第六章保護(hù)油氣層的鉆井液完井液技術(shù)

1、歡迎大家光臨歡迎大家光臨大家好大家好第一節(jié)第一節(jié) 保護(hù)油氣層的水基鉆井液保護(hù)油氣層的水基鉆井液 1. 無固相清潔鹽水鉆井液無固相清潔鹽水鉆井液 2. 水包油鉆井液水包油鉆井液 3. 無膨潤土?xí)憾滦途酆衔镢@井液無膨潤土?xí)憾滦途酆衔镢@井液 4. 低膨潤土?xí)憾滦途酆衔镢@井液低膨潤土?xí)憾滦途酆衔镢@井液 5. 改性鉆井液改性鉆井液 6. 屏蔽暫堵鉆井液屏蔽暫堵鉆井液 1. 無固相清潔鹽水鉆井液無固相清潔鹽水鉆井液 特點(diǎn)：特點(diǎn)：該類鉆井液不含膨潤土及其它任何固相，流變參數(shù)和該類鉆井液不含膨潤土及其它任何固相，流變參數(shù)和濾失量通過添加對油氣層無損害的聚合物來進(jìn)行控制，密度濾失量通過添加對油氣層無損害的聚合物

2、來進(jìn)行控制，密度通過加入不同類型和數(shù)量的可溶性無機(jī)鹽進(jìn)行調(diào)節(jié)通過加入不同類型和數(shù)量的可溶性無機(jī)鹽進(jìn)行調(diào)節(jié)。 無機(jī)鹽：無機(jī)鹽：NaClNaCl、CaClCaCl2 2、KClKCl、NaBrNaBr、KBrKBr、CaBrCaBr2 2和和ZnBrZnBr2 2等。等。 防腐：防腐：加入適量緩蝕劑。加入適量緩蝕劑。各類鹽水基液所能達(dá)到的最大密度各類鹽水基液所能達(dá)到的最大密度 鹽水基液鹽水基液21時(shí)飽和溶液密度時(shí)飽和溶液密度/gcm-3NaCl1.18KCl1.17NaBr1.39CaCl21.40KBr1.20NaCl / CaCl21.32CaBr21.81CaCl2 / CaBr21.80

3、CaCl2 / CaBr2 / ZnBr22.30無固相清潔鹽水鉆井液類型無固相清潔鹽水鉆井液類型 （1 1）NaClNaCl鹽水體系鹽水體系 （2 2）KClKCl鹽水體系鹽水體系 （3 3）CaClCaCl2 2鹽水體系鹽水體系 （4 4）CaClCaCl2 2-CaBr-CaBr2 2混合鹽水體系混合鹽水體系 （5 5）CaBrCaBr2 2-ZnBr-ZnBr2 2與與CaClCaCl2 2-CaBr-CaBr2 2-ZnBr-ZnBr2 2 混合鹽水體系混合鹽水體系（1）NaCl鹽水體系鹽水體系 特點(diǎn)：特點(diǎn)：NaCl的來源最廣，成本最低。其溶液的最大密度可的來源最廣，成本最低。其溶液

4、的最大密度可達(dá)達(dá)1.18 g / cm3左右左右 。 常用的添加劑：常用的添加劑：HEC（羥乙基纖維素）和羥乙基纖維素）和XC生物聚合物。生物聚合物。 pH值控制劑：值控制劑：NaOH或石灰，若遇到地層中的或石灰，若遇到地層中的H2S，需提需提高高pH值至值至11.0左右左右 。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：由于由于K+ 對粘土晶格的固定作用，對粘土晶格的固定作用，KCl鹽水液被認(rèn)為是鹽水液被認(rèn)為是對付水敏性地層最為理想的無固相清潔鹽水鉆井液體系對付水敏性地層最為理想的無固相清潔鹽水鉆井液體系。KClKCl與聚合物的復(fù)配使用使該體系對粘土水化的抑制作用更為增與聚合物的復(fù)配使用使該體系對粘土水化的抑制作用更為增

5、強(qiáng)。強(qiáng)。 常用的添加劑：常用的添加劑：HEC（羥乙基纖維素）和羥乙基纖維素）和XC生物聚合物。生物聚合物。 不足之處不足之處：單獨(dú)使用單獨(dú)使用KCl鹽水液配制成本高，且溶液密度較鹽水液配制成本高，且溶液密度較小。小。 解決辦法：解決辦法：KCl與與NaCl、CaCl2復(fù)配，組成混合鹽水體系。復(fù)配，組成混合鹽水體系。只要只要KCl濃度保持在濃度保持在37%，其抑制作用就足以得到充分的，其抑制作用就足以得到充分的發(fā)揮。發(fā)揮。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：CaCl2鹽水基液的最大密度可達(dá)鹽水基液的最大密度可達(dá)1.39 g/cm3。為降低成為降低成本，可與本，可與NaCl配合使用，所組成的混合鹽水的密度范圍為配合使用

6、，所組成的混合鹽水的密度范圍為1.201.32 g/cm3。 常用的添加劑：常用的添加劑：HEC（羥乙基纖維素）和羥乙基纖維素）和XC生物聚合物。生物聚合物。 CaCl2：極易吸水的化合物。有兩種，其純度分別為極易吸水的化合物。有兩種，其純度分別為9497%（粒狀，含水約（粒狀，含水約5%）和）和7780%（片狀，含水約（片狀，含水約20% ）。）。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：鉆井液密度在鉆井液密度在1.41.8 g/cm3范圍內(nèi)范圍內(nèi)。在相同鉆壓下，使用密度在相同鉆壓下，使用密度為為1.56 g/ cm3的的CaCl2-CaBr2-聚合物清潔鹽水液鉆聚合物清潔鹽水液鉆Berea砂巖的機(jī)械鉆速，砂巖的機(jī)械鉆

7、速，是使用密度相同的常規(guī)水基和油基鉆井液的是使用密度相同的常規(guī)水基和油基鉆井液的510倍（見圖倍（見圖1），對砂巖），對砂巖滲透率的損害程度卻比常規(guī)水基和油基鉆井液小得多。滲透率的損害程度卻比常規(guī)水基和油基鉆井液小得多。 添加劑添加劑：由于由于CaCl2 -CaBr2混合鹽水液本身具有較高的粘度（可達(dá)混合鹽水液本身具有較高的粘度（可達(dá)30100 s / qt），），因此只需加入較少量的聚合物。因此只需加入較少量的聚合物。HEC和生物聚合物的一和生物聚合物的一般加量范圍均為般加量范圍均為0.290.72 g /L。 適宜適宜pH值范圍：值范圍：7.58.5 。 注意：注意：當(dāng)混合液密度接近于當(dāng)混

8、合液密度接近于1.80 g/cm3時(shí)，要防止結(jié)晶的析出。時(shí)，要防止結(jié)晶的析出。 一般用密度為一般用密度為1.70 g/cm3的的CaBr2溶液作為基液。溶液作為基液。 如果所需密度在如果所需密度在1.70 g/cm3以下，就用密度為以下，就用密度為1.38g/cm3的的CaCl2溶液加入上述基液內(nèi)進(jìn)行調(diào)整；溶液加入上述基液內(nèi)進(jìn)行調(diào)整； 如果需將密度增至如果需將密度增至1.70 g/cm3以上，則需加入適以上，則需加入適量的固體量的固體CaCl2，然后充分?jǐn)嚢柚敝寥缓蟪浞謹(jǐn)嚢柚敝罜aCl2完全溶完全溶解。解。 兩種混合鹽水體系的密度均可高達(dá)兩種混合鹽水體系的密度均可高達(dá)2.30 g/cm3，專門

9、專門用于某些超深井和異常高壓井。用于某些超深井和異常高壓井。 配制時(shí)應(yīng)注意溶質(zhì)組分之間的相互影響（如密度、互配制時(shí)應(yīng)注意溶質(zhì)組分之間的相互影響（如密度、互溶性、結(jié)晶點(diǎn)和腐蝕性等）。溶性、結(jié)晶點(diǎn)和腐蝕性等）。 對于對于CaCl2-CaBr2-ZnBr2體系，增加體系，增加CaBr2和和ZnBr2的的濃度可以提高密度，降低結(jié)晶點(diǎn)，然而成本也相應(yīng)增濃度可以提高密度，降低結(jié)晶點(diǎn)，然而成本也相應(yīng)增加；而增加加；而增加CaCl2的濃度，則會(huì)降低密度，使結(jié)晶點(diǎn)的濃度，則會(huì)降低密度，使結(jié)晶點(diǎn)上升，配制成本卻相應(yīng)降低。上升，配制成本卻相應(yīng)降低。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 可避免因固相顆粒堵塞而造成的油氣層損害；可避免因固相

10、顆粒堵塞而造成的油氣層損害； 可在一定程度上增強(qiáng)鉆井液對粘土礦物水化作用的抑可在一定程度上增強(qiáng)鉆井液對粘土礦物水化作用的抑制性，減輕水敏性損害；制性，減輕水敏性損害； 由于無固相存在，機(jī)械鉆速可顯著提高。由于無固相存在，機(jī)械鉆速可顯著提高。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 配制成本高、工藝較復(fù)雜，對固控要求嚴(yán)格。配制成本高、工藝較復(fù)雜，對固控要求嚴(yán)格。 對鉆具、套管腐蝕較嚴(yán)重。對鉆具、套管腐蝕較嚴(yán)重。 易發(fā)生漏失等問題。易發(fā)生漏失等問題。 實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)：水包油鉆井液是將一定量的油（通常選用柴水包油鉆井液是將一定量的油（通常選用柴油）分散在淡水或不同礦化度的鹽水中，形成的一種油）分散在淡水或不同礦化度的鹽水中，形成

11、的一種以水為連續(xù)相、油為分散相的無固相水包油乳狀液以水為連續(xù)相、油為分散相的無固相水包油乳狀液 。 組分：組分：水、油，水相增粘劑、降濾失劑和乳化劑等。水、油，水相增粘劑、降濾失劑和乳化劑等。 密度調(diào)整：密度調(diào)整：改變油水比和加入不同類型、不同濃度改變油水比和加入不同類型、不同濃度的可溶性無機(jī)鹽來調(diào)節(jié)，最低密度可達(dá)的可溶性無機(jī)鹽來調(diào)節(jié)，最低密度可達(dá)0.89 g/cm3。 濾失量和流變性能：濾失量和流變性能：可通過在水相或油相中加入可通過在水相或油相中加入各種與儲(chǔ)層相配伍的處理劑來調(diào)整。各種與儲(chǔ)層相配伍的處理劑來調(diào)整。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 特別適用于技術(shù)套管下至油氣層頂部的低壓、裂縫特別適用于技術(shù)套管

12、下至油氣層頂部的低壓、裂縫發(fā)育、易發(fā)生漏失的油氣層發(fā)育、易發(fā)生漏失的油氣層 ； 是欠平衡鉆井中的一種常用鉆井液體系。是欠平衡鉆井中的一種常用鉆井液體系。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 配制成本高；配制成本高； 機(jī)械鉆速低，對固控的要求較高，維護(hù)處理也有一定機(jī)械鉆速低，對固控的要求較高，維護(hù)處理也有一定難度難度 ； 不利于環(huán)保，影響地質(zhì)熒光錄井。不利于環(huán)保，影響地質(zhì)熒光錄井。 組成：組成：由水相、聚合物和暫堵劑（由水相、聚合物和暫堵劑（Bridging agent）固相顆粒組成固相顆粒組成 。 密度調(diào)整：密度調(diào)整：依據(jù)油氣層孔隙壓力，通過加入依據(jù)油氣層孔隙壓力，通過加入NaCl、CaCl2等可溶性鹽進(jìn)行調(diào)節(jié)，但

13、也不排除在某些情況等可溶性鹽進(jìn)行調(diào)節(jié)，但也不排除在某些情況下（地層壓力系數(shù)較高或易坍塌的油氣層）仍然使用下（地層壓力系數(shù)較高或易坍塌的油氣層）仍然使用重晶石等加重材料重晶石等加重材料 。 濾失量和流變性能：濾失量和流變性能：選用各種與油氣層相配伍的選用各種與油氣層相配伍的聚合物來控制，常用的聚合物添加劑有高粘聚合物來控制，常用的聚合物添加劑有高粘CMC、HEC、PHP和和XC生物聚合物等。暫堵劑也在很大程生物聚合物等。暫堵劑也在很大程度上起降濾失的作用。度上起降濾失的作用。 作用：作用：在一定的正壓差作用下，暫堵劑在近井壁地帶形成內(nèi)在一定的正壓差作用下，暫堵劑在近井壁地帶形成內(nèi)泥餅和外泥餅，可

14、阻止鉆井液中的固相和濾液繼續(xù)侵入泥餅和外泥餅，可阻止鉆井液中的固相和濾液繼續(xù)侵入 。 分類：分類：常用的暫堵劑按其不同的溶解性分為以下三類：常用的暫堵劑按其不同的溶解性分為以下三類： 酸溶性暫堵劑酸溶性暫堵劑 水溶性暫堵劑水溶性暫堵劑 油溶性暫堵劑油溶性暫堵劑 簡介：簡介：理想的酸溶性暫堵劑理想的酸溶性暫堵劑CaCO3極易溶于酸，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)極易溶于酸，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，價(jià)格便宜，顆粒有較寬的粒度范圍。當(dāng)油井投產(chǎn)時(shí)，可通定，價(jià)格便宜，顆粒有較寬的粒度范圍。當(dāng)油井投產(chǎn)時(shí)，可通過酸化而實(shí)現(xiàn)解堵，恢復(fù)油氣層的原始滲透率。但不宜在酸敏過酸化而實(shí)現(xiàn)解堵，恢復(fù)油氣層的原始滲透率。但不宜在酸敏性油氣層中使用。性油

15、氣層中使用。 粒徑選擇：粒徑選擇：三分之一架橋規(guī)則三分之一架橋規(guī)則 Krp8一般使用200目的CaCO3顆粒，其平均粒徑為60 mm，最大粒徑為160 mm。加量：35%。 簡介：簡介：常用的水溶性暫堵劑有細(xì)目氯化鈉和復(fù)合硼酸鹽常用的水溶性暫堵劑有細(xì)目氯化鈉和復(fù)合硼酸鹽（NaCaB5O9 8H2O）等。這類暫堵劑可在油井投產(chǎn)時(shí)，用低等。這類暫堵劑可在油井投產(chǎn)時(shí)，用低礦化度水溶解鹽粒而解堵。正是由于投產(chǎn)時(shí)儲(chǔ)層會(huì)與低礦化度礦化度水溶解鹽粒而解堵。正是由于投產(chǎn)時(shí)儲(chǔ)層會(huì)與低礦化度的水接觸，故該類暫堵劑不宜在強(qiáng)水敏性的儲(chǔ)層中使用。的水接觸，故該類暫堵劑不宜在強(qiáng)水敏性的儲(chǔ)層中使用。 粒徑選擇：粒徑選擇：三

16、分之一架橋規(guī)則三分之一架橋規(guī)則 使用水溶性暫堵劑的鉆井液通常稱為懸浮鹽粒鉆井液體系。它使用水溶性暫堵劑的鉆井液通常稱為懸浮鹽粒鉆井液體系。它主要由飽和鹽水、聚合物、固體鹽粒和緩蝕劑等組成，密度范主要由飽和鹽水、聚合物、固體鹽粒和緩蝕劑等組成，密度范圍為圍為1.042.30 g / cm3。 簡介：簡介：常用的油溶性暫堵劑為油溶性樹脂，可被產(chǎn)出的原油常用的油溶性暫堵劑為油溶性樹脂，可被產(chǎn)出的原油或凝析油自行溶解而得以清除，也可通過注入柴油或親油的表或凝析油自行溶解而得以清除，也可通過注入柴油或親油的表面活性劑將其溶解而解堵面活性劑將其溶解而解堵 。 分類與作用：分類與作用： 一類是一類是脆性油溶

17、性樹脂脆性油溶性樹脂，在鉆井液中主要用于架橋顆粒，如油，在鉆井液中主要用于架橋顆粒，如油溶性的聚苯乙烯、改性酚醛樹脂和二聚松香酸等；溶性的聚苯乙烯、改性酚醛樹脂和二聚松香酸等； 另一類是另一類是可塑性油溶性樹脂可塑性油溶性樹脂，其微粒在一定壓差作用下可以變，其微粒在一定壓差作用下可以變形，主要作為充填顆粒。形，主要作為充填顆粒。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械鉆速高、保護(hù)油氣層效果好機(jī)械鉆速高、保護(hù)油氣層效果好。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：配制成本高，使用條件較為苛刻，特別對固配制成本高，使用條件較為苛刻，特別對固控的要求很高控的要求很高 。 適用條件：適用條件：只適于在技術(shù)套管下至油氣層頂部，并只適于在技術(shù)套管下至油氣

18、層頂部，并且油氣層為單一壓力層系的油氣井中使用且油氣層為單一壓力層系的油氣井中使用 。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：在組成上盡可能減少膨潤土的含量，使之既在組成上盡可能減少膨潤土的含量，使之既能使鉆井液獲得安全鉆進(jìn)所必須的性能，又能夠?qū)τ湍苁广@井液獲得安全鉆進(jìn)所必須的性能，又能夠?qū)τ蜌鈱硬辉斐奢^大的損害，膨潤土的含量一般不得超過氣層不造成較大的損害，膨潤土的含量一般不得超過50 g/L 。 濾失量和流變性能：濾失量和流變性能：選用各種與油氣層相配伍的選用各種與油氣層相配伍的聚合物來控制。聚合物來控制。 應(yīng)用情況：應(yīng)用情況：與無膨潤土?xí)憾滦途酆衔镢@井液相比，與無膨潤土?xí)憾滦途酆衔镢@井液相比，在我國各油田得到廣泛

19、應(yīng)用。在我國各油田得到廣泛應(yīng)用。 改性：改性：將原鉆井液從組成和性能上加以適當(dāng)調(diào)整，以滿足保將原鉆井液從組成和性能上加以適當(dāng)調(diào)整，以滿足保護(hù)油氣層對鉆井液的要求護(hù)油氣層對鉆井液的要求 。 調(diào)整措施：調(diào)整措施： （1）廢棄一部分鉆井液后用水稀釋，以降低膨潤土和無用固相）廢棄一部分鉆井液后用水稀釋，以降低膨潤土和無用固相含量。含量。 （2）根據(jù)需要調(diào)整鉆井液配方，盡可能提高鉆井液與油氣層巖）根據(jù)需要調(diào)整鉆井液配方，盡可能提高鉆井液與油氣層巖石和流體的配伍性。石和流體的配伍性。 （3）選用適合的暫堵劑，并確定其加量。）選用適合的暫堵劑，并確定其加量。 （4）降低鉆井液的）降低鉆井液的API和和HTH

20、P濾失量，改善其流變性和泥餅濾失量，改善其流變性和泥餅質(zhì)量。質(zhì)量。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用方便，對井身結(jié)構(gòu)和鉆井工藝無特殊要求，而且應(yīng)用方便，對井身結(jié)構(gòu)和鉆井工藝無特殊要求，而且原鉆井液可得到充分利用，配制成本較低。原鉆井液可得到充分利用，配制成本較低。 應(yīng)用情況：應(yīng)用情況：在國內(nèi)外均得到廣泛的應(yīng)用在國內(nèi)外均得到廣泛的應(yīng)用 。 基本原理基本原理 利用正壓差，在一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)，使鉆井液中起利用正壓差，在一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)，使鉆井液中起暫堵作用的各種類型和尺寸的固體顆粒進(jìn)入油氣層的暫堵作用的各種類型和尺寸的固體顆粒進(jìn)入油氣層的孔喉，在井壁附近形成滲透率接近于零的屏蔽暫堵帶孔喉，在井壁附近形成滲透率接近于

21、零的屏蔽暫堵帶（或稱為屏蔽環(huán)），從而可以阻止鉆井液以及水泥漿（或稱為屏蔽環(huán)），從而可以阻止鉆井液以及水泥漿中的固相和濾液繼續(xù)侵入油氣層。中的固相和濾液繼續(xù)侵入油氣層。 由于屏蔽暫堵帶的厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于油氣井的射孔深由于屏蔽暫堵帶的厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于油氣井的射孔深度，因此在完井投產(chǎn)時(shí)，可通過射孔解堵。度，因此在完井投產(chǎn)時(shí)，可通過射孔解堵。技術(shù)要點(diǎn)技術(shù)要點(diǎn) 用壓汞法測出油氣層孔喉分布曲線及孔喉的平均直徑。用壓汞法測出油氣層孔喉分布曲線及孔喉的平均直徑。 按平均孔喉直徑的按平均孔喉直徑的1/22/3選擇架橋顆粒（通常用細(xì)目選擇架橋顆粒（通常用細(xì)目CaCO3）的粒徑，并使這類顆粒在鉆井液中的含量大于的粒徑，并使

22、這類顆粒在鉆井液中的含量大于3%。 選擇粒徑更小的顆粒（大約為平均孔喉直徑的選擇粒徑更小的顆粒（大約為平均孔喉直徑的1/4）作為充填）作為充填顆粒，其加量應(yīng)大于顆粒，其加量應(yīng)大于1.5%。 再加入再加入12%可變形的顆粒，其粒徑應(yīng)與充填顆粒相當(dāng)，其可變形的顆粒，其粒徑應(yīng)與充填顆粒相當(dāng)，其軟化點(diǎn)應(yīng)與油氣層溫度相適應(yīng)。這類顆粒通常從磺化瀝青、氧軟化點(diǎn)應(yīng)與油氣層溫度相適應(yīng)。這類顆粒通常從磺化瀝青、氧化瀝青、石蠟、樹脂等物質(zhì)中進(jìn)行選擇?；癁r青、石蠟、樹脂等物質(zhì)中進(jìn)行選擇。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：油為連續(xù)相，水為分散相，其濾液為油，能有效地油為連續(xù)相，水為分散相，其濾液為油，能有效地防止油氣層水敏，對油氣層損害程

23、度低，此類鉆井液最低密防止油氣層水敏，對油氣層損害程度低，此類鉆井液最低密度可達(dá)到度可達(dá)到0.80g/cm3。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：抗高溫、抗鹽鈣侵、有利于井壁穩(wěn)定、潤滑性好、抗高溫、抗鹽鈣侵、有利于井壁穩(wěn)定、潤滑性好、保護(hù)油氣層。保護(hù)油氣層。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 因潤濕反轉(zhuǎn)和乳化堵塞引起損害，同時(shí)鉆井液中過多的固因潤濕反轉(zhuǎn)和乳化堵塞引起損害，同時(shí)鉆井液中過多的固相顆?？赡芮秩雰?chǔ)層。相顆?？赡芮秩雰?chǔ)層。 配制成本高。配制成本高。 不利于環(huán)保和地質(zhì)熒光錄井。不利于環(huán)保和地質(zhì)熒光錄井。四、氣體類鉆井液四、氣體類鉆井液 空氣空氣 霧霧 泡沫泡沫 充氣鉆井液充氣鉆井液 特點(diǎn)特點(diǎn)：空氣鉆井流體是由大氣中的空氣（有時(shí)亦

24、使用天然空氣鉆井流體是由大氣中的空氣（有時(shí)亦使用天然氣）、緩蝕劑和干燥劑等組成的一種循環(huán)介質(zhì)氣）、緩蝕劑和干燥劑等組成的一種循環(huán)介質(zhì)。此種流體密此種流體密度最低，可以在負(fù)壓下鉆進(jìn)，本身又不含固相和液相，因而度最低，可以在負(fù)壓下鉆進(jìn)，本身又不含固相和液相，因而可最大限度地減輕對油氣層的損害?？勺畲笙薅鹊販p輕對油氣層的損害。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：鉆速快、鉆時(shí)短、鉆井成本較低等特點(diǎn)，還可有效鉆速快、鉆時(shí)短、鉆井成本較低等特點(diǎn)，還可有效地防止由于井漏對油氣層造成的損害地防止由于井漏對油氣層造成的損害 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 受到井壁不穩(wěn)定和地層出水等問題的限制。受到井壁不穩(wěn)定和地層出水等問題的限制。 需在井場配備大排量

25、的空氣壓縮機(jī)等專用設(shè)備。需在井場配備大排量的空氣壓縮機(jī)等專用設(shè)備。 特點(diǎn)特點(diǎn)：由空氣、發(fā)泡劑、防腐劑和少量水混合組成由空氣、發(fā)泡劑、防腐劑和少量水混合組成的循環(huán)流體?？諝庾鳛榉稚⒔橘|(zhì)，液體為分散相，液的循環(huán)流體?？諝庾鳛榉稚⒔橘|(zhì)，液體為分散相，液體中可加入體中可加入35%的的KCl和適量聚合物以利于防塌。和適量聚合物以利于防塌。 適用條件：適用條件：適用于鉆開低壓、易漏失和強(qiáng)水敏性的適用于鉆開低壓、易漏失和強(qiáng)水敏性的油氣藏。注入壓力不得低于油氣藏。注入壓力不得低于2.5 MPa，環(huán)空返速應(yīng)保環(huán)空返速應(yīng)保持在持在15 m/s以上，其空氣需要量應(yīng)比空氣鉆井時(shí)高以上，其空氣需要量應(yīng)比空氣鉆井時(shí)高15

26、%50%。 分類：分類：按其中水量不同可分為干泡沫、濕泡沫和穩(wěn)定泡沫。按其中水量不同可分為干泡沫、濕泡沫和穩(wěn)定泡沫。 穩(wěn)定泡沫穩(wěn)定泡沫：在地面形成泡沫后再泵入井，又稱作預(yù)制穩(wěn)定在地面形成泡沫后再泵入井，又稱作預(yù)制穩(wěn)定泡沫。其液相（分散介質(zhì)）是發(fā)泡劑和水，氣相是空氣。形成泡沫。其液相（分散介質(zhì)）是發(fā)泡劑和水，氣相是空氣。形成穩(wěn)定泡沫的氣液體積比范圍為（穩(wěn)定泡沫的氣液體積比范圍為（7598）/（252），即含液），即含液量量2%25%。 典型配方：典型配方：發(fā)泡劑（發(fā)泡劑（1%），穩(wěn)定劑（），穩(wěn)定劑（0.40.5%），增粘），增粘劑（劑（0.5%）。）。 配制方法：配制方法：用一臺(tái)注塞泵將發(fā)泡劑等

27、各種添加劑、水和一用一臺(tái)注塞泵將發(fā)泡劑等各種添加劑、水和一定比例的空氣同時(shí)注入泡沫發(fā)生器內(nèi)，經(jīng)過劇烈攪拌，便形成定比例的空氣同時(shí)注入泡沫發(fā)生器內(nèi)，經(jīng)過劇烈攪拌，便形成由細(xì)小氣泡組成的穩(wěn)定泡沫，然后經(jīng)由立管泵入井內(nèi)。由細(xì)小氣泡組成的穩(wěn)定泡沫，然后經(jīng)由立管泵入井內(nèi)。 密度密度0.030.09 g/cm3，流體的靜壓力只有水的流體的靜壓力只有水的1/501/20。鉆。鉆井時(shí)呈負(fù)壓狀態(tài)，泡沫中液體含量少，可大大減少濾液和固相井時(shí)呈負(fù)壓狀態(tài)，泡沫中液體含量少，可大大減少濾液和固相進(jìn)入儲(chǔ)層的機(jī)會(huì)。進(jìn)入儲(chǔ)層的機(jī)會(huì)。由于鉆進(jìn)時(shí)其環(huán)空流速高達(dá)由于鉆進(jìn)時(shí)其環(huán)空流速高達(dá)30100m/min，又由于泡沫自身具又由于泡

28、沫自身具有較高的粘度，其攜屑能力是水的有較高的粘度，其攜屑能力是水的10倍，是常規(guī)鉆井液的倍，是常規(guī)鉆井液的45倍。這樣可保證井內(nèi)的巖屑顆粒能及時(shí)地?cái)y出井口，從而減少倍。這樣可保證井內(nèi)的巖屑顆粒能及時(shí)地?cái)y出井口，從而減少了固相顆粒進(jìn)入儲(chǔ)層的機(jī)會(huì)。了固相顆粒進(jìn)入儲(chǔ)層的機(jī)會(huì)。與儲(chǔ)層有較好的配伍性，能有效地對付地層水，并且抗污染能與儲(chǔ)層有較好的配伍性，能有效地對付地層水，并且抗污染能力強(qiáng)。力強(qiáng)。泡沫作為循環(huán)流體只能使用一次，因此所攜出的巖屑顆粒不可泡沫作為循環(huán)流體只能使用一次，因此所攜出的巖屑顆粒不可能重新進(jìn)入地層。能重新進(jìn)入地層。機(jī)械鉆速高，泡沫與儲(chǔ)層的接觸時(shí)間短。機(jī)械鉆速高，泡沫與儲(chǔ)層的接觸時(shí)間

29、短。配制成本較高配制成本較高作業(yè)時(shí)對氣液比的要求十分嚴(yán)格，控制氣液比有一定作業(yè)時(shí)對氣液比的要求十分嚴(yán)格，控制氣液比有一定難度難度廢泡沫的排放問題必須加以考慮廢泡沫的排放問題必須加以考慮需配置一整套專用設(shè)備需配置一整套專用設(shè)備 特點(diǎn)特點(diǎn)：將空氣注入鉆井液內(nèi)所形成的鉆井液體系，空氣是分將空氣注入鉆井液內(nèi)所形成的鉆井液體系，空氣是分散相，鉆井液是分散介質(zhì)。最低密度一般可達(dá)散相，鉆井液是分散介質(zhì)。最低密度一般可達(dá)0.6 g/cm3，鉆井鉆井液與空氣的混合比一般為液與空氣的混合比一般為10:1。 使用要求：使用要求：環(huán)空流速應(yīng)保持在環(huán)空流速應(yīng)保持在110 m/s，地面正常工作壓地面正常工作壓力為力為3.

30、58MPa。在經(jīng)過地面除氣器后，氣體從充氣鉆井液中在經(jīng)過地面除氣器后，氣體從充氣鉆井液中脫出，液相再進(jìn)入泥漿泵繼續(xù)循環(huán)。脫出，液相再進(jìn)入泥漿泵繼續(xù)循環(huán)。 適用范圍：適用范圍：主要適于鉆開壓力系數(shù)為主要適于鉆開壓力系數(shù)為0.61的儲(chǔ)層，并經(jīng)的儲(chǔ)層，并經(jīng)常在欠平衡壓力鉆井時(shí)使用。常在欠平衡壓力鉆井時(shí)使用。 102.04= mmmHP油層的密度附加值1.53.5 MPa或0.050.10 g/cm3；氣層的密度附加值3.05.0 MPa或0.070.15 g/cm3。 充氣鉆井液的基液應(yīng)具有較好的質(zhì)量?；旱恼扯?、切力切勿充氣鉆井液的基液應(yīng)具有較好的質(zhì)量。基液的粘度、切力切勿過高，以利于充氣和脫氣，

31、能夠抗水泥、鉆屑污染，并具有較過高，以利于充氣和脫氣，能夠抗水泥、鉆屑污染，并具有較強(qiáng)的抑制泥頁巖水化膨脹與分散的能力。強(qiáng)的抑制泥頁巖水化膨脹與分散的能力。要從裝備上做好充分準(zhǔn)備，如配齊混氣器、攜砂液混氣器（先要從裝備上做好充分準(zhǔn)備，如配齊混氣器、攜砂液混氣器（先期防砂井使用）、計(jì)量儀表和除氣器等。期防砂井使用）、計(jì)量儀表和除氣器等。充氣后氣泡應(yīng)均勻穩(wěn)定，氣液不分層，以確保其基液的反復(fù)泵充氣后氣泡應(yīng)均勻穩(wěn)定，氣液不分層，以確保其基液的反復(fù)泵送，滿足鉆井工藝的要求。送，滿足鉆井工藝的要求。應(yīng)具有良好的流變性能，確保在漏斗粘度較低的情況下有較強(qiáng)應(yīng)具有良好的流變性能，確保在漏斗粘度較低的情況下有較強(qiáng)

32、的攜屑能力。應(yīng)注意充氣鉆井液屬于塑性流體，其塑性粘度和的攜屑能力。應(yīng)注意充氣鉆井液屬于塑性流體，其塑性粘度和動(dòng)切力均隨氣液比增加而有所增加。動(dòng)切力均隨氣液比增加而有所增加。 密度可低至密度可低至0.7g/cm3，完全能滿足低壓油氣層鉆井和修井作業(yè)完全能滿足低壓油氣層鉆井和修井作業(yè)的需要。的需要。 具有良好的攜帶巖屑能力，返出巖屑的最大直徑為具有良好的攜帶巖屑能力，返出巖屑的最大直徑為23mm，且且井徑規(guī)則，電測順利。井徑規(guī)則，電測順利。 機(jī)械鉆速快，達(dá)機(jī)械鉆速快，達(dá)29.9 m/h，是鄰井的是鄰井的2.04.3倍。倍。 保護(hù)油層的效果顯著，平均單井原油日產(chǎn)量是用常規(guī)鉆井液保護(hù)油層的效果顯著，平

33、均單井原油日產(chǎn)量是用常規(guī)鉆井液鉆成的先期防砂井平均單井原油日產(chǎn)量的鉆成的先期防砂井平均單井原油日產(chǎn)量的1.39倍。倍。 使用充氣鉆井液的成本較低，僅為泡沫鉆井液成本的四分之使用充氣鉆井液的成本較低，僅為泡沫鉆井液成本的四分之一。一。 遼河油田為了滿足在高升地區(qū)低壓稠油油藏進(jìn)行遼河油田為了滿足在高升地區(qū)低壓稠油油藏進(jìn)行先期防砂井近平衡壓力鉆井施工的需要，研制出先期防砂井近平衡壓力鉆井施工的需要，研制出一種充氣鉆井液體系，其基液的主要處理劑類型一種充氣鉆井液體系，其基液的主要處理劑類型和加量如下：和加量如下： 增粘降濾失劑增粘降濾失劑高粘高粘CMC，加量加量0.81.0%； 粘土穩(wěn)定劑粘土穩(wěn)定劑羥

34、基鋁，加量羥基鋁，加量0.51.0%；暫堵劑暫堵劑SAS（磺化瀝青），加量磺化瀝青），加量0.51.0%。新型雙保（新型雙保（油油保保、環(huán)保）鉆井液體系、環(huán)保）鉆井液體系 甘油聚合物鉆井液甘油聚合物鉆井液 甲基葡萄糖甙鉆井液甲基葡萄糖甙鉆井液 丙烯酰胺類共聚物丙烯酰胺類共聚物聚丙烯乙二醇體系聚丙烯乙二醇體系（COP-PPG） 新型新型DAP聚合物鉆井液聚合物鉆井液 聚合醇鉆井液聚合醇鉆井液 甲酸鹽鉆井液甲酸鹽鉆井液 硅酸鹽鉆井液硅酸鹽鉆井液 合成基鉆井液合成基鉆井液 特點(diǎn)特點(diǎn) 甘油是一種對環(huán)境無害的化學(xué)品，具有超過最低要求甘油是一種對環(huán)境無害的化學(xué)品，具有超過最低要求的的LC50值，對環(huán)境無污

35、染值，對環(huán)境無污染 。 甘油鉆井液含有大量多羥基醇，具有強(qiáng)吸水性，從而甘油鉆井液含有大量多羥基醇，具有強(qiáng)吸水性，從而抑制了水化物的形成，降低了頁巖中粘土的吸水趨勢。抑制了水化物的形成，降低了頁巖中粘土的吸水趨勢。能有效地抑制泥頁巖水化膨脹，穩(wěn)定井壁。能有效地抑制泥頁巖水化膨脹，穩(wěn)定井壁。 甘油鉆井液潤滑性好，能有效地防止卡鉆、提高機(jī)械甘油鉆井液潤滑性好，能有效地防止卡鉆、提高機(jī)械鉆速。鉆速。 保護(hù)儲(chǔ)層、提高采收率。保護(hù)儲(chǔ)層、提高采收率。 鉆井液易于維護(hù)、損耗少。鉆井液易于維護(hù)、損耗少。特特 點(diǎn)點(diǎn) MEG甲基葡萄糖甙（甲基葡萄糖甙（Methylglucoside）是葡萄糖的衍是葡萄糖的衍生物，無

36、毒性且易于生物降解，糠蝦半致死濃度生物，無毒性且易于生物降解，糠蝦半致死濃度96hLC50大于大于500000mg/L 。 MEG鉆井液體系配方簡單、配制和維護(hù)容易。鉆井液體系配方簡單、配制和維護(hù)容易。 具有強(qiáng)的頁巖抑制性能、優(yōu)異的潤滑性能。具有強(qiáng)的頁巖抑制性能、優(yōu)異的潤滑性能。 良好的儲(chǔ)層保護(hù)特性和體系穩(wěn)定性良好的儲(chǔ)層保護(hù)特性和體系穩(wěn)定性 。 MEG鉆井液的頁巖抑制性雖不如油基鉆井液，但比鉆井液的頁巖抑制性雖不如油基鉆井液，但比KCl鉆井液和甘油鉆井液要好鉆井液和甘油鉆井液要好 。3. 丙烯酰胺類共聚物丙烯酰胺類共聚物聚丙烯乙二醇體系聚丙烯乙二醇體系 特特 點(diǎn)點(diǎn) 以丙烯酰胺以丙烯酰胺2-丙烯

37、酰胺與丙烯酰胺與2-甲基丙烯磺酸共聚物和一種甲基丙烯磺酸共聚物和一種高分子量、不溶于水的聚丙烯乙二醇為基礎(chǔ)，并加入表面活高分子量、不溶于水的聚丙烯乙二醇為基礎(chǔ)，并加入表面活性劑來提高乳化程度。性劑來提高乳化程度。 聚丙烯乙二醇組分的體積濃度可以依據(jù)鉆井需要從聚丙烯乙二醇組分的體積濃度可以依據(jù)鉆井需要從1%變至變至5%。 在淡水體系中如需要可以使用降粘劑，如聚丙烯酸酯；在海在淡水體系中如需要可以使用降粘劑，如聚丙烯酸酯；在海水和較高密度（大于水和較高密度（大于1.67g/cm3）體系中，可以使用無鉻木質(zhì)體系中，可以使用無鉻木質(zhì)素磺酸鹽和磺化苯乙烯馬來酸酐（素磺酸鹽和磺化苯乙烯馬來酸酐（SSMA）

38、 。 鉆井液體系毒性小，在聚丙烯乙二醇體積濃度為鉆井液體系毒性小，在聚丙烯乙二醇體積濃度為5%時(shí)，其時(shí)，其96hLC50值為值為510000mg/L 。 特特 點(diǎn)點(diǎn) 磷酸氫二銨磷酸氫二銨(NH4)2HPO4 DAP（ Diammonium Phosphate ），可以提供銨離子，作為該體系中的頁），可以提供銨離子，作為該體系中的頁巖穩(wěn)定劑；聚陰離子纖維素巖穩(wěn)定劑；聚陰離子纖維素PAC作為降濾失劑，部作為降濾失劑，部分水解聚丙烯酰胺分水解聚丙烯酰胺PHP作為頁巖穩(wěn)定劑、增粘劑。作為頁巖穩(wěn)定劑、增粘劑。 DAP是肥料中的普通組分，該鉆井液可被處理、用是肥料中的普通組分，該鉆井液可被處理、用作肥料作

39、肥料 。 可望代替可望代替KCl聚合物鉆井液、油包水乳化鉆井液而得聚合物鉆井液、油包水乳化鉆井液而得到廣泛的應(yīng)用到廣泛的應(yīng)用 。 特特 點(diǎn)點(diǎn) 聚合醇是一類非離子型的低分子量聚合物。它既具有一般聚聚合醇是一類非離子型的低分子量聚合物。它既具有一般聚合物的特性，又具有非離子表面活性劑的某些特性。其結(jié)構(gòu)合物的特性，又具有非離子表面活性劑的某些特性。其結(jié)構(gòu)通式為通式為 (HOCH2CH2OH)n。 主要產(chǎn)品有聚乙烯乙二醇、聚丙烯乙二醇和聚甘油等主要產(chǎn)品有聚乙烯乙二醇、聚丙烯乙二醇和聚甘油等 。 在常溫下易溶于水，但當(dāng)升至一定溫度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)相分離現(xiàn)在常溫下易溶于水，但當(dāng)升至一定溫度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)相分離現(xiàn)象而

40、形成乳狀液。象而形成乳狀液。 當(dāng)聚合醇鉆井液在井下的溫度超過濁點(diǎn)時(shí)，所形成乳狀液的當(dāng)聚合醇鉆井液在井下的溫度超過濁點(diǎn)時(shí)，所形成乳狀液的乳滴容易吸附在井壁上，或包被在鉆屑表面，形成一層類似乳滴容易吸附在井壁上，或包被在鉆屑表面，形成一層類似于油的憎水膜，從而可提高鉆井液的抑制、防塌和潤滑性能。于油的憎水膜，從而可提高鉆井液的抑制、防塌和潤滑性能。當(dāng)鉆井液返回地面時(shí)，又因溫度降至濁點(diǎn)以下，聚合醇重新當(dāng)鉆井液返回地面時(shí)，又因溫度降至濁點(diǎn)以下，聚合醇重新恢復(fù)其水溶性?；謴?fù)其水溶性。 能增強(qiáng)鉆井液的抗溫性、抑制性和潤滑性。能增強(qiáng)鉆井液的抗溫性、抑制性和潤滑性。 與常用聚合物鉆井液具有很好的配伍性，并且在

41、聚與常用聚合物鉆井液具有很好的配伍性，并且在聚合物鉆井液中，具有一定的降粘和降濾失作用。合物鉆井液中，具有一定的降粘和降濾失作用。 有利于保護(hù)油氣層。有利于保護(hù)油氣層。 聚合醇毒性低，可生物降解，能滿足環(huán)保要求。聚合醇毒性低，可生物降解，能滿足環(huán)保要求。 聚合醇的熒光度很低，有利于識(shí)別和發(fā)現(xiàn)油氣層。聚合醇的熒光度很低，有利于識(shí)別和發(fā)現(xiàn)油氣層。33.5%膨潤土漿膨潤土漿 + 0.10.4%聚合物包被劑聚合物包被劑+ 0.5 1%改性淀粉（或改性淀粉（或NH4-HPAN）+ 25%聚合醇；聚合醇； 膨潤土海水漿膨潤土海水漿 + 0.25%低粘聚陰離子纖維素低粘聚陰離子纖維素 + 0.2%高粘聚陰離

42、子纖維素高粘聚陰離子纖維素 + 0.2% 80A-51 + 0.9% NH4-HPAN + 3% 聚合醇聚合醇 + 2% WLD。簡簡 介介 將甲酸（將甲酸（HCOOH）與與NaOH或或KOH在高溫高壓條件下進(jìn)行反在高溫高壓條件下進(jìn)行反應(yīng)，可生成甲酸鈉、甲酸鉀等鹽類。利用這些甲酸鹽配制而成應(yīng)，可生成甲酸鈉、甲酸鉀等鹽類。利用這些甲酸鹽配制而成的水基鉆井液稱為甲酸鹽鉆井液。的水基鉆井液稱為甲酸鹽鉆井液。 用用XC生物聚合物、淀粉以及其它聚合物處理劑與甲酸鹽配合控生物聚合物、淀粉以及其它聚合物處理劑與甲酸鹽配合控制濾失性和流變性。根據(jù)具體情況選用一些稀釋劑、制濾失性和流變性。根據(jù)具體情況選用一些稀

43、釋劑、pH緩沖劑、緩沖劑、H2S或二價(jià)金屬離子清除劑以及暫堵劑等?；蚨r(jià)金屬離子清除劑以及暫堵劑等。 最好不用固體加重材料。當(dāng)所要求密度超過最好不用固體加重材料。當(dāng)所要求密度超過1.60 g/cm3時(shí)，一般時(shí)，一般可使用可使用CaCO3、FeCO3和和Fe2O3等酸溶性加重材料。等酸溶性加重材料。 不僅能用于常規(guī)鉆井，而且已在小井眼鉆井、側(cè)鉆水平井鉆井不僅能用于常規(guī)鉆井，而且已在小井眼鉆井、側(cè)鉆水平井鉆井和連續(xù)軟管鉆井等新技術(shù)中得到應(yīng)用，并取得了非常顯著的效和連續(xù)軟管鉆井等新技術(shù)中得到應(yīng)用，并取得了非常顯著的效果果 。 較寬的密度范圍：較寬的密度范圍：HCOONa和和HCOOK飽和溶液的密度分

44、別為飽和溶液的密度分別為1.34g/cm3和和1.60g/cm3。如需更高密度，還可使用甲酸銫。如需更高密度，還可使用甲酸銫（HCOOCs）鉆井液，其最高密度可達(dá)鉆井液，其最高密度可達(dá)2.3 g/cm3。 由于不需另添加膨潤土，有時(shí)甚至可不加固體加重材料，因此由于不需另添加膨潤土，有時(shí)甚至可不加固體加重材料，因此非常適于配制成無固相或低固相鉆井液與完井液。非常適于配制成無固相或低固相鉆井液與完井液。 水力特性優(yōu)良，環(huán)空壓耗小，有利于提高機(jī)械鉆速。水力特性優(yōu)良，環(huán)空壓耗小，有利于提高機(jī)械鉆速。 提高鉆井液抗溫性。提高鉆井液抗溫性。 很強(qiáng)的抑制作用，與儲(chǔ)層巖石和流體配伍性好，有利很強(qiáng)的抑制作用，與

45、儲(chǔ)層巖石和流體配伍性好，有利于保護(hù)儲(chǔ)層。于保護(hù)儲(chǔ)層。 抗鹽、抗鈣、抗固相污染的能力明顯優(yōu)于淡水鉆井液。抗鹽、抗鈣、抗固相污染的能力明顯優(yōu)于淡水鉆井液。 甲酸鹽水溶液對金屬的腐蝕性很弱。甲酸鹽水溶液對金屬的腐蝕性很弱。 甲酸鹽的毒性極低，并可生物降解。甲酸鹽的毒性極低，并可生物降解。濃度為濃度為23.2%的的HCOONa水溶液水溶液 + 0.15% XC + 0.5% JS-3 + 5% 超細(xì)超細(xì)CaCO3簡簡 介介 組成：組成：硅酸鹽的模數(shù)為硅酸鹽的模數(shù)為2.843.22，加量為，加量為2%5%，采用，采用CMC或改性淀粉、水解聚丙烯腈、腐植酸類產(chǎn)品以及適量的降粘劑，或改性淀粉、水解聚丙烯腈、

46、腐植酸類產(chǎn)品以及適量的降粘劑，控制流變性與濾失性能?？刂屏髯冃耘c濾失性能。 防塌與油保：防塌與油保：用稀硅酸鹽用稀硅酸鹽-鹽溶液加固潛在不穩(wěn)定泥頁巖地層，鹽溶液加固潛在不穩(wěn)定泥頁巖地層，可用破碎劑來破壞硅酸鹽在儲(chǔ)層所形成的封堵層，恢復(fù)儲(chǔ)層的可用破碎劑來破壞硅酸鹽在儲(chǔ)層所形成的封堵層，恢復(fù)儲(chǔ)層的滲透率。滲透率。 應(yīng)用情況：應(yīng)用情況：在北海、阿拉斯加、紐芬蘭、墨西哥灣等地區(qū)使在北海、阿拉斯加、紐芬蘭、墨西哥灣等地區(qū)使用。我國于用。我國于1997年開始研究稀硅酸鹽鉆井液，現(xiàn)已在勝利油田年開始研究稀硅酸鹽鉆井液，現(xiàn)已在勝利油田十多口井中使用。十多口井中使用。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：當(dāng)膨潤土含量高時(shí)或鉆進(jìn)含較多蒙

47、皂石或伊蒙無序間層當(dāng)膨潤土含量高時(shí)或鉆進(jìn)含較多蒙皂石或伊蒙無序間層的造漿性強(qiáng)的泥巖地層時(shí)，其流變性能不易穩(wěn)定。的造漿性強(qiáng)的泥巖地層時(shí)，其流變性能不易穩(wěn)定。 顆粒封堵：顆粒封堵：硅酸鹽鉆井液在水中可以形成不同大小的顆粒，硅酸鹽鉆井液在水中可以形成不同大小的顆粒，即離子的、膠體的和高分子的顆粒。這些顆粒通過吸附、擴(kuò)散即離子的、膠體的和高分子的顆粒。這些顆粒通過吸附、擴(kuò)散等途徑結(jié)合到井壁上，封堵地層孔隙與裂縫。等途徑結(jié)合到井壁上，封堵地層孔隙與裂縫。 沉淀封堵：沉淀封堵：進(jìn)入地層中的硅酸鹽與巖石表面或地層中的鈣鎂進(jìn)入地層中的硅酸鹽與巖石表面或地層中的鈣鎂離子起作用形成硅酸鈣沉淀覆蓋在巖石表面起封堵作

48、用。離子起作用形成硅酸鈣沉淀覆蓋在巖石表面起封堵作用。 凝膠封堵：凝膠封堵：進(jìn)入地層的硅酸根遇到進(jìn)入地層的硅酸根遇到pH值小于值小于9的地層水，會(huì)的地層水，會(huì)立即變成凝膠而封堵孔隙與裂縫。立即變成凝膠而封堵孔隙與裂縫。 吸附固結(jié)：吸附固結(jié)：在溫度低于在溫度低于80時(shí)，稀硅酸鹽穩(wěn)定泥頁巖的機(jī)理時(shí)，稀硅酸鹽穩(wěn)定泥頁巖的機(jī)理是通過多個(gè)氫鍵、靜電力和范德華力的疊加而與泥頁巖中的粘是通過多個(gè)氫鍵、靜電力和范德華力的疊加而與泥頁巖中的粘土礦物結(jié)合土礦物結(jié)合 。 化學(xué)固結(jié)：化學(xué)固結(jié)：當(dāng)溫度超過當(dāng)溫度超過80時(shí)（在時(shí)（在105以上更明顯），硅酸以上更明顯），硅酸鹽的硅醇基與粘土礦物的鋁醇基發(fā)生縮合反應(yīng)，產(chǎn)生膠

49、結(jié)性物鹽的硅醇基與粘土礦物的鋁醇基發(fā)生縮合反應(yīng)，產(chǎn)生膠結(jié)性物質(zhì)，把粘土等礦物顆粒結(jié)合成牢固的整體，封固井壁。質(zhì)，把粘土等礦物顆粒結(jié)合成牢固的整體，封固井壁。 化學(xué)固結(jié)：化學(xué)固結(jié)：硅酸鹽穩(wěn)定含鹽膏地層主要是硅酸根與地層中的硅酸鹽穩(wěn)定含鹽膏地層主要是硅酸根與地層中的鈣鎂離子起作用，形成沉淀，從而在含膏地層表面形成堅(jiān)韌致鈣鎂離子起作用，形成沉淀，從而在含膏地層表面形成堅(jiān)韌致密的封固殼來加固井壁。密的封固殼來加固井壁。 合成基鉆井液產(chǎn)生的背景合成基鉆井液產(chǎn)生的背景 合成基鉆井液的組成和類型合成基鉆井液的組成和類型 合成基鉆井液及其基液的性能合成基鉆井液及其基液的性能 合成基鉆井液的成本效益合成基鉆井液

50、的成本效益 合成基鉆井液的應(yīng)用情況合成基鉆井液的應(yīng)用情況 油基鉆井液基液，如柴油或礦物油能在海洋環(huán)境下放置油基鉆井液基液，如柴油或礦物油能在海洋環(huán)境下放置多年而不降解，并且柴油中含有較多的芳烴，會(huì)對海洋多年而不降解，并且柴油中含有較多的芳烴，會(huì)對海洋環(huán)境帶來不利影響。環(huán)境帶來不利影響。 隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對鉆井液的排放環(huán)境要求日益嚴(yán)隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對鉆井液的排放環(huán)境要求日益嚴(yán)格，油基鉆井液的使用相應(yīng)受到了越來越嚴(yán)格的限制。格，油基鉆井液的使用相應(yīng)受到了越來越嚴(yán)格的限制。 為徹底解決油基鉆井液對環(huán)境的污染問題而保留其優(yōu)良為徹底解決油基鉆井液對環(huán)境的污染問題而保留其優(yōu)良特性，美國、英國、挪威

51、等國石油公司就投入一定的人特性，美國、英國、挪威等國石油公司就投入一定的人力和物力從事合成基鉆井液的研究開發(fā)工作力和物力從事合成基鉆井液的研究開發(fā)工作 。 以人工合成或改性有機(jī)物，即合成基液為連續(xù)相，鹽水以人工合成或改性有機(jī)物，即合成基液為連續(xù)相，鹽水為分散相，再加上乳化劑、有機(jī)粘土、石灰等組成的油為分散相，再加上乳化劑、有機(jī)粘土、石灰等組成的油包水乳化鉆井液，根據(jù)性能要求加配降濾失劑、流變性包水乳化鉆井液，根據(jù)性能要求加配降濾失劑、流變性調(diào)節(jié)劑和重晶石等。調(diào)節(jié)劑和重晶石等。 基基 液液 乳乳 化化 劑劑 其它處理劑其它處理劑 酯酯 醚醚 縮縮 醛醛 聚聚 - 烯烯 烴烴線性線性 -烯烴烯烴線

52、線 性性 石石 蠟蠟線性烷基苯線性烷基苯脂肪酸鈣、咪唑啉衍生物、烷基硫酸（酯）鹽、磷脂肪酸鈣、咪唑啉衍生物、烷基硫酸（酯）鹽、磷酸酯、山梨糖醇酐酯類（酸酯、山梨糖醇酐酯類（Span）、）、聚氧乙烯脂肪胺、聚氧乙烯脂肪胺、聚氧乙烯脂肪醇醚（平平加型）等聚氧乙烯脂肪醇醚（平平加型）等 包括降濾失劑、增粘劑、降粘劑、低剪切速率流包括降濾失劑、增粘劑、降粘劑、低剪切速率流變性調(diào)節(jié)劑等變性調(diào)節(jié)劑等 合合成成基基鉆鉆井井液液基基 液液密度密度/gcm-3粘度粘度/10-6m2/s閃點(diǎn)閃點(diǎn)/傾點(diǎn)傾點(diǎn)/芳烴含量芳烴含量降解溫度降解溫度/酯酯0.855.0 6.0150160150100-10微量微量/毒性毒性

53、試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)PAOIOLAOLC50(10天天)10001000071311268EC50(5天天)20525303277生物降解性生物降解性合成基液容易產(chǎn)生生物降解，在鉆井過程中和合成基液容易產(chǎn)生生物降解，在鉆井過程中和完井后排放的鉆屑及污水對海底環(huán)境影響甚微，完井后排放的鉆屑及污水對海底環(huán)境影響甚微，且恢復(fù)期短。且恢復(fù)期短。 揮發(fā)性揮發(fā)性條條 件件聚聚 -烯烯烴烴線性線性 -烯烯烴烴內(nèi)烯烴內(nèi)烯烴酯酯礦物油礦物油汽化物總量，汽化物總量，40/mgL-11.03.92.11.02.7汽化物總量，汽化物總量，65/mgL-11.0377.32.314汽化物總量，汽化物總量，90/mgL-13.41012225260合成物在巖屑的滯留量合成物在巖屑的滯留量 合成物在巖屑上的滯留量對控制或減少合成物合成物在巖屑上的滯留量對控制或減少合成物損失及環(huán)境污染方面起著重要作用。粘度影響損失及環(huán)境污染方面起著重要作用。