基礎(chǔ)知識鉆井液性能

鉆井液基本性能2009年10月8日渤海鉆探泥漿技術(shù)服務(wù)公司當(dāng)前第1頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第2頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)--鉆井液密度1、概念鉆井液的密度是指單位體積的鉆井液質(zhì)量。密度一般用符號“ρ”表示，常用單位是g/cm3。

ρ＝鉆井液質(zhì)量（m）/鉆井液體積（v）鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第3頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)2、鉆井對鉆井液密度的基本要求鉆井液密度對鉆井的影響：一是平衡地層壓力。二是對鉆速的影響。鉆井液密度大，產(chǎn)生的液柱壓力就大，鉆具在井中轉(zhuǎn)動的摩擦阻力就大，從而增加了動力消耗，加重了鉆頭研磨新地層的負(fù)擔(dān)，致使鉆速降低。密度過大易壓漏地層，破壞油層滲透率，或把油、氣層壓死，增加了發(fā)現(xiàn)油氣藏的困難。綜上所述，鉆井對鉆井液密度的基本要求是“壓而不死，活而不噴”。即密度大，但不能把油層壓死；密度小，但不能發(fā)生井噴。--鉆井液密度鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第4頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)3、鉆井液密度的調(diào)整（1）提高鉆井液密度的方法一般可在鉆井液中加入惰性的、密度大的固體粉末，如重晶石粉、石灰石粉、蚌殼粉等。還可加入可溶性鹽類，如NaCl、CaCl2等。使用最普遍的是加重晶石粉。--鉆井液密度鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第5頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)3、鉆井液密度的調(diào)整（2）降低鉆井液密度的方法1）機(jī)械除砂，即用振動篩、除砂器、除泥器清除鉆井液中的鉆屑、砂粒等有害固相，減少鉆井液固相含量，從而降低密度。2）加入清水稀釋。3）加入一定數(shù)量的發(fā)泡劑。4）使用化學(xué)絮凝劑，使部分固體顆粒聚結(jié)沉淀而降低密度。此外，加新漿、油類物質(zhì)等。--鉆井液密度鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第6頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)--流變參數(shù)

鉆井液的流變參數(shù)主要有：漏斗粘度、表觀粘度、塑性粘度、動切力、靜切力、流性指數(shù)、稠度系數(shù)、剪切稀釋性、動塑比和觸變性等。鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第7頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)1、漏斗粘度概念：用一定體積的鉆井液流經(jīng)規(guī)定尺寸（12目即0.68mm孔徑篩）的小孔所需的時(shí)間來表示，故也叫漏斗粘度。用大寫字母“FV”表示，單位“s”。使用漏斗粘度計(jì)測量的粘度就是漏斗粘度，它是鉆井液直觀流動性的表現(xiàn)，既受鉆井液內(nèi)摩擦力的影響，又受鉆井液結(jié)構(gòu)力的影響。用漏斗粘度計(jì)測量鉆井液流動時(shí)間越長，表觀粘度越大，鉆井液流動性越不好。因此，漏斗粘度只具有相對意義，不能表示鉆井液內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化。--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第8頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)漏斗粘度計(jì)--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第9頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)2、塑性粘度、動切力（1）塑性粘度塑性粘度是塑性流體的性質(zhì)，它不隨剪切速率而變化，反應(yīng)的是鉆井液在層流時(shí)，鉆井液中的固體顆粒與固體顆粒之間、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：“PV”，常用單位：mPa.s。--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第10頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)

2、塑性粘度、動切力（2）動切力（屈服值）是塑性流體流變曲線中的直線段在τ軸上的截距，它反映的是鉆井液在層流流動時(shí)，粘土顆粒之間及高分子聚合物之間相互作用力的大小，即形成空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)能力的強(qiáng)弱。符號：“YP”，常用單位：Pa。--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第11頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)3、流性指數(shù)和稠度系數(shù)（1）流性指數(shù)n

在冪律模式中，指數(shù)n表示假塑性流體在一定剪切速率范圍內(nèi)所表現(xiàn)出的非牛頓性的程度，因此通常將n稱為流性指數(shù)。水、甘油等牛頓流體的n值等于1。鉆井液的n值一般均小于1。n值越小，表示鉆井液的非牛頓性越強(qiáng)，表明流體的流變性偏離牛頓流體越來越遠(yuǎn)。流性指數(shù)是一個(gè)無因次量。在鉆井液設(shè)計(jì)中，經(jīng)常要確定流性指數(shù)的合理范圍，一般希望有較低的n值，以確保鉆井液具有良好的剪切稀釋性能。--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第12頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)流性指數(shù)n對鉆井液剪切稀釋性的影響--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第13頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)流性指數(shù)n對平板型層流的影響

根據(jù)右圖，減小n值有利于鉆井液形成平行型層流，通常鉆井液的流性指數(shù)n保持在0.4-0.7比較合適。流性指數(shù)對鉆井液流態(tài)的影響--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第14頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)（2）稠度系數(shù)K稠度系數(shù)K值則與鉆井液的粘度、切力聯(lián)系在一起。顯然，它與流體在剪切速率為1s-1時(shí)的粘度有關(guān)。K值愈大，粘度愈高，因此一般將K值稱為稠度系數(shù)。對于鉆井液，K值可反映其可泵性。若K值過大，將造成重新開泵困難。若K值過小，又將對攜巖不利。因此，K值也應(yīng)保持在一個(gè)合適的范圍。K值主要受體系中固體含量和液相體流變曲線的關(guān)系粘度的影響，同時(shí)也受結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。當(dāng)固體含量或聚合物處理劑的濃度增大時(shí)，K值相應(yīng)增大，n值則主要受形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)因素的影響，如加入高分子聚合物，或加入適量無機(jī)電解質(zhì)時(shí)，會使形成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，n值便相應(yīng)減小。--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)3、流性指數(shù)和稠度系數(shù)當(dāng)前第15頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)4、表觀粘度和剪切稀釋特性（1）表觀粘度對于非牛頓流體，剪切應(yīng)力和剪切速率的比值不是一個(gè)常數(shù)，這就意味著不能用同一粘度值來描述它在不同剪切速率下的流動特性。因此，有必要引入表觀粘度這一概念。表觀粘度又稱為有效粘度（EffectiveViscosity）。它是在某一剪切速率下，剪切應(yīng)力與剪切速率的比值。符號：“AV”，常用單位：mPa.s。--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第16頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)（2）剪切稀釋性塑性流體和假塑性流體的表觀粘度隨著剪切速率的增加而降低的特性稱為剪切稀釋性。例如，在鉆頭水眼處，剪切速率高達(dá)10000－100000s-1，鉆井液變得很稀；而在環(huán)形空間，當(dāng)剪切速率為50－250s-1時(shí)，鉆井液又變得比較稠。這種剪切稀釋特性是一種優(yōu)質(zhì)鉆井液必須具備的性能，因?yàn)樗饶艹浞职l(fā)揮鉆頭的水馬力，有利于提高鉆速，而在環(huán)形空間又能很好的攜帶鉆屑。--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)4、表觀粘度和剪切稀釋特性當(dāng)前第17頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)

（2）剪切稀釋性在鉆井液工藝中，常用動切力與塑性粘度的比值（簡稱動塑比）表示剪切稀釋性的強(qiáng)弱。YP/PV的值越大，剪切稀釋性越強(qiáng)。為了能夠在高剪率下有效地破巖和在低剪率下有效地?cái)y帶巖屑，要求鉆井液具有較高的動塑比。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)和平板型層流流核直徑的有關(guān)計(jì)算，一般情況下將動塑比控制在0.360.48Pa/mPas是比較適宜的，大斜度、大位移井的動塑比控制的還要高一些。--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)4、表觀粘度和剪切稀釋特性當(dāng)前第18頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)動塑比對平板型層流的影響

增大動塑比，可使鉆井液的流核尺寸增大，從尖峰型層流轉(zhuǎn)變?yōu)槠桨逍蛯恿?。通常動塑比保持?.36－0.48Pa/(mPa·s)

動塑比對鉆井液流態(tài)的影響--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第19頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)5、鉆井液靜切力和觸變性（1）鉆井液的靜切力定義：鉆井液中的粘土顆粒，由于其形狀不規(guī)則，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，簡稱鉆井液切力。用符號“G”表示，單位“Pa”。切力的大小不僅與鉆井液本身性質(zhì)有關(guān)，而且與鉆井液靜止時(shí)間有關(guān)。統(tǒng)一規(guī)定，鉆井液靜止10s后所測之切力稱為初切力，用G10s表示；靜止10min后所測之切力稱為終切力，用G10min表示。--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第20頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)5、鉆井液靜切力和觸變性（2）觸變性初切與終切的差值表示了鉆井液的觸變性，即網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)隨靜止時(shí)間的長短恢復(fù)的程度。差值越大，觸變性越強(qiáng)；反之，觸變性越弱。

--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第21頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)ZNN型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)

動力部分雙速同步電機(jī)、電源變速部分可變六速（轉(zhuǎn)/分）3、6、100、200、300、600

測量部分扭力彈簧、刻度盤與內(nèi)外筒組成測量系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第22頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)ZNN型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)－－數(shù)據(jù)處理

說明：Φ600、Φ300、Φ3代表外筒轉(zhuǎn)600轉(zhuǎn)/分、300轉(zhuǎn)/分、3轉(zhuǎn)/分從儀器刻度盤上讀到的格數(shù)。

--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第23頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)塑性流體和粘塑性流體：表觀粘度（mPa?s）塑性粘度（mPa?s）動切力（Pa）靜切力（10s測）（Pa）（10min測）（Pa）--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第24頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)冪律流體：流性指數(shù)（無因次）稠度指數(shù)（Pa·sn）--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第25頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)卡森流體：極限高剪粘度（mPa?s）

卡森動切力(Pa)

當(dāng)前第26頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)6、鉆井液粘度對鉆井的影響大量實(shí)踐證明，在鉆進(jìn)過程中，粘度升高，鉆速降低。粘度大，流動阻力就大，功率消耗就大，泵功率一定的情況下，排量就降低。另外，高粘度的鉆井液在井底巖石表面形成一個(gè)粘性墊子，它緩和了鉆頭牙齒對井底巖石的沖擊切削作用。但粘度高有利于鉆井液攜帶巖屑，保持井底清潔。--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第27頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)鉆井液粘度的調(diào)整：（1）提高鉆井液粘度的方法1）提高固相含量。2）加入正電膠、CMC、加入水溶性高分子化合物。3）提高固相分散度。加入NaOH、Na2CO3（2）降低鉆井液粘度的方法1）補(bǔ)充清水即可。2）加入稀釋劑（或降粘劑）。3）降低固相含量。--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第28頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)7、鉆井液切力對鉆井影響鉆井液具有切力，有利于攜帶和懸浮巖屑、重晶石等，不會因停泵而發(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，則地面清除砂粒、鉆屑困難，密度上升快，含砂量高，磨損設(shè)備，降低鉆速；流動阻力大，開泵困難，易憋泵或憋漏地層，轉(zhuǎn)動扭矩大、浪費(fèi)動力、濾餅質(zhì)量差、濾失大，易引起縮徑、井漏、卡鉆等事故。若切力太小，則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。--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第29頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)鉆井液切力的調(diào)整（1）提高鉆井液切力的方法1）提高鉆井液中固體顆粒含量。2）提高粘土顆粒分散度。3）加入水溶性高分子化合物，如XC等。（2）降低鉆井液切力的方法1）加水或低濃度處理劑溶液，降低粘土含量。2）加稀釋劑--流變參數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第30頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)--鉆井液的濾失和濾餅1、濾失的基本概念濾失：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，這種現(xiàn)象叫濾失。濾失的多少叫濾失量（失水量），即鉆井液濾液進(jìn)入地層的多少。（1）鉆井液在井內(nèi)靜止條件下的濾失作用稱為靜濾失。

鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第31頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)--鉆井液的濾失和濾餅1、濾失的基本概念（2）鉆井液在井內(nèi)循環(huán)條件下，即濾餅形成和破壞達(dá)到動態(tài)平衡時(shí)的濾失作用稱為動濾失。在一定剪切速率下測定的濾失量，稱為動濾失量（動失水量）。（3）在鉆井過程中，地層被鉆開，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，這種情況下的濾失作用稱為瞬時(shí)濾失。鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第32頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)2、API（美國石油學(xué)會）濾失濾失量定義：鉆井液在常溫及一定壓差（API標(biāo)準(zhǔn)為壓力為0.689MPa，約為0.7MPa）作用下，30min內(nèi)，透過直徑為75mm的過濾面積所濾失的水量叫濾失量，又叫鉆井液的濾失。常用符號“FL”表示，單位是“mL”?，F(xiàn)場經(jīng)常測7.5min的濾失量，測得的濾失量乘以2即可。--鉆井液的濾失和濾餅鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第33頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)API濾失量測定儀1.滲濾面積為45.8cm2；2.實(shí)驗(yàn)滲濾壓差0.689MPa；3.測試溫度為室溫；4.時(shí)間：30min（如果測量時(shí)間為7.5min，測量結(jié)果乘以2）；5.濾紙：直徑90mm。--鉆井液的濾失和濾餅鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第34頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)3、高溫高壓濾失定義：鉆井液在高溫、高壓作用下，30min內(nèi)，透過直徑為75mm（高溫高壓濾失測定儀過濾面積的直徑為53mm，故測定結(jié)果需乘以2）的過濾面積所濾失的水量叫高溫高壓濾失量，習(xí)慣稱高溫高壓濾失，用“HTHP”表示，單位是“mL”。--鉆井液的濾失和濾餅鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第35頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)

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，此堆積物叫濾餅。測濾失時(shí)，濾紙上附著一層濾餅，其標(biāo)準(zhǔn)以厚薄來衡量，單位“mm”,泥餅的質(zhì)量以“硬”、“松”、“軟”、“韌”等來衡量。--鉆井液的濾失和濾餅鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第36頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)5、濾失量與濾餅之間的關(guān)系對同一鉆井液而言，其濾失量愈大，濾餅愈厚；對不同的鉆井液而言，濾失量相同時(shí)濾餅厚度不一定相同。致密而堅(jiān)韌的濾餅?zāi)軌蚴篂V失量減小。--鉆井液的濾失和濾餅鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第37頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)6、影響濾失量與濾餅質(zhì)量的因素（1）鉆井液中優(yōu)質(zhì)活性固體——膨潤土的含量；（2）鉆井液中固體顆粒的水化分散性；（3）濾液粘度的影響；（4）地層巖石的孔隙度與滲透性；（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。--鉆井液的濾失和濾餅鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第38頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)

7、濾失量和濾餅質(zhì)量對鉆井工藝的影響鉆井液濾失量過大，濾餅厚而虛，會引起一系列問題。如：（1）易造成地層孔隙堵塞損壞油氣層；（2）濾餅在井壁堆積太厚，環(huán)空間隙變小，泵壓升高；（3）易引起泥包鉆頭，下鉆遇阻、遇卡或堵死水眼；

--鉆井液的濾失和濾餅鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第39頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)

7、濾失量和濾餅質(zhì)量對鉆井工藝的影響（4）在高滲透地層易造成較厚的濾餅而引起阻卡，甚至發(fā)生壓差卡鉆；（5）電測不順利、電測解釋不準(zhǔn)確而易漏掉油氣層；（6）對松軟地層，易泡垮易塌地層，會形成不規(guī)則井眼，引起井漏等。--鉆井液的濾失和濾餅鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第40頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)鉆井液濾失量的確定原則（1）井淺時(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)間長時(shí)要從嚴(yán)。（3）使用不分散處理劑時(shí)可放寬，使用分散處理劑時(shí)要從嚴(yán)。（4）礦化度高者可放寬，礦化度低者要從嚴(yán)。

--鉆井液的濾失和濾餅鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第41頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)鉆井液濾失量的確定原則（5）在油氣層中鉆進(jìn)，濾失量愈低愈有利于減少損害，尤其是在高溫高壓時(shí)，濾失量應(yīng)在10-15mL（《鉆井液管理?xiàng)l例》規(guī)定一般地層為20mL）?？傊?，要從鉆井實(shí)際出發(fā)，以井下情況是否正常為依據(jù)，適時(shí)測定并及時(shí)調(diào)整鉆井液的濾失量。--鉆井液的濾失和濾餅鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第42頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)鉆井液濾失性能的一般要求（1）在鉆開油氣層時(shí)，應(yīng)盡力控制濾失量，以減輕對油氣層損害。一般情況下，此時(shí)的API濾失量應(yīng)小于5ml，模擬井底溫度的HPHT濾失量應(yīng)小于15ml。（2）鉆遇易坍塌地層時(shí)，濾失量需嚴(yán)格控制，API濾失量最好不大于5ml。（3）對一般地層，API濾失量應(yīng)盡量控制在10ml以內(nèi)，HPHT濾失量不應(yīng)超過20ml。但有時(shí)可適當(dāng)放寬，某些油基鉆井液體系正是通過適當(dāng)放寬濾失量來提高鉆速。--鉆井液的濾失和濾餅鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第43頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)鉆井液濾失性能的一般要求（4）要注意提高濾餅質(zhì)量，盡可能形成薄、韌、致密及潤滑性好的濾餅，以利于固壁和避免壓差卡鉆。（5）加強(qiáng)對鉆井液濾失性能的檢測。正常鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)每4小時(shí)測一次常規(guī)濾失量。對定向井、叢式井、水平井、深井和復(fù)雜井要增測HPHT濾失量和泥餅的潤滑性，對其要求也相應(yīng)高一些。--鉆井液的濾失和濾餅鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第44頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)8、鉆井液濾失性能的控制與調(diào)整

在影響鉆井液濾失的因素中，井溫和地層的滲透性是無法改變的，其余的因素則是可人為控制?？梢酝ㄟ^改善泥餅的質(zhì)量（滲透性和抗剪切強(qiáng)度）、確定適當(dāng)?shù)你@井液比重以減少液柱壓差、提高濾液粘度、縮短鉆井液的侵泡時(shí)間、控制鉆井液返速和流態(tài)（形成平板形層流）等方法來減少鉆井液的濾失量，并形成薄而韌的泥餅。--鉆井液的濾失和濾餅鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第45頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)

8、鉆井液濾失性能的控制與調(diào)整主要調(diào)整方法是根據(jù)鉆井液類型、組成以及所鉆地層的情況，選用適合的降濾失劑和封堵劑。--鉆井液的濾失和濾餅鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)

（1）使用膨潤土造漿。膨潤土顆粒細(xì)，呈片狀，水化膜厚，能形成致密滲透性小的泥餅，而且可在固相較少的情況下滿足對鉆井液濾失性能和流變性能的要求。一般情況下，加入適當(dāng)量的膨潤土可以將鉆井液的濾失量控制到鉆井和完井工藝要求的范圍。膨潤土是常用的配漿材料，同時(shí)也是控制濾失量和建立良好造壁性的基本處理劑。當(dāng)前第46頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)

8、鉆井液濾失性能的控制與調(diào)整

（2）加入瀝青、原油等處理劑改善泥餅質(zhì)量（3）加入CMC或其他聚合物以保護(hù)粘土顆粒,阻止其聚結(jié),從而有利于提高分散度。同時(shí),CMC和其他聚合物沉積在泥餅上亦起堵孔作用,使濾失量降低。--鉆井液的濾失和濾餅鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第47頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)

8、鉆井液濾失性能的控制與調(diào)整(4)加入一些極細(xì)的膠體粒子（如腐植酸鈣膠狀沉淀）堵塞泥餅孔隙，以使泥餅的滲透性降低，抗剪切能力提高。我國常用的降濾失處理劑：低粘CMC、中或高粘CMC、聚丙烯腈鹽類（有鈉、鈣及銨鹽等）、聚丙烯酸鹽類（有鈉、鈣及鉀鹽等），陽離子和兩性離子聚合物，抗溫能力強(qiáng)的磺化褐煤(SMC)、磺化酚醛樹脂(SMP-1)以及酚醛樹脂和腐殖酸縮合物(SPNH)。--鉆井液的濾失和濾餅鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第48頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)--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)動時(shí)，會受到一定的摩擦阻力，這個(gè)摩擦阻力稱為濾餅的摩擦系數(shù)。常用符號“Kf”表示。鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第49頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)--濾餅的摩擦系數(shù)

1、鉆井液潤滑潤滑性能測定儀器●滑塊式泥餅?zāi)ψ柘禂?shù)測定儀鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第50頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)--濾餅的摩擦系數(shù)

1、鉆井液潤滑潤滑性能測定儀器●泥餅粘附系數(shù)測定儀鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)●鉆井液極壓潤滑儀（ExtremePressureandLubricityTester）簡稱EP潤滑儀當(dāng)前第51頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)2、鉆井液潤滑性的影響因素

鉆井液的粘度、密度、固相類型及含量、濾失情況、巖石條件、地下水的礦化度以及溶液pH值、潤滑劑和其他處理劑的使用情況等。--濾餅的摩擦系數(shù)

鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)

（1）密度和固相對潤滑性的影響隨著鉆井液密度增加、固相含量，通常其粘度、切力等也會相應(yīng)增大，鉆井液的潤滑性能也會相應(yīng)變差。潤滑性能主要取決于固相的類型及含量。當(dāng)前第52頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)

鉆井液中固相含量對其潤滑性影響很大。隨著鉆井液固相含量增加，除使泥餅粘附性增大外，還會使泥餅增厚，易產(chǎn)生壓差粘附卡鉆。另外，固相顆粒尺寸的影響也不可忽視。因此，必須嚴(yán)格控制鉆井液粘土含量，搞好固相控制和凈化，盡量用低固相鉆井液，是改善和提高鉆井液潤滑性能的最重要的措施之一。

--濾餅的摩擦系數(shù)鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第53頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)

（2）泥餅質(zhì)量對潤滑性能的影響致密、表面光滑、薄的泥餅具有良好的潤滑性能。降濾失劑和其他改進(jìn)泥餅質(zhì)量的處理劑（比如磺化瀝青）主要是通過改善泥餅質(zhì)量來改善鉆井液的防磨損和潤滑性能。--濾餅的摩擦系數(shù)

鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第54頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)3.有機(jī)高分子處理劑的影響

許多高分子處理劑都有良好的降濾失、改善泥餅質(zhì)量、減少鉆柱摩阻力的作用。有機(jī)高分子處理劑能提高鉆井液的潤滑性能，還與其在鉆柱和井壁上的吸附能力有關(guān)，吸附膜的形成，有利于降低井壁與鉆柱之間的摩阻力。某些處理劑，如聚陰離子纖維素、磺化酚醛樹脂等具有提高鉆井液潤滑性的作用。不少高分子化合物通過復(fù)配、共聚等處理，可成為具有良好潤滑性能的潤滑材料。--濾餅的摩擦系數(shù)

鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第55頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)4、鉆井液潤滑性能的調(diào)控方法影響鉆井液摩擦的因素很多，主要包括：鉆柱、套管、地層、井壁泥餅表面的粗糙度；接觸表面的塑性；接觸表面所承受的負(fù)荷；鉆井液粘度與潤滑性；流體內(nèi)固相顆粒的含量和大小；井壁表面泥餅潤滑性；井眼軌跡；鉆柱重量；靜態(tài)與動態(tài)濾失效應(yīng)等。

--濾餅的摩擦系數(shù)

鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第56頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)4、鉆井液潤滑性能的調(diào)控方法

在這些眾多的影響因素中，鉆井液的潤滑性能是主要的可調(diào)節(jié)因素。主要調(diào)控方法：（1）固控（2）潤滑劑（3）泥餅改進(jìn)劑（4）利用膠液改變流變性。--濾餅的摩擦系數(shù)

鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第57頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)鉆井液潤滑劑

鉆井液潤滑劑品種一般可分為兩大類，即液體類和固體類。前者如礦物油、植物油、表面活性劑等；后者如石墨、塑料球、玻璃球等。近年來鉆井液潤滑劑品種發(fā)展最快的是惰性固體類潤滑劑，液體潤滑劑中主要發(fā)展了高負(fù)荷下起作用的極壓潤滑劑及有利于環(huán)境的無毒潤滑劑；由于環(huán)境保護(hù)的原因?yàn)r青類潤滑劑的用量則逐年減少。--濾餅的摩擦系數(shù)

鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第58頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)鉆井液中常用的潤滑劑

（1）惰性固體潤滑劑該類產(chǎn)品主要有塑料小球、石墨、碳黑、玻璃微珠及堅(jiān)果圓粒等。

（2）液體類潤滑劑該類產(chǎn)品主要有礦物油、植物油和表面活性劑及其混合物等。--濾餅的摩擦系數(shù)

鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第59頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)液體潤滑劑的潤滑機(jī)理表面活性劑類和乳化鉆井液的潤滑機(jī)理示意圖--濾餅的摩擦系數(shù)

鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第60頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)--鉆井液含砂量

鉆井液含砂量是指鉆井液中不能通過200目篩子（即邊長為74μm）的固相含量，也可說成直徑大于74μm，的砂粒占鉆井液總體積的百分?jǐn)?shù)，無單位。鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第61頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)1、含砂量對鉆井液的影響含砂量高時(shí)，鉆井液密度升高，鉆速降低，濾餅質(zhì)量變差，濾失變大，濾餅?zāi)Σ料禂?shù)變大，影響固井質(zhì)量，電測遇阻，地質(zhì)資料不準(zhǔn)，對設(shè)備的磨損嚴(yán)重。一般控制在0.5%以下。--鉆井液含砂量鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第62頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)2、降低含砂量方法（1）機(jī)械除砂。利用振動篩、除砂器、除泥器等設(shè)備除砂。（2）化學(xué)除砂。通過加入化學(xué)絮凝劑，將細(xì)小砂粒由小變大，再配合機(jī)械設(shè)備除之。--鉆井液含砂量鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第63頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)--鉆井液酸堿值

鉆井液的酸堿值代表鉆井液含酸、堿的程度，即鉆井液中的氫離子（H+）或氫氧根離子（OHˉ）的濃度，用字母“pH”表示，又叫pH值。鉆井液的pH=7時(shí)，顯中性；7＜pH≤14時(shí)，顯堿性；0≤pH＜7時(shí)，顯酸性。鉆井液性能的概念、基本要求及性能調(diào)節(jié)當(dāng)前第64頁\共有73頁\編于星期二\20點(diǎn)1、常用體系PH值范圍（1）一般聚合物鉆井液體系pH值控制在8-9范圍內(nèi)；（2）有機(jī)硅鉆井液體系pH值控制在9-10范圍內(nèi)；（3）抑制性鉆井液體系pH值控制在10以上；（4）含H2S含量地層，pH值控制在10以上；（5）海水鉆井液體系pH值控制范圍不能低于9。-