhì)量：越致密、均勻、薄而光滑越好（井壁巖石特性）石特性） 有機(jī)高分子處理劑有機(jī)高分子處理劑 潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑 多級(jí)復(fù)配優(yōu)于單劑，混油不如潤(rùn)滑劑

36、。多級(jí)復(fù)配優(yōu)于單劑，混油不如潤(rùn)滑劑。2.3.5鉆井液性能對(duì)鉆速的影響鉆井液性能對(duì)鉆速的影響密度對(duì)鉆速的影響：密度對(duì)鉆速的影響： ，V 。 從1.10g/cm3 1.65 g/cm3，V從10m/h 3.3m/h。V2.3.5鉆井液性能對(duì)鉆速的影響鉆井液性能對(duì)鉆速的影響粘度對(duì)鉆速的影響：粘度對(duì)鉆速的影響： PV ，V 。 ，流阻大，井底有效壓力高。，流阻大，井底有效壓力高。 ，流阻大，水力損耗大。，流阻大，水力損耗大。VPV()2.3.5鉆井液性能對(duì)鉆速的影響鉆井液性能對(duì)鉆速的影響失水對(duì)鉆速的影響：失水對(duì)鉆速的影響： 瞬時(shí)失水瞬時(shí)失水 ，V 。瞬時(shí)失水瞬時(shí)失水V2.3.5鉆井液性能對(duì)鉆速的影響鉆

37、井液性能對(duì)鉆速的影響固相含量對(duì)鉆速的影響：固相含量對(duì)鉆速的影響： 固相含量固相含量 ，V 。 類型：重晶石類型：重晶石鉆屑鉆屑粘土粘土 V固含固含分散度分散度V2.3.5鉆井液性能對(duì)鉆速的影響鉆井液性能對(duì)鉆速的影響潤(rùn)滑性對(duì)鉆速的影響：潤(rùn)滑性對(duì)鉆速的影響： 潤(rùn)滑性潤(rùn)滑性 ，V 。 油基鉆速油基鉆速3.0)鐵礦粉（鐵礦粉（Fe2 O3）(=4.95.3)KCl抑制劑抑制劑硅酸鈉硅酸鈉抑制劑、堵漏劑抑制劑、堵漏劑鉻酸鹽（重鉻酸鈉、鉀）鉻酸鹽（重鉻酸鈉、鉀）熱穩(wěn)定劑、防腐劑。熱穩(wěn)定劑、防腐劑。磷酸鹽磷酸鹽稀釋劑，除稀釋劑，除Ca2+，抗溫低（，抗溫低（80） 類型類型 2.4.2有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑作

38、用機(jī)理作用機(jī)理 2.4.2有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介 2.4.2有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑p稀釋劑稀釋劑丹寧堿液（丹寧堿液（NaT丹寧酸鈉，同類產(chǎn)品有丹寧酸鈉，同類產(chǎn)品有NaK栲膠堿液）：由丹寧粉和燒栲膠堿液）：由丹寧粉和燒堿按堿按2:1，6:4，1:1（重量比）配制而成。（重量比）配制而成。有效成分有效成分五倍子酸鈉五倍子酸鈉關(guān)鍵基團(tuán)：吸附基：鄰雙酚羥基關(guān)鍵基團(tuán)：吸附基：鄰雙酚羥基 水化基：羥基水化基：羥基OH和羧鈉基和羧鈉基COONa磺甲基丹寧（磺甲基丹寧（SMT，同類產(chǎn)品有磺化栲膠，同類產(chǎn)品有磺化栲膠SMK）：用丹寧酸與甲醛和）：用丹寧酸與甲醛和亞硫酸氫鈉進(jìn)行磺甲基化反應(yīng)制得

39、，再用紅礬螯合即得抗溫亞硫酸氫鈉進(jìn)行磺甲基化反應(yīng)制得，再用紅礬螯合即得抗溫200產(chǎn)品。產(chǎn)品。常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介 2.4.2有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑p稀釋劑稀釋劑鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽（鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽（FCLS）簡(jiǎn)稱鐵鉻鹽）簡(jiǎn)稱鐵鉻鹽 制備方法：紙漿廢液制備方法：紙漿廢液發(fā)酵發(fā)酵濃縮濃縮加溫加溫6080加入硫酸亞鐵加入硫酸亞鐵和紅礬和紅礬攪拌反應(yīng)攪拌反應(yīng)2小時(shí)小時(shí)噴霧干燥即可噴霧干燥即可 有效成分：有效成分：Fe2+與與Cr3+與木質(zhì)素磺酸形成的內(nèi)絡(luò)合物。與木質(zhì)素磺酸形成的內(nèi)絡(luò)合物。 特點(diǎn)：稀釋能力強(qiáng)特點(diǎn)：稀釋能力強(qiáng) 抗鹽、抗鈣強(qiáng)（絡(luò)合物穩(wěn)定）抗鹽、抗鈣強(qiáng)（絡(luò)合物穩(wěn)定） 抗溫能力強(qiáng)：抗溫能力強(qiáng)：1

40、80（絡(luò)合物穩(wěn)定）（絡(luò)合物穩(wěn)定）注意：使用時(shí)注意：使用時(shí)pH值應(yīng)在值應(yīng)在911之間，太低會(huì)減效，太高易起泡。之間，太低會(huì)減效，太高易起泡。 常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介 2.4.2有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑p稀釋劑稀釋劑兩性離子小分子聚合物（兩性離子小分子聚合物（XY27）在小分子陰離子型降粘劑的分子鏈節(jié)中引入有機(jī)陽(yáng)離子基團(tuán)而制成，陽(yáng)離在小分子陰離子型降粘劑的分子鏈節(jié)中引入有機(jī)陽(yáng)離子基團(tuán)而制成，陽(yáng)離子化度在子化度在10%20%，M5000。作用機(jī)理：強(qiáng)包被拆橋作用機(jī)理：強(qiáng)包被拆橋特點(diǎn)：稀釋能力強(qiáng)（尤其對(duì)聚合物鉆井液）特點(diǎn)：稀釋能力強(qiáng)（尤其對(duì)聚合物鉆井液） 克服了克服了“分散分散”與與“抑制抑制”的矛盾的

41、矛盾 解決了高分子解決了高分子“強(qiáng)包被強(qiáng)包被”與與“高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度”之矛盾之矛盾注：任何水溶性小分子聚合物都具有一定稀釋能力。分子量越小，稀釋能注：任何水溶性小分子聚合物都具有一定稀釋能力。分子量越小，稀釋能力越強(qiáng)，但吸附基吸附能力要強(qiáng)，水化基多。力越強(qiáng)，但吸附基吸附能力要強(qiáng)，水化基多。常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介 2.4.2有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑p降失水劑降失水劑煤堿劑（煤堿劑（NaC或或NaHm）簡(jiǎn)稱腐鈉）簡(jiǎn)稱腐鈉 制備方法：由褐煤粉加適量燒堿水配制而成。（現(xiàn)已有現(xiàn)成產(chǎn)品，制備方法：由褐煤粉加適量燒堿水配制而成。（現(xiàn)已有現(xiàn)成產(chǎn)品，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)配制。）無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)配制。） 有效成分：腐植酸鈉有效成分

42、：腐植酸鈉 作用機(jī)理：多種功能團(tuán)的護(hù)膠作用：羧基、酚羥基、甲氧基。作用機(jī)理：多種功能團(tuán)的護(hù)膠作用：羧基、酚羥基、甲氧基。 特點(diǎn)：成本低特點(diǎn)：成本低 降失水能力強(qiáng)降失水能力強(qiáng) 抗溫能力強(qiáng)，抗溫能力強(qiáng)，232 抗鈣能力強(qiáng)（抗鈣能力強(qiáng)（600mg/L），抗鹽一般。），抗鹽一般。常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介 2.4.2有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑p降失水劑降失水劑腐植酸衍生物：腐植酸衍生物：鉻腐植酸（鉻腐植酸（CrHm）鉀腐植酸（）鉀腐植酸（KHm）：）：由紅礬鈉或紅礬鉀與褐煤按由紅礬鈉或紅礬鉀與褐煤按3:1或或4:1（重量比）混合加水加溫（重量比）混合加水加溫8090攪拌攪拌2小時(shí)左右。小時(shí)左右。 有效成分：腐

43、植酸鉻、腐植酸鉀有效成分：腐植酸鉻、腐植酸鉀 顯著特點(diǎn)：抗溫、抗鈣、抗鹽能力均比顯著特點(diǎn)：抗溫、抗鈣、抗鹽能力均比NaHm強(qiáng)，兼有稀釋防塌作用。強(qiáng)，兼有稀釋防塌作用。 硝基腐植酸：硝基腐植酸：稀硝酸與褐煤按稀硝酸與褐煤按1:2配比在配比在4060下反應(yīng)制成。下反應(yīng)制成。 顯著特點(diǎn)：抗鹽能力強(qiáng)，可達(dá)顯著特點(diǎn)：抗鹽能力強(qiáng)，可達(dá)2030%。除降失水外，兼有稀釋作用。除降失水外，兼有稀釋作用。 常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介 2.4.2有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑p降失水劑降失水劑腐植酸衍生物：腐植酸衍生物：磺化褐煤（磺化褐煤（SMC）：）：先將褐煤用甲醛、發(fā)煙硫酸（亞硫酸鈉）、燒堿進(jìn)行磺甲基化，再將磺化先將褐煤用

44、甲醛、發(fā)煙硫酸（亞硫酸鈉）、燒堿進(jìn)行磺甲基化，再將磺化產(chǎn)物用重鉻酸鈉（紅礬）進(jìn)行氧化和螯合，即得產(chǎn)物用重鉻酸鈉（紅礬）進(jìn)行氧化和螯合，即得SMC。（反應(yīng)溫度。（反應(yīng)溫度7080） 顯著特點(diǎn)：抗溫能力強(qiáng)顯著特點(diǎn)：抗溫能力強(qiáng) 常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介 2.4.2有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑p降失水劑降失水劑鈉羧甲基纖維素鈉羧甲基纖維素 ：CMC：高粘：高粘HV-CMC增粘（低固相鉆井液）增粘（低固相鉆井液） 中粘中粘MV-CMC 降失水（一般鉆井液，加重鉆井液）降失水（一般鉆井液，加重鉆井液） 低粘低粘LV-CMC降失水（一般鉆井液，加重鉆井液）降失水（一般鉆井液，加重鉆井液）關(guān)鍵參數(shù)：聚合度關(guān)鍵參數(shù)：聚

45、合度n決定決定CMC的粘度高低，的粘度高低， 大則高，小則低。大則高，小則低。 取代度取代度決定決定CMC水溶性和吸附活性。水溶性和吸附活性。 0.8 0.9佳。佳。由植物纖維（如棉花）經(jīng)過(guò)堿化變成堿纖維素后再與氯乙酸反應(yīng)制得。由植物纖維（如棉花）經(jīng)過(guò)堿化變成堿纖維素后再與氯乙酸反應(yīng)制得。 常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介 2.4.2有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑p降失水劑降失水劑鈉羧甲基纖維素鈉羧甲基纖維素 ：特點(diǎn)：特點(diǎn)：降失水效果明顯，兼有增粘作用。降失水效果明顯，兼有增粘作用。 抗溫能力較強(qiáng)。抗溫能力較強(qiáng)。130140（因其有部分醚鍵，故抗溫不高。）（因其有部分醚鍵，故抗溫不高。）改性產(chǎn)品抗溫可達(dá)改性產(chǎn)品

46、抗溫可達(dá)200。 抗鹽抗鈣能力較強(qiáng)。（可用于鹽水鉆井液和一般鈣處理鉆井液，抗鹽抗鈣能力較強(qiáng)。（可用于鹽水鉆井液和一般鈣處理鉆井液，pH控制在控制在8.59.5佳）佳）作用機(jī)理：靠靜電和氫鍵吸附在土粒上。作用機(jī)理：靠靜電和氫鍵吸附在土粒上。常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介 2.4.2有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑p降失水劑降失水劑 水解度是關(guān)鍵：（即水解度是關(guān)鍵：（即-COONa與與-CONH2之比）之比） 顯著特點(diǎn)：抗溫能力強(qiáng)顯著特點(diǎn)：抗溫能力強(qiáng)240250 （全是（全是CC鍵之故）鍵之故） 抗鈉鹽能力較強(qiáng)，但抗鈣弱。（絮狀沉淀）抗鈉鹽能力較強(qiáng)，但抗鈣弱。（絮狀沉淀）常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介 2.4.2有機(jī)處理

47、劑有機(jī)處理劑p降失水劑降失水劑 抗溫強(qiáng)抗溫強(qiáng)191； 抗鹽鈣差；抗鹽鈣差； 用于不分散低固相鉆井液降失水。用于不分散低固相鉆井液降失水。常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介 2.4.2有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑p降失水劑降失水劑 抗溫強(qiáng)抗溫強(qiáng)200 降失水明顯（降失水明顯（HTHP），泥餅質(zhì)量高。），泥餅質(zhì)量高。 抗鹽強(qiáng)達(dá)飽和抗鹽強(qiáng)達(dá)飽和 有一定潤(rùn)滑性，有一定潤(rùn)滑性，Kf小。小。 常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介 2.4.2有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑p降失水劑降失水劑磺化褐煤樹(shù)脂：磺化褐煤樹(shù)脂：SCSP、PSC 是是SMC與與SMP的共聚物。的共聚物。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：抗溫強(qiáng)抗溫強(qiáng)230 抗鹽強(qiáng)抗鹽強(qiáng)110000ppm 抗鈣較強(qiáng)

48、抗鈣較強(qiáng)2000ppm HTHP失水低失水低 泥餅質(zhì)量高，滲透率低。泥餅質(zhì)量高，滲透率低?；腔癁r青：磺化瀝青：SAS、FT-1、FL-1 軟化點(diǎn)和磺化程度軟化點(diǎn)和磺化程度 常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介 2.4.2有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑p增粘劑增粘劑生物聚合物生物聚合物XC：抗鹽、鈣能力強(qiáng)，增粘效果顯著，剪切稀釋能力強(qiáng)，：抗鹽、鈣能力強(qiáng)，增粘效果顯著，剪切稀釋能力強(qiáng)，抗溫差。抗溫差。羥乙基纖維素羥乙基纖維素HEC：抗鹽能力強(qiáng)，增粘兼降失水，多用于鹽水鉆井液：抗鹽能力強(qiáng)，增粘兼降失水，多用于鹽水鉆井液改性石棉改性石棉HN-1：增加結(jié)構(gòu)粘度，提動(dòng)切力，剪切稀釋能力強(qiáng)，抗溫能：增加結(jié)構(gòu)粘度，提動(dòng)切力，剪切稀

49、釋能力強(qiáng)，抗溫能力強(qiáng)，多用于低固相鉆井液或作清掃液。力強(qiáng)，多用于低固相鉆井液或作清掃液。常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介常用產(chǎn)品簡(jiǎn)介 2.4.2有機(jī)處理劑有機(jī)處理劑p絮凝劑絮凝劑聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺PAM 完全絮凝劑，多用于無(wú)固相鉆井液或不分散鉆井液。完全絮凝劑，多用于無(wú)固相鉆井液或不分散鉆井液。水解聚丙烯酰胺水解聚丙烯酰胺PHP 選擇性絮凝劑，用于低固相不分散鉆井液。選擇性絮凝劑，用于低固相不分散鉆井液。丙烯酰胺與丙烯酸鈉共聚物：丙烯酰胺與丙烯酸鈉共聚物：80A51絮凝、增粘、防塌，大分子在井壁絮凝、增粘、防塌，大分子在井壁上多點(diǎn)吸附，成網(wǎng)成膜，降失水，防塌。上多點(diǎn)吸附，成網(wǎng)成膜，降失水，防塌。類型類型 2.4

50、.3表面活性劑表面活性劑作用機(jī)理作用機(jī)理 乳化作用（油包水乳化鉆井液）乳化作用（油包水乳化鉆井液） 起泡作用（泡沫鉆井流體）起泡作用（泡沫鉆井流體） 消泡作用（消除氣侵）消泡作用（消除氣侵） 潤(rùn)濕作用（提高潤(rùn)滑性，防泥包鉆頭等）潤(rùn)濕作用（提高潤(rùn)滑性，防泥包鉆頭等） 深井鉆井液中亦用表面活性劑作高溫穩(wěn)定劑。深井鉆井液中亦用表面活性劑作高溫穩(wěn)定劑。選降濾失劑時(shí)，要求：選降濾失劑時(shí)，要求： 分子量：分子量：520萬(wàn)萬(wàn) 具有水化能力較強(qiáng)的陰離子官能團(tuán)具有水化能力較強(qiáng)的陰離子官能團(tuán)選擇處理劑時(shí)應(yīng)注意：選擇處理劑時(shí)應(yīng)注意： 選擇稀釋劑（減稠劑）時(shí)：選擇稀釋劑（減稠劑）時(shí)： 分子量比前者更小：幾千分子量比前

51、者更小：幾千200萬(wàn)萬(wàn) 具有吸附性強(qiáng)的非離子基團(tuán)或一定量的陽(yáng)離子官能團(tuán)具有吸附性強(qiáng)的非離子基團(tuán)或一定量的陽(yáng)離子官能團(tuán)選擇處理劑時(shí)應(yīng)注意：選擇處理劑時(shí)應(yīng)注意： 礦化度高時(shí)礦化度高時(shí) 選含有磺酸基團(tuán)或含有極性較強(qiáng)的非離子基團(tuán)的處理選含有磺酸基團(tuán)或含有極性較強(qiáng)的非離子基團(tuán)的處理劑劑 盡量不用含羧基的處理劑盡量不用含羧基的處理劑 溫度高時(shí)溫度高時(shí) 選用帶有苯乙烯和適當(dāng)烷基鏈的乙烯基單體選用帶有苯乙烯和適當(dāng)烷基鏈的乙烯基單體 盡量避免選用醚鍵聯(lián)結(jié)的聚合物盡量避免選用醚鍵聯(lián)結(jié)的聚合物水基鉆井液水基鉆井液 （一）、分散體系（一）、分散體系 搬土漿（亦稱原漿或預(yù)水化搬土漿、細(xì)分散鉆井液、淡水鉆井液）搬土漿（亦

52、稱原漿或預(yù)水化搬土漿、細(xì)分散鉆井液、淡水鉆井液） 1.配方：配方：610%搬土搬土+35%Na2CO3+水水 充分?jǐn)嚢璩浞謹(jǐn)嚢?h陳化陳化24h備用。備用。 2.用途：用途：用作各種鉆井液的基漿用作各種鉆井液的基漿 鉆表層（如流砂層、礫石層等）鉆表層（如流砂層、礫石層等）鉆井時(shí)性能調(diào)節(jié)：鉆井時(shí)性能調(diào)節(jié)： 降失水：降失水：NaC、CMC（低粘）（低粘） 降粘：降粘： NaT、FCLS 調(diào)調(diào)pH： NaOH 由細(xì)分散鉆井液加鈣轉(zhuǎn)化而來(lái)：由細(xì)分散鉆井液加鈣轉(zhuǎn)化而來(lái)： 1.組成：搬土原漿組成：搬土原漿+護(hù)膠劑（降失水劑）護(hù)膠劑（降失水劑）+石灰石灰/石膏石膏/氯化鈣氯化鈣 （絮凝劑）（絮凝劑）+稀釋劑

53、稀釋劑+燒堿燒堿 2.類型：類型： 石灰鉆井液：原漿石灰鉆井液：原漿+CMC 0.10.2%+石灰石灰 0.51.5%+NaT/NaK 23% pH控制在：控制在：1012 石膏鉆井液：原漿石膏鉆井液：原漿+CMC 0.1%+石膏石膏 0.51.5%+FCLS 12%（NaC 35%） pH控制在：控制在：1012 氯化鈣鉆井液：原漿氯化鈣鉆井液：原漿+NaC 35%+CaCl2 0.51%+ FCLS 12%（CMC 0.1%） pH控制在：控制在：89（可用石灰來(lái)調(diào)節(jié)）（可用石灰來(lái)調(diào)節(jié)） 3.維護(hù)關(guān)鍵：控制配漿粘土的適度絮凝（調(diào)節(jié)絮凝與分散的矛盾）維護(hù)關(guān)鍵：控制配漿粘土的適度絮凝（調(diào)節(jié)絮凝

54、與分散的矛盾）4.優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性好，具有抗鹽、抗鈣侵污的能力。穩(wěn)定性好，具有抗鹽、抗鈣侵污的能力。抑制泥頁(yè)巖水化膨脹，泥餅好，防塌效果好。抑制泥頁(yè)巖水化膨脹，泥餅好，防塌效果好。流變性易調(diào)控，剪切稀釋好。流變性易調(diào)控，剪切稀釋好。成本低成本低5.適用范圍：適用范圍：4000m以內(nèi)的泥頁(yè)巖井段和鹽膏泥井段。以內(nèi)的泥頁(yè)巖井段和鹽膏泥井段。 1.組成：原漿（或井漿）組成：原漿（或井漿）+ CMC（中）（中）12%+ FCLS 12%+NaCl 2飽和飽和%+ NaOH適量適量+重鉻酸鉀（防腐）適量重鉻酸鉀（防腐）適量 pH控制在：控制在：910 注：若用抗鹽土配漿，注：若用抗鹽土配漿，CMC可少

55、用，井溫高時(shí)可加可少用，井溫高時(shí)可加0.10.2%AS。2.維護(hù)關(guān)鍵：護(hù)膠為主維護(hù)關(guān)鍵：護(hù)膠為主3.優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 防止泥頁(yè)巖水化膨脹，防塌效果顯著。防止泥頁(yè)巖水化膨脹，防塌效果顯著。 抗鹽、膏、泥侵污的能力強(qiáng)，鉆屑容量大。抗鹽、膏、泥侵污的能力強(qiáng)，鉆屑容量大。 鉆井液性能穩(wěn)定。鉆井液性能穩(wěn)定。 熱穩(wěn)定性好。熱穩(wěn)定性好。4.適用范圍：深井和超深井，巨厚鹽、膏層。適用范圍：深井和超深井，巨厚鹽、膏層。 10 2.Cr-SMC-FCLS混油鉆井液（為克服混油鉆井液（為克服1#漿抗鹽差的不足）漿抗鹽差的不足） 配方：井漿（上漿）配方：井漿（上漿）+ SMC 27%+ FCLS 15%+ CMC 0.5

56、1.5%+紅礬紅礬 0.10.2% 維護(hù)處理：將上述處理劑配成混合液補(bǔ)充。維護(hù)處理：將上述處理劑配成混合液補(bǔ)充。 SMC: FCLS:NaOH:Na2Cr2O7:CMC=10:10:4:1.5:3.5配成配成35%的濃的濃度。度。 特點(diǎn)：抗溫可達(dá)特點(diǎn)：抗溫可達(dá)200?？果}可達(dá)。抗鹽可達(dá)15萬(wàn)萬(wàn)mg/L。 適用范圍：深井和超深井。（華北寧適用范圍：深井和超深井。（華北寧3#5300m，四川關(guān)基井，四川關(guān)基井7058m。） 采用采用SMC與與SMP聯(lián)合處理控制聯(lián)合處理控制HTHP濾失量，改善泥餅質(zhì)量。濾失量，改善泥餅質(zhì)量。 采用采用SMT或或FCLS調(diào)節(jié)流變性。調(diào)節(jié)流變性。 由于采用了由于采用了S

57、MC、SMP、SMT（或（或FCLS）的聯(lián)合處理：大大提高了）的聯(lián)合處理：大大提高了鉆井液抗鹽膏（鹽至飽和，鈣至鉆井液抗鹽膏（鹽至飽和，鈣至4000mg/L），抗溫），抗溫220，防塌，防卡，防塌，防卡的能力。鉆井液密度可提高到的能力。鉆井液密度可提高到2.25g/cm3。 配方：搬土配方：搬土38% +SMC 310%+SMP 1.55%+SMT/SMK/FCLS 12%+ Na2Cr2O7 0.10.5% 注：搬土加量視密度而定，注：搬土加量視密度而定，SMC、SMP、Na2Cr2O7加量視含鹽量的加量視含鹽量的不同而異。不同而異。 維護(hù)：維護(hù)： 井溫井溫150不用不用SMK，而用，而用S

58、MT 加加NaOH調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)pH至至911 若出現(xiàn)高溫減稠現(xiàn)象時(shí)可補(bǔ)加若出現(xiàn)高溫減稠現(xiàn)象時(shí)可補(bǔ)加0.3%表面活性劑（表面活性劑（AS、CP-233、ABS、OP-10） 若粘切過(guò)高，加若粘切過(guò)高，加SMT（或（或FCLS）或低濃度混合液。）或低濃度混合液。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 抗溫能力強(qiáng)，達(dá)抗溫能力強(qiáng)，達(dá)220。 抗鹽可達(dá)飽和，抗鈣可達(dá)抗鹽可達(dá)飽和，抗鈣可達(dá)4000mg/L。 防塌、防卡能力強(qiáng)。（防塌、防卡能力強(qiáng)。（HTHP失水低，泥餅質(zhì)量高。）失水低，泥餅質(zhì)量高。） 溫度越高，性能越穩(wěn)定。（越用越好）溫度越高，性能越穩(wěn)定。（越用越好） 若失水過(guò)高，采用若失水過(guò)高，采用SMP與與SMC聯(lián)合處理。聯(lián)合處理。 二、不分散聚合物鉆井液二、不分散聚合物鉆井液低固相聚合物鉆井液低固相聚合物鉆井液 1.組成：水組成：水+14%搬土搬土+大分子聚合物（選擇性絮凝劑）大分子聚合物（選擇性絮凝劑）+中小分中小分 子聚合物（降濾失劑）子聚合物（降濾失劑）+（加重