鉆井液技術(shù)與應(yīng)用

鉆井液技術(shù)與應(yīng)用

秦禮曹

中油股份公司勘探與生產(chǎn)工程監(jiān)督中心

2005年12月前言鉆井是油田勘探開發(fā)的主要手段之一，在油田建設(shè)資金投入中所占的比例也最大，所以鉆井工程直接關(guān)系到油田的勘探開發(fā)效益。作為鉆井工程的重要組成部分，鉆井液擔(dān)負(fù)著維護井眼穩(wěn)定、清潔井底等各種功能，因此鉆井液技術(shù)與應(yīng)用關(guān)系到鉆井工程能否順利施工。前言

鉆井液定義在旋轉(zhuǎn)鉆井中用以完成鉆井作業(yè)中各種功能的循環(huán)液體。鉆井液投入高鉆井液成本占鉆井成本約10%。中油每年在鉆井液方面的投入達10多億元。鉆井液對安全生產(chǎn)和工程施工影響大在鉆井事故及復(fù)雜中所造成的費用損失中，因鉆井液問題造成的事故及復(fù)雜的比例占多少?估計遠大于10%。.前言在鉆井設(shè)備出現(xiàn)問題時,鉆井液性能好可以避免鉆井事故及復(fù)雜情況。西部××井的剎把出現(xiàn)問題,造成鉆具在井下無法動彈,由于是進口鉆機,無現(xiàn)成剎把替換,只得到東部鉆井公司大本營去取,共用了5天時間,起鉆正常,沒有發(fā)生鉆井事故及復(fù)雜.前言鉆井設(shè)備沒有出現(xiàn)問題,鉆井液性能不好可以造成鉆井事故及復(fù)雜.××井,鉆井液性能不好,屢屢發(fā)生井下復(fù)雜,后更換了鉆井液工程師,改善了鉆井液性能,順利完井.前言鉆井液對鉆井施工影響原因分析:鉆井液與地層直接接觸鉆井事故及復(fù)雜主要發(fā)生在井下，而與井下地層直接接觸的有二項:鉆井液和井下工具。鉆井液對井壁周圍的地層性質(zhì)和井眼穩(wěn)定影響最大.

控制和平衡地層壓力、浸泡井壁、形成泥餅等。鉆井液受地層影響及破壞最嚴(yán)重.

鉆屑、掉塊、地層流體侵入等均直接進入鉆井液中。

前言鉆井液對錄井影響大地層物質(zhì)（包括鉆屑、地層流體等）是由鉆井液循環(huán)帶出，因此鉆井液對錄井影響非常大，如鉆井液密度過大將造成鉆井液超前滲濾，降低井內(nèi)油氣濃度，鉆井液粘度高造成脫氣困難，氣測基值高，鉆井液濾失量大造成氣測后效錄井效果差等。一般油田地質(zhì)錄井對鉆井液性能均有要求，對鉆井液性能的變化也進行觀察和記錄。前言鉆井液對測井影響大鉆井液侵入地層后，井眼周圍地層的流體性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，緊靠井眼附近地層中的大部分可動流體被鉆井液濾液驅(qū)走，造成被侵入地層電阻率發(fā)生變化，對測井解釋和儲層可能造成嚴(yán)重危害?！痢辆捎名}水鉆井液鉆井，測井解釋時誤把水層解釋為油層。前言鉆井液對勘探開發(fā)投資效率影響大在鉆井過程中，油層被打開后，首先接觸的外來液體是鉆井液，鉆井液就會對油層產(chǎn)生損害，這種損害在鉆開油層的整個過程中都一直存在。鉆井液損害油層后，要想進行有效改造和恢復(fù)是十分困難的，而且費用相當(dāng)高，所以鉆井液在鉆井油層保護工作中占有非常重要的地位。前言鉆井液對鉆井工程的影響是整體性的。鉆井液性能好壞直接影響井下安全和各項工程施工。目錄一、鉆井液的組成與體系分類二、鉆井液功能與設(shè)計要求三、鉆井液現(xiàn)場配制與監(jiān)測四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法五、地層對鉆井液的影響及對策六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策七、現(xiàn)場鉆井液評價八、國內(nèi)外鉆井液概況一、鉆井液的組成與體系分類1、鉆井液的組成連續(xù)相固相添加劑（只有連續(xù)相的鉆井液、無添加劑鉆井液、無固相鉆井液）一、鉆井液的組成與體系分類1、鉆井液的組成連續(xù)相

水：水基鉆井液油：油基鉆井液合成基液體：合成基鉆井液氣體：空氣、氮氣、天然氣(霧、泡沫

)一、鉆井液的組成與體系分類水基鉆井液(包括水包油鉆井液)1、不分散鉆井液體系(None-DispersedDrillingFluidSystem)

所謂不分散鉆井液是指通常用來鉆淺部井段的鉆井液，如開鉆鉆井液、自然造漿鉆井液、輕微處理鉆井液等。一、鉆井液的組成與體系分類膨潤土鉆井液

(1)

基本組成

預(yù)水化膨潤土

燒堿(氫氧化鈉)

純堿(碳酸鈉)

(2)

特點

-

高膨潤土含量

-

高粘度

-

高靜切力通常用于淺井井段的鉆井中，也可做清掃液一、鉆井液的組成與體系分類2、分散鉆井液體系(DispersedDrillingFluidSystem)

使用木質(zhì)素磺酸鹽、褐煤或丹寧類產(chǎn)品來分散粘土礦物的鉆井液體系。一、鉆井液的組成與體系分類分散鉆井液

(1)

基本組成

-

預(yù)水化膨潤土

-燒堿和/或純堿

-鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽稀釋劑(FCLS)

-羧甲基纖維素鈉鹽降濾失劑(CMC)

-聚陰離子纖維素降濾失劑(PAC)

-改性淀粉降濾失劑

(2)特點

-

易維護

-

低濾失量

-

無抑制性一、鉆井液的組成與體系分類3、低固相鉆井液體系(LowSolidsDrillingFluidSystem)

控制固相含量和類型，總固相含量不應(yīng)超過6%～10%，粘土含量應(yīng)為約3%或更低；而鉆屑和膨潤土含量比值應(yīng)低于2:1；主要優(yōu)點是可顯著提高機械鉆速。一、鉆井液的組成與體系分類低固相不分散鉆井液(1)

基本組成高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝劑

(PAM、PHPA、KPAM)-

水解聚丙烯腈降濾失劑(NaPAN、KPAN、NH4PAN)-

羧甲基纖維素鈉鹽(CMC)或聚陰離子纖維素(PAC)降濾失劑-

預(yù)水化膨潤土-燒堿和/或純堿(2)

特點

-

中等抑制性

-

難維護，電測、下套管難度大

-

高溫穩(wěn)定性較差一、鉆井液的組成與體系分類4、聚合物鉆井液體系(PolymerDrillingFluidSystem)

長鏈高分子量聚合物用于鉆井液中，或是包被鉆屑以防止其分散，或是提高粘度和降低濾失量，通常使用氯化鉀或氯化鈉等提高頁巖抑制能力；這種鉆井液體系通常要求含有盡可能低濃度的膨潤土，對鈣、鎂等二價離子敏感。一、鉆井液的組成與體系分類氯化鉀聚合物鉆井液

(1)

基本組成

-

高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝劑(PAM、PHPA、KPAM)

-

水解聚丙烯腈降濾失劑(NaPAN、KPAN，NH4PAN)

-

低分子量聚合物解絮凝劑或木質(zhì)素磺酸鹽稀釋劑(FCLS)

-預(yù)水化膨潤土

-

燒堿和/或純堿(2)

特點

-

強抑制性

-

高溫穩(wěn)定性較好

-

固容能力較強

-

對金屬的腐蝕性較強

-影響電測解釋一、鉆井液的組成與體系分類聚磺鉆井液

(1)

基本組成

-高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝劑(PAM、PHPA、KPAM)

-水解聚丙烯腈降濾失劑(NaPAN、KPAN，NH4PAN)-

磺甲基酚醛樹脂(SMP)和/或磺甲基褐煤(SMC)和/或褐煤樹脂共聚物(SNPH)降濾失劑

-磺甲基丹寧稀釋劑(SMT)

-

磺化瀝青防塌劑(FT-1)

-預(yù)水化膨潤土

-燒堿和/或純堿(2)

特點

-

中等抑制性

-良好的高溫穩(wěn)定性

-抗污染能力較強一、鉆井液的組成與體系分類陽離子聚合物鉆井液(1)

基本組成-1

-高分子量陽離子聚合物包被絮凝劑(CHM)

-

小分子量陽離子有機化合物頁巖抑制劑(NW-1、CSW-1)

-兩性離子聚合物降濾失劑

(JT888)

-兩性離子聚合物解絮凝劑劑

(XY-27)-陽離子型降濾失劑

(CLG)

-陽離子型防塌劑

(CEA)-預(yù)水化膨潤土

-燒堿和/或純堿一、鉆井液的組成與體系分類兩性離子聚合物鉆井液(1)

基本組成

-高分子量兩性離子聚合物包被絮凝劑(FA367)

-

低分子量兩離子聚合物解絮凝劑(XY-27)

-兩性離子聚合物降濾失劑

(JT888)-

磺甲基酚醛樹脂(SMP)和/或褐煤樹脂共聚物

(SNPH)降濾失劑和/或磺化瀝青防塌劑

(FT-1)

-預(yù)水化膨潤土

-燒堿和/或純堿(2)

特點

-

較強抑制性

-良好的高溫穩(wěn)定性

-抗污染能力強一、鉆井液的組成與體系分類5、正電膠鉆井液體系正電膠鉆井液體系是在預(yù)水化膨潤土中加入混合金屬層狀氫氧化物(MMH)，使鉆井液具有極高的動切力和靜切力，靜止時形成“假固體”。一、鉆井液的組成與體系分類MMH鉆井液體系(1)

基本組成

-預(yù)水化膨潤土

-燒堿和/或純堿

-混合金屬層狀氫氧化物(MMH)-降濾失劑(改性淀粉類)(2)

特點

-極高的動切力和靜切力(假固體)

-減少鉆井液對井壁的沖蝕，有效地保護井壁

-對污染敏感

-注意選擇體系使用的處理劑一、鉆井液的組成與體系分類6、鈣處理鉆井液體系(CalciumTreatedDrillingFluidSystem)

熟石灰、石膏或氯化鈣處理的鉆井液體系，可抗鹽和硬石膏的污染，但膠凝敏感且在高溫下易導(dǎo)致固化作用。

一、鉆井液的組成與體系分類鈣處理鉆井液體系(1)

基本組成

-預(yù)水化膨潤土

-燒堿和/或純堿

-石灰和/或石膏

-磺化栲膠和/或FCLS-降濾失劑(CMC或改性淀粉類)(2)

特點

-抑制性強,使粘土保持適度絮凝

-抗鈣抗鉆屑污染能力較強

-較強的防塌性能

-注意選擇使用的鈣的來源及pH值一、鉆井液的組成與體系分類7、鹽水鉆井液體系(SaltwaterDrillingFluidSystem)

飽和鹽水鉆井液體系：氯離子濃度接近190,000mg/l(飽和)，通常用來鉆鹽巖地層。鹽水鉆井液體系：氯離子濃度為10,000mg/l以上。微咸水或海水鉆井液體系：氯離子含量較低。一、鉆井液的組成與體系分類海水/鹽水鉆井液體系(1)

基本組成

-預(yù)水化膨潤土和抗鹽土

-增粘劑

-降粘劑(井漿轉(zhuǎn)換)-潤滑劑

-降濾失劑(2)

特點

-抑制性強,使粘土保持適度絮凝

-抗鹽、鈣、鎂污染能力較強

-對儲層具有保護作用

-注意防腐蝕一、鉆井液的組成與體系分類飽和鹽水鉆井液體系(1)

基本組成

-預(yù)水化膨潤土和抗鹽土

-增粘劑

-降粘劑(井漿轉(zhuǎn)換)-燒堿和NaCl及鹽抑制劑

-降濾失劑(2)

特點

-抑制性強,使粘土保持適度絮凝

-抗污染能力較強及較強的防塌性能

-抑制鹽巖溶解

-注意防腐蝕一、鉆井液的組成與體系分類水包油鉆井液(1)

基本組成

-水（70~80%）/油（20~30%）

-增粘劑

-乳化劑

-絮凝劑

-降濾失劑(2)

特點

-抑制性強,使粘土保持適度絮凝

-抗污染能力較強及較強的防塌性能

-抑制鹽巖溶解

-保護儲層一、鉆井液的組成與體系分類其他水基鉆井液

-硅酸鹽鉆井液

-聚乙二醇鉆井液

-甲酸鹽鉆井液

-甲基糖甙鉆井液

-聚合物-表面活性劑鉆井液

-高溫活化乳狀液鉆井液

-氯化鈣-聚合物鉆井液一、鉆井液的組成與體系分類水基鉆井液的發(fā)展一、鉆井液的組成與體系分類油基鉆井液(Oil-BasedDrillingFluidSystem)1、逆乳化鉆井液：氯化鈣鹽水(含量可高達50%)為乳化相，油(礦物油、柴油等)為連續(xù)相。

2、全油鉆井液：液相為油，通常用作取心液。油基鉆井液添加劑包括：乳化劑、潤濕劑(一般為脂肪酸和胺衍生物)、高分子量脂肪酸鹽、表面活性劑、胺處理的有機材料、有機土和石灰等。一、鉆井液的組成與體系分類逆乳化鉆井液(1)

基本組成

-水（15~30%）

/油（70~85%）

-有機土

-氧化瀝青和/或乳化劑

-石灰(2)

特點

-抑制性強

-抗高溫、抗污染能力強

-強防塌性能及抑制鹽巖溶解

-保護儲層

-成本高，影響測井，環(huán)境污染一、鉆井液的組成與體系分類全油鉆井液(1)

基本組成

-柴油

-有機土

-氧化瀝青和/或乳化劑

-生石灰

(2)

特點

-抑制性強

-抗高溫、抗污染能力強

-強防塌性能及抑制鹽巖溶解

-保護儲層

-成本高，環(huán)境污染大一、鉆井液的組成與體系分類合成基鉆井液(SyntheticDrillingFluidSystem)

合成基鉆井液具有油基鉆井液性能，但沒有環(huán)境危害。主要類型有醚基、酯基、聚

-烯烴基和異構(gòu)化

-烯烴基鉆井液。一、鉆井液的組成與體系分類連續(xù)相-

酯--酯基-

醚--醚基-α-烯烴--α-烯烴基主要處理劑-

主、副乳化劑-

有機土-

增粘劑-

潤濕劑-

水、氯化鈣、石灰-

加重劑特點-

無毒性、易降解而滿足環(huán)保要求-

有效地保護油氣層-

有利于穩(wěn)定泥頁巖井壁-

有利于減少井下復(fù)雜情況和事故-

有利于提高機械鉆速-

成本高-

醚基和酯基鉆井液抗高溫能力差-

對氣侵、水侵敏感且較難處理一、鉆井液的組成與體系分類氣基鉆井液(Gas-BasedDrillingFluidSystem)

干燥空氣或天然氣鉆井流體霧鉆井液泡沫鉆井液充氣鉆井液一、鉆井液的組成與體系分類空氣或天然氣鉆井流體的技術(shù)特點與應(yīng)用范圍轉(zhuǎn)速、扭矩和鉆壓較低，不易井斜空氣鉆進為沖擊破巖，機械鉆速快。耗風(fēng)量大，要求設(shè)備承壓能力高，保證深井?dāng)y屑。主要用于解決干燥的硬地層鉆進速度慢、易井斜的難題。一、鉆井液的組成與體系分類西南油氣田在東升1井700～3276m井段采用純空氣鉆井，平均機械鉆速12.3m/h，是鄰井七里北1井的10.3倍；在黃金1井地層傾角達64°的974～2518.18m高陡構(gòu)造井段應(yīng)用空氣鉆井，平均機械鉆速7.85m/h，是鄰構(gòu)造類似井坡西1井的4.3倍；在構(gòu)造地質(zhì)情況十分復(fù)雜的龍17井（有嚴(yán)重漏失層）1691～2111m井段開展空氣鉆井試驗，機械鉆速達36.6m/h,與相鄰井段常規(guī)鉆進相比，提高了約15倍，未發(fā)生井漏。

一、鉆井液的組成與體系分類一、鉆井液的組成與體系分類鉆井液的組成固相

配漿材料(膨潤土、凹凸棒石、海泡石等)

加重材料(重晶石、石灰石、鐵礦粉等)

鉆屑

堵漏材料、固體潤滑劑等不溶性化學(xué)沉淀物某些處理劑中的不溶物一、鉆井液的組成與體系分類

配漿材料：具有造漿能力的材料，如：膨潤土、有機土等現(xiàn)場常用配漿材料一、鉆井液的組成與體系分類加重材料：具有高密度的重晶石、氧化鐵、碳酸鈣及類似的產(chǎn)品現(xiàn)場常用加重材料一、鉆井液的組成與體系分類堵漏材料、固體潤滑劑堵漏材料用來封堵漏失層，隔離井眼表面和地層，以便在隨后作業(yè)中不會再造成鉆井液的漏失?，F(xiàn)場常用堵漏材料有果殼粉、云母、蛭石、貝殼粉、核桃殼（粉）、狄塞爾堵漏劑、凝膠堵漏劑、石棉纖維、化學(xué)堵漏劑、酸溶性堵漏劑、儲層保護屏蔽劑、單向壓力暫堵劑等．固體潤滑劑有玻璃小球、塑料小球、鋼化玻璃球等。一、鉆井液的組成與體系分類一、鉆井液的組成添加劑（鉆井液處理劑）

降濾失劑殺菌劑增粘劑除鈣劑絮凝劑緩蝕劑稀釋劑(解絮凝劑)頁巖抑制劑表面活性劑潤滑劑乳化劑消泡劑發(fā)泡劑pH控制劑一、鉆井液的組成與體系分類鉆井液處理劑簡介

堿度、pH控制劑(Alkalinity,pHControlAdditives)

用來控制鉆井液的酸度或堿度。常用的產(chǎn)品如下：一、鉆井液的組成與體系分類降濾失劑(FiltrateReducers)

用來降低鉆井液的濾失量，種類非常多，按材料性質(zhì)主要分為下列幾種：1、淀粉類，如：改性淀粉、羧甲基淀粉、聚合淀粉等。2、纖維素類，如：羧甲基纖維素鈉鹽、羥丙基纖維素、聚陰離子纖維素等。3、聚合物類，如：水解聚丙烯腈鈉鹽、多元共聚銨鹽、共聚型聚合物等。4、褐煤樹脂類，如：磺化酚醛樹脂、磺甲基褐煤樹脂、磺化褐煤、酚醛樹脂共聚物等。一、鉆井液的組成與體系分類絮凝劑(Flocculants)

用來包被鉆屑

，在低固相鉆井液中澄清液相或使固相脫水，使鉆井液中的膠體顆粒聚束或成絮凝物并使其沉降；如鹽或鹽水、熟石灰、石膏、丙烯酰胺基高聚物等。一、鉆井液的組成與體系分類增粘劑(Viscosifiers)

用來提高粘度，提高膨潤土造漿率，以保證鉆井液的井眼清潔能力和懸浮固相能力，包括膨潤土、CMC、PAC、凹凸棒土、改性石棉、羥乙基田菁粉、羧丙基瓜爾膠、高分子量聚合物等。一、鉆井液的組成與體系分類高溫穩(wěn)定劑(TemperatureStabilityAgents)

用來提高鉆井液在高溫條件下的流變性能和濾失性能穩(wěn)定性，并在高溫條件下持續(xù)發(fā)揮其功能，例如丙烯酸鹽聚合物、磺化聚合物及共聚物、抗高溫抗鹽降濾失劑、高溫高壓降濾失劑以及褐煤、木質(zhì)素磺酸鹽和丹寧基添加劑等。一、鉆井液的組成與體系分類降粘劑、稀釋劑、分散劑(Thinners,Dispersants)

用來改變鉆井液中的固相含量和粘度之間的相互關(guān)系，也可用于降低靜切力，提高鉆井液的“可泵性”等，如：單寧(栲膠)酸鉀、磺化褐煤、焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉、氨基三鉀叉膦酸、水解馬來酸酐、木質(zhì)素乙烯基共聚降粘劑、FCLS、低聚物降粘劑、聚丙烯酸鈉等可作為稀釋劑或解絮凝劑使用。一、鉆井液的組成與體系分類頁巖抑制劑(ShaleControlInhibitors)具有降低頁巖的水化作用的材料。頁巖抑制劑種類繁雜，按材料成分可分為五類：1、陽離子類，如：小陽離子、醚化劑、聚季銨等。2、有機硅類，如：硅穩(wěn)定劑、有機硅腐植酸鉀、硅鋁腐植酸等。3、銨鹽類，如：復(fù)合銨鹽、聚丙烯腈銨鹽、多元共聚銨鹽等。4、鉀鹽類，如：腐植酸鉀、共聚型聚丙烯腈鉀鹽、單寧酸鉀等。5、其他類，如：腐植酸鐵、水解聚丙烯腈鈣鹽、聚醚多元醇等。一、鉆井液的組成與體系分類封堵劑

具有堵塞泥頁巖微裂縫作用的材料，一般以瀝青為主要原料，如：磺化瀝青鈉鹽、氧化瀝青粉、高改瀝青、磺化樹脂瀝青粉、低熒光防塌劑、低軟化點瀝青等。一、鉆井液的組成與體系分類包被劑通過包被泥頁巖的微裂縫起到抑制泥頁巖水化、膨脹、分散作用的材料，包被劑均為大分子有機化合物，有陰離子型、兩性離子型和陽離子型三類。陰離子型：丙烯腈丙烯酰胺鉀鹽、磺化聚丙烯酰胺、甲叉基聚丙烯酰銨等。兩性離子型：復(fù)合離子聚丙烯酸鹽、乙烯基單體多元共聚物等。陽離子型：共聚陽離子型聚丙烯酰胺、大陽離子等。

一、鉆井液的組成與體系分類潤滑劑(Lubricants)

用來降低鉆井液的摩阻系數(shù)，以便降低扭矩和阻力；如各種油、合成基液體、石墨、表面活性劑、乙二醇、甘油以及其他化學(xué)產(chǎn)品。

一、鉆井液的組成與體系分類殺菌劑(Bactericides)：用來防止淀粉、生物聚合物等有機添加劑細(xì)菌降解。常用的產(chǎn)品一、鉆井液的組成與體系分類防腐劑(CorrosionInhibitors)

在控制鉆井液pH值的條件下，用來控制腐蝕、中和鉆井液中有害酸氣和防止結(jié)垢，常用產(chǎn)品有：碳酸鋅(堿式)、緩蝕阻垢劑、有機胺類緩蝕劑、咪唑啉類緩蝕劑、CO2緩蝕劑、抗氧緩蝕劑等。一、鉆井液的組成與體系分類解卡劑(Pipe-FreeingAgents)

注入至預(yù)測的卡點，以降低摩阻并提高潤滑性，因而達到解除壓差卡鉆的目的，常用產(chǎn)品有：粉狀解卡劑（SR-301）、PIPELAX、IDFREE等。消泡劑(Defoamers)：

用來減少鉆井液發(fā)泡作用，特別是在鹽水和飽和鹽水鉆井液中。常用產(chǎn)品有：甘油聚醚、有機硅消泡劑、泡敵等。一、鉆井液的組成與體系分類除鈣劑(CalciumReducers)

用來降低海水中的鈣離子濃度、處理水泥污染和地層中的硬石膏、石膏污染，常用的產(chǎn)品有純堿、碳酸氫鈉、燒堿和某些多磷酸鹽等。

乳化劑(Emulsifiers)：

用來使兩種互不相溶的液體成為非均勻混合物(乳狀液)，有陰離子型、非離子型或陽離子型三類。用于水基鉆井液的產(chǎn)品：烷基苯磺酸鈉、烷基磺酸鈉、斯盤-80等水溶性表面活性劑。用于油基鉆井液的產(chǎn)品：十二烷基苯磺酸三乙醇胺、OFA、OP-10等。一、鉆井液的組成與體系分類表面活性劑(SurfaceActiveAgents)

降低接觸面(水-油、水-固體、水-空氣等)之間的界面張力，可作為乳化劑、破乳劑、潤濕劑、絮凝劑或解絮凝劑等使用。發(fā)泡劑(FoamingAgents)表面活性劑在有水時發(fā)泡，如十二烷基苯磺酸鈉。發(fā)泡劑可使空氣或天然氣用于鉆水層。一、鉆井液的組成與體系分類國內(nèi)外鉆井液處理劑分類對比目錄一、鉆井液的組成與體系分類二、鉆井液功能與設(shè)計要求三、鉆井液現(xiàn)場配制與監(jiān)測四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法五、地層對鉆井液的影響及對策六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策七、現(xiàn)場鉆井液評價八、國內(nèi)外鉆井液概況二、鉆井液功能與設(shè)計要求1、鉆井液的主要功能

清潔井底并攜帶鉆屑至地面

懸浮鉆屑和加重材料

控制和平衡地層壓力

形成濾餅，保護井壁

冷卻和潤滑鉆頭和鉆柱

加快機械鉆速

控制鉆具和套管的腐蝕速率

支撐鉆柱和套管的部分重量

提供所鉆地層的有關(guān)資斜二、鉆井液功能與設(shè)計要求2、鉆井液的性能要求合理的鉆井液密度。合適的鉆井液流變性，能懸浮并及時攜帶出坍塌物和鉆屑。具有較低的濾失量和較好的濾餅質(zhì)量。具有良好的封堵能力。具有良好的潤滑性能。具有較強抑制性。具有良好的抗污染能力。有利于保護儲層，且能適應(yīng)地層的變化和影響，保持性能穩(wěn)定。二、鉆井液功能與設(shè)計要求3、鉆井液的各項性能的作用A、合理的鉆井液密度。主要作用是提供合適液柱壓力以平衡地層壓力，給井壁提供支撐力，從而抑制縮徑、坍塌等井下復(fù)雜。鉆井液密度過大降低鉆井速度，鉆井液性能難以調(diào)整，并且對油層損害特別嚴(yán)重等問題。鉆井液密度值超過地層原始壓力系數(shù)對地層產(chǎn)生正壓差，而正壓差是造成油層損害的最主要因素之一。在一定的正壓差下，鉆井液中的濾液和固相就會滲入油層內(nèi)，造成固相堵塞和粘土水化等問題。井底壓差越大，對油層污染越深，對油層滲透率的影響也越嚴(yán)重。二、鉆井液功能與設(shè)計要求B、合適的鉆井液流變性，能懸浮并及時攜帶出坍塌物和鉆屑。主要作用是在鉆井液循環(huán)流動時盡可能大地提供有效水功率；清洗井筒和鉆頭；提供鉆井液攜帶和懸浮固相的能力。二、鉆井液功能與設(shè)計要求鉆井液粘度過小，難以懸浮并及時攜帶出坍塌物和鉆屑。鉆井液粘度過大，流動性差，影響鉆井效率和攜帶坍塌物及鉆屑的能力。主要技術(shù)指標(biāo)包括粘度（FV、AV、PV）、切力（YP、Gel10″、Gel10′）、固含、MBT等。二、鉆井液功能與設(shè)計要求C、具有較低的濾失量和較好的濾餅質(zhì)量。主要作用是通過評價鉆井液濾液進入地層的速率及鉆井液對地層可能造成的影響；并通過濾液分析獲取地層資料及地層對鉆井液可能造成的影響。D、具有良好的封堵能力。主要作用是依靠濾餅及鉆井液中的封堵材料對地層孔隙、裂縫進行封堵，從而減少井下復(fù)雜情況（目前沒有統(tǒng)一的測試方法）。二、鉆井液功能與設(shè)計要求E、具有良好的潤滑性能。主要作用是減小鉆具、套管、電測儀器等在井筒內(nèi)的運動阻力。F、具有較強抑制性。主要作用是通過對濾液化學(xué)性質(zhì)控制達到抑制地層中粘土礦物的水化膨脹、分散，并抑制進入鉆井液的地層粘土礦物水化膨脹、分散。二、鉆井液功能與設(shè)計要求G、具有良好的抗污染能力。鉆井液抗污染能力主要作用是反映地層物質(zhì)進入鉆井液中鉆井液性能變化的程度。在保持鉆井液性能穩(wěn)定的情況下，鉆井液容納的地層物質(zhì)越多，表明鉆井液抗污染能力越強。一般對鉆井液性能影響較大的地層物質(zhì)為鉆屑、鹽、鈣、鎂離子、地層油、氣、水等。二、鉆井液功能與設(shè)計要求總之，要根據(jù)地層情況,優(yōu)選鉆井液體系及材料實現(xiàn)鉆井液有利于保護儲層，且能適應(yīng)地層的變化和影響，保持性能穩(wěn)定的目的。二、鉆井液功能與設(shè)計要求4、鉆井液設(shè)計要求A、鉆井液體系與井型配伍探井應(yīng)滿足地質(zhì)發(fā)現(xiàn)的要求，選用利于發(fā)現(xiàn)和保護儲層、利于測井解釋和井下安全的鉆井液。生產(chǎn)井應(yīng)選取最優(yōu)化的鉆井液體系，既利于提高鉆速和井下安全又利于保護儲層的鉆井液。調(diào)整井選用能對付多壓力層系且有利于儲層保護的鉆井液體系。定向井選用潤滑、防塌、保護儲層且攜帶和懸浮能力強的鉆井液體系。二、鉆井液功能與設(shè)計要求B、鉆井液體系與地層配伍易塌層：選用防塌鉆井液。石膏層：選用抗鈣鉆井液或鈣處理鉆井液。鹽巖層：選用抗鹽污染鉆井液或鹽水鉆井液。高溫地層：選用抗高溫鉆井液，并嚴(yán)格控制粘土含量。二、鉆井液功能與設(shè)計要求

C、鉆井液體系與儲層配伍選用對儲層具有保護作用的鉆井液體系及處理劑。嚴(yán)格控制鉆井液中固相含量特別是粘土含量。鉆井液適應(yīng)地層變化和影響，性能穩(wěn)定。二、鉆井液功能與設(shè)計要求二、鉆井液功能與設(shè)計要求在鉆開油層時，鉆井液中的固相顆粒必然對油層造成固相粒子堵塞，鉆井液中固相含量愈高，對油層的損害越大，特別是細(xì)顆粒和超細(xì)顆粒侵入深度更深，損害程度更大。二、鉆井液功能與設(shè)計要求油層保護工作主要措施：

（1）優(yōu)選有利于油層保護的鉆井液體系。

（2）加強泥漿固相控制設(shè)備配套與使用，控制鉆井液的密度和固相含量。

（3）使用屏蔽暫堵油層保護技術(shù)和暫堵型完井液。

（4）提高鉆井速度，減少油層浸泡時間。

（5）嚴(yán)格控制起下鉆速度，因為快速起鉆時會產(chǎn)生抽吸，使井筒局部壓力下降，破壞油層表面形成的橋堵，容易引起井涌或井噴；快速下鉆時會產(chǎn)生錘擊效應(yīng)，井筒局部壓力增大，促使泥漿侵入油層或壓漏油層。二、鉆井液功能與設(shè)計要求D、鉆井液體系與環(huán)境配伍應(yīng)盡量不用或少用嚴(yán)重污染地表水或地下水的鉆井液及處理劑。要注意所用鉆井液和處理劑的毒性，減小鉆井液對環(huán)境造成的危害，尤其在環(huán)境敏感的地區(qū)進行工程作業(yè)時。目錄一、鉆井液的組成與體系分類二、鉆井液功能與設(shè)計要求三、鉆井液現(xiàn)場配制與監(jiān)測四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法五、地層對鉆井液的影響及對策六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策七、現(xiàn)場鉆井液評價八、國內(nèi)外鉆井液概況三、鉆井液現(xiàn)場配制與監(jiān)測1、設(shè)備要求

循環(huán)系統(tǒng)：循環(huán)罐(攪拌器、液面顯示器)、儲備罐、混合漏斗、膠液罐、堿液罐、(自動加重系統(tǒng))

固控設(shè)備:振動篩、除砂器、(除泥器)、清潔器、離心機、(除氣器)

三、鉆井液現(xiàn)場配制與監(jiān)測2、固控設(shè)備管理與使用必須配備維護鉆井液固控設(shè)備的人員；及時清潔和保養(yǎng)鉆井液固控設(shè)備；定期檢修鉆井液固控設(shè)備，確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn)；及時更換不能正常工作的鉆井液固控設(shè)備或配件。鉆井期間，除必須的檢修、保養(yǎng)外，所有裝在鉆井液罐上的攪拌機必須連續(xù)運轉(zhuǎn)；三、鉆井液現(xiàn)場配制與監(jiān)測鉆進過程中，振動篩必須連續(xù)運轉(zhuǎn)；鉆進過程中，除在合同或設(shè)計上另有規(guī)定，必須保證除砂器和除泥器（或清潔器）正常運轉(zhuǎn)；高密度鉆井液應(yīng)根據(jù)合同和設(shè)計要求使用除砂器和除泥器（或清潔器）；離心機應(yīng)根據(jù)實際情況使用；振動篩篩布目數(shù)應(yīng)根據(jù)地層的可鉆性、井深、鉆井液體系和排量的變化進行選擇并及時更換。三、鉆井液現(xiàn)場配制與監(jiān)測3、鉆井液現(xiàn)場配制檢查井場鉆井液材料質(zhì)量檢驗單等有關(guān)資料，保證鉆井液材料的質(zhì)量。配制鉆井液前必須清洗鉆井液罐。若需要，必須處理配漿用水。應(yīng)按鉆井液設(shè)計要求配制鉆井液，并確保其性能達到設(shè)計要求。應(yīng)充分水化配制鉆井液用膨潤土。配制鉆井液用處理劑應(yīng)配成膠液緩慢加入，避免直接加入固體或粉末狀處理剖。應(yīng)控制好鉆井液處理劑的加入比例、順序和方法。三、鉆井液現(xiàn)場配制與監(jiān)測4、鉆井液現(xiàn)場維護充分發(fā)揮固控設(shè)備清除鉆屑的效率。需補充處理劑，應(yīng)緩慢、均勻加入鉆井液處理劑膠液，盡量避免直接加入處理劑固體或干粉。需補充膨潤土，應(yīng)加入已充分水化的膨潤土漿。鉆井液以一定時間或一定井段處理，盡量避免大型處理。含硫化氫地層適當(dāng)提高鉆井液的pH值，提前除硫劑。需進行較大處理，應(yīng)先進行小型試驗，確定最佳處理措施。三、鉆井液現(xiàn)場配制與監(jiān)測下套管和電測前，盡量避免大型處理。要充分循環(huán)調(diào)整鉆井液性能，做到較低的濾失量和較好的濾餅質(zhì)量，較強的懸浮能力和良好的封堵能力，較強的抑制性和較高潤滑性能，必要時混入原油或塑料球，降低濾餅?zāi)ψ柘禂?shù)，并保持鉆井液性能穩(wěn)定。要徹底清除積砂，并不再產(chǎn)生新的沉砂。要用合適的鉆井液密度鞏固井壁，保證井下不漏不噴。三、鉆井液現(xiàn)場配制與監(jiān)測5、鉆井液的監(jiān)測正常鉆進過程中鉆井液性能監(jiān)測每1h左右測一次密度、漏斗粘度和循環(huán)罐中鉆井液體積，每8~12h測全套性能，及時調(diào)整好鉆井液性能，保證鉆井液性能在設(shè)計規(guī)定的范圍內(nèi)。定期檢查儲備罐高密度鉆井液性能及體積，并調(diào)整好高密度鉆井液性能，補足儲備量。含硫化氫地層必須安裝檢測設(shè)備及報警裝置，加強坐崗觀察，加密測量鉆井液pH。異常情況應(yīng)加密測量鉆井液性能和循環(huán)罐中鉆井液體積。三、鉆井液現(xiàn)場配制與監(jiān)測異常情況下的鉆井液監(jiān)測出現(xiàn)下列情況之一時，應(yīng)加密測量鉆井液性能和循環(huán)罐中鉆井液體積，檢查各管線及出口、閘門是否有漏失情況，并分析地層情況，判斷是否發(fā)生井漏。鉆進過程中或下鉆過程中鉆井液返出量過少或失返；鉆進過程中循環(huán)罐鉆井液體積損耗過快。三、鉆井液現(xiàn)場配制與監(jiān)測出現(xiàn)下列情況之一時，應(yīng)加密測量鉆井液性能和循環(huán)罐中鉆井液體積，并分析地層情況，判斷是否發(fā)生溢流。鉆進過程中，循環(huán)罐中鉆井液體積增加；停泵后，井口仍有鉆井液流出；起鉆過程中灌入井筒中的鉆井液體積小于起出的鉆具體積或循環(huán)罐中鉆井液體積增加；停止起鉆或起完鉆后，鉆井液出口仍有鉆井液流出；下鉆過程中返出的鉆井液體積大于下入的鉆具體積；停止下鉆，井口仍有鉆井液外溢。三、鉆井液現(xiàn)場配制與監(jiān)測出現(xiàn)下列情況之一時，應(yīng)加密測量鉆井液性能和循環(huán)罐中鉆井液體積，并分析地層情況，判斷是否鉆開油氣層或高壓水層。鉆井液出現(xiàn)油氣顯示；鉆屑中發(fā)現(xiàn)油砂或水砂，氣測值增大；鉆井液密度下降，性能發(fā)生變化，氯離子含量增加；鉆井液體積增加。目錄一、鉆井液的組成與體系分類二、鉆井液功能與設(shè)計要求三、鉆井液現(xiàn)場配制與監(jiān)測四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法五、地層對鉆井液的影響及對策六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策七、現(xiàn)場鉆井液評價八、國內(nèi)外鉆井液概況四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法1、鉆井液性能測試儀器鉆井液性能測試儀器配備按鉆井液設(shè)計要求配備鉆井液測試儀器，水基鉆井液測試儀器配備一般要求見表?，F(xiàn)場鉆井液測試儀器管理1）定期核查化驗房中鉆井液測試儀器、配件的數(shù)量及質(zhì)量；2）定期校驗、檢定鉆井液測試儀器；3）及時補充或更換未配齊的或檢定不合格的鉆井液測試儀器及配件。四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法2、鉆井液性能測試試劑鉆井液測試試劑應(yīng)按鉆井液設(shè)計要求配備鉆井液測試試劑及溶液，一般要求見表?，F(xiàn)場鉆井液測試試劑管理：1）定期核查化驗房中鉆井液測試試劑的數(shù)量及質(zhì)量；2）定期標(biāo)定鉆井液測試試劑及溶液；3）及時補充或更換未配齊的或標(biāo)定不合格的鉆井液測試試劑及溶液。4）有毒試劑必須按規(guī)定保管和使用。5）廢液必須按規(guī)定進行處理。四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法3、鉆井液性能測試方法鉆井液性能測試要求應(yīng)按設(shè)計要求測試鉆井液各項性能，水基鉆井液一般性能測試見表；根據(jù)現(xiàn)場需要，可以將鉆井液送到有關(guān)單位進行性能測試；根據(jù)現(xiàn)場需要，可以增加其他鉆井液性能鉆井液性能測試方法現(xiàn)場常規(guī)水基鉆井液性能測試按GB/T16783—1997《水基鉆井液現(xiàn)場測試程序》執(zhí)行；油基鉆井液性能測試按GB/T16782—1997《油基鉆井液現(xiàn)場測試程序》執(zhí)行；鉆井液特殊性能的測試應(yīng)按照規(guī)定的測試方法和步驟及所用儀器使用說明進行。四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法4、鉆井液現(xiàn)場調(diào)整前準(zhǔn)備調(diào)整鉆井液性能前，必須進行小型試驗。如果鉆井液性能的調(diào)整需要超出鉆井液設(shè)計性能范圍，應(yīng)及時向上級部門提出調(diào)整鉆井液性能的申請。四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法地層資料研究與分析地層巖性與結(jié)構(gòu)，礦物組分剖面；全井段地層孔隙壓力和破裂壓力剖面；地溫梯度，地層水分析數(shù)據(jù)，油氣層特性與動、靜流動試驗數(shù)據(jù)等；區(qū)塊地層理化特性分析數(shù)據(jù)；地層分層、井段及井下復(fù)雜情況提示；調(diào)整井區(qū)塊動態(tài)壓力剖面、壓力數(shù)據(jù)及停注排液情況等。四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法鄰井技術(shù)資料分析鄰井井下復(fù)雜情況和鉆井液技術(shù)資料；鄰井工程復(fù)雜處理情況；鄰井復(fù)雜井段的層位、巖性等。本井技術(shù)資料及情況研究與分析發(fā)生的異常情況或復(fù)雜情況及其地層的層位、巖性、井段等；異常情況或復(fù)雜情況的原因。四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法5、鉆井液各項性能調(diào)整方法

A、鉆井液密度

提高鉆井液密度的方法是在鉆井液中加入加重劑或在低密度鉆井液中加入高密度鉆井液。

常用降低水基鉆井液密度的方法

1）將新的低密度鉆井液（或膠液等）加入高密度鉆井液中；

2）用離心機將鉆井液中的高密度物質(zhì)除去。根據(jù)鉆井液密度選擇加重劑種類

四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法B、鉆井液流變性能鉆井液中加入增粘劑或造漿類材料可以提高鉆井液粘度和切力。常用降低水基鉆井液粘度和切力的方法

1）加入膠液、新配鉆井液等；

2）加入降粘劑。

3）根據(jù)地層和鉆井液體系選擇降粘劑四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法

C、鉆井液的濾失量降低鉆井液濾失量的方法：加入降濾失劑。根據(jù)地層和鉆井液體系選擇降濾失劑

D、鉆井液的封堵性能提高鉆井液封堵性能方法：改善濾餅質(zhì)量，加入封堵材料。應(yīng)根據(jù)地層、地溫和鉆井液體系選擇封堵材料四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法E、鉆井液潤滑性能提高鉆井液潤滑性能方法：加入潤滑劑。根據(jù)地層和鉆井液體系選擇潤滑劑。F、鉆井液抑制性能提高鉆井液抑制性能方法：加入抑制劑或絮凝包被劑。根據(jù)地層和鉆井液體系選擇抑制劑或絮凝包被劑四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法

G、鉆井液的抗污染能力通過減少鉆井液中的膨潤土含量或加入降粘劑、抑制劑等措施可以提高鉆井液抗粘土類鉆屑污染的能力。加入抗鹽、抗鈣、抗鎂材料可以提高鉆井液抗鹽、鈣、鎂能力。根據(jù)地層和鉆井液體系選擇提高鉆井液抗污染的各種鉆井液材料

目錄一、鉆井液的組成與體系分類二、鉆井液功能與設(shè)計要求三、鉆井液現(xiàn)場配制與監(jiān)測四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法五、地層對鉆井液的影響及對策六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策七、現(xiàn)場鉆井液評價八、國內(nèi)外鉆井液概況五、地層對鉆井液的影響及對策1、地層物質(zhì)對鉆井液的污染及對策1)

鉆井液的污染物-鉆屑：泥頁巖、砂巖、石膏-鹽：地層鹽水、鹽巖、鹽膏層-鈣、鎂：石膏、氯化鈣型鹽水、可溶性鈣鹽、水泥-碳酸鹽：可溶性碳酸鹽、二氧化碳、有機處理劑降解-天然氣：-硫化氫：地層、某些含硫處理劑降解#-細(xì)菌：喜氧菌、厭氧菌五、地層對鉆井液的影響及對策2)鉆屑污染鉆屑顆粒分類

粗：大于2,000

m的顆粒中粗：250m

～2,000m的顆粒中：74m

～250m的顆粒細(xì)：44m

～74m的顆粒超細(xì)：2m

～44m的顆粒膠體：小于2m的顆粒五、地層對鉆井液的影響及對策用固控設(shè)備處理五、地層對鉆井液的影響及對策篩網(wǎng)篩目五、地層對鉆井液的影響及對策2、膠結(jié)性差的砂、礫、黃土層的影響及對策

1）地層情況分析：膠結(jié)差，未成巖；

2）潛在井下復(fù)雜：井壁垮塌、漏失；

3）危害：降低機械鉆速、易損失鉆井液、鉆井液性能變差等

4）鉆井液對策：增加鉆井液粘度和切力，提高鉆井液攜帶和懸浮巖屑能力（一般采用高粘度、高切力、高膨潤土含量鉆井液）。五、地層對鉆井液的影響及對策3、層理裂隙不發(fā)育的疏松砂巖與泥巖互層1）地層情況：層理裂隙不發(fā)育的疏松砂巖與泥巖互層2)巖性描述:a.易膨脹、高滲透率;b.弱膨脹、高滲透率3）潛在井下復(fù)雜：造漿增稠膨脹縮徑井壁垮塌虛厚濾餅等五、地層對鉆井液的影響及對策4）危害：鉆頭和井下鉆具組合的泥包、降低機械鉆速、鉆井液性能變差、壓差卡鉆等5）鉆井液對策：（1）提高鉆井液的抑制能力和絮凝包被能力；（2）降低鉆井液濾失量，改善濾餅質(zhì)量；（3）降低鉆井液粘度和切力；（4）提高鉆井液的封堵能力；（5）提高鉆井液潤滑性能；（6）提高鉆井液抗鉆屑污染能力等。五、地層對鉆井液的影響及對策4、層理裂隙發(fā)育的泥頁巖1）地層情況：以伊利石為主的層理裂隙發(fā)育的泥頁巖2）結(jié)構(gòu)特征：層理發(fā)育、異常地應(yīng)力3）潛在井下復(fù)雜：鉆屑易水化膨脹、分散、剝蝕掉塊

4）危害：井壁不穩(wěn)定：縮徑、井壁坍塌、鉆頭和井下鉆具組合的泥包、降低機械鉆速、損害油氣層、影響固控設(shè)備效率，易損失鉆井液、在高溫、高密度情況下鉆井液性能變差、鉆井液材料消耗和費用增加五、地層對鉆井液的影響及對策5）鉆井液對策：（1）適當(dāng)提高鉆井液密度（2）提高鉆井液封堵能力（3）降低鉆井液濾失量，改善濾餅質(zhì)量（4）適當(dāng)提高鉆井液的粘度和切力，提高鉆井液的攜帶和懸浮巖屑能力（5）提高鉆井液的潤滑性能

五、地層對鉆井液的影響及對策4、鹽巖層1）地層情況：以鹽巖層為主：2）結(jié)構(gòu)特征：易塑性流動，易水溶等。3）潛在井下復(fù)雜：井眼不穩(wěn)定、井壁坍塌、井徑擴大縮徑卡鉆4）危害：鹽溶造成的井徑擴大，井眼質(zhì)量差；塑性流動造成的縮徑，導(dǎo)致起下鉆遇阻卡；鹽侵造成鉆井液性能破壞；鹽重結(jié)晶造成的起下鉆遇阻卡等。五、地層對鉆井液的影響及對策3）鉆井液對策：適當(dāng)提高鉆井液密度；提高鉆井液抗鹽膏污染能力；提高鉆井液攜帶和懸浮巖屑的能力；提高鉆井液潤滑性能；加入鹽抑制劑等。五、地層對鉆井液的影響及對策5、鹽、膏、泥復(fù)合地層1）地層情況：鹽、膏、泥相間2）結(jié)構(gòu)特征：互層多且薄，巖性變化大；泥巖層理、裂隙發(fā)育，軟泥巖含水高；泥頁巖孔隙壓力異常，處于強地應(yīng)力作用下。

3）潛在井下復(fù)雜：縮徑：鹽或含鹽膏軟泥巖塑性變形或石膏吸水膨脹造成縮徑；井壁垮塌：鹽溶解和軟泥巖水化造成井壁垮塌；鹽、鈣侵造成鉆井液性能破壞等。五、地層對鉆井液的影響及對策4）危害：井徑擴大，井眼質(zhì)量差；塑性流動和軟泥巖變形造成的縮徑，導(dǎo)致起下鉆遇阻卡；鹽侵造成鉆井液性能破壞等。5）鉆井液對策：適當(dāng)提高鉆井液密度；提高鉆井液抑制性；提高鉆井液抗鹽膏污染能力；提高鉆井液攜帶和懸浮巖屑的能力；降低鉆井液濾失量，改善濾餅質(zhì)量；提高鉆井液封堵能力和潤滑性能等。五、地層對鉆井液的影響及對策6、煤層1）地層情況：以煤石為主2）結(jié)構(gòu)特征：硬脆性、易破碎，硬度高，不易膨脹和分散。3）潛在井下復(fù)雜：垮塌、井漏、阻卡、卡鉆等。4）危害：塌塊大，難以被鉆井液攜帶出塌塊落入井底造成卡鉆井眼質(zhì)量差，井徑擴大起下鉆遇阻卡五、地層對鉆井液的影響及對策5）鉆井液對策：適當(dāng)提高鉆井液密度；提高鉆井液粘度和切力，提高鉆井液攜帶和懸浮巖屑的能力；提高鉆井液的封堵能力；降低鉆井液濾失量，改善濾餅質(zhì)量；提高鉆井液潤滑性等。五、地層對鉆井液的影響及對策7、高地應(yīng)力作用下的硬脆性地層1）地層情況：以硬脆性白云巖或灰?guī)r為主2）結(jié)構(gòu)特征：高地應(yīng)力作用，硬度高，不易膨脹和分散。3）潛在井下復(fù)雜：剝蝕掉塊、井壁垮塌。4）危害：塌塊大，難以被鉆井液攜帶出塌塊落入井底造成卡鉆井眼質(zhì)量差，井徑擴大起下鉆遇阻卡

五、地層對鉆井液的影響及對策5）鉆井液對策：適當(dāng)提高鉆井液密度；提高鉆井液粘度、切力，提高鉆井液攜帶和懸浮巖屑的能力；提高鉆井液的封堵能力；降低鉆井液濾失量，改善濾餅質(zhì)量；提高鉆井液潤滑性等。五、地層對鉆井液的影響及對策8、高壓鹽水層1）地層情況：異常孔隙壓力、高礦化度的地層流體。2）潛在井下復(fù)雜：溢流，井壁垮塌。3）危害：破壞鉆井液性能、井壁垮塌、溢流等。4）鉆井液對策：適當(dāng)提高鉆井液密度；提高鉆井液抗鹽、鈣、鎂污染能力；降低鉆井液濾失量，改善濾餅質(zhì)量；提高鉆井液潤滑性等。

五、地層對鉆井液的影響及對策鉆遇各種地層流體時鉆井液性能變化情況目錄一、鉆井液的組成與體系分類二、鉆井液功能與設(shè)計要求三、鉆井液現(xiàn)場配制與監(jiān)測四、鉆井液性能測量與調(diào)整方法五、地層對鉆井液的影響及對策六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策七、現(xiàn)場鉆井液評價八、國內(nèi)外鉆井液概況六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策1、井漏1）分析漏失通道形成的原因：地層固有的孔喉、裂縫、溶洞及工程誘發(fā)的裂縫等2）井漏分類3）確定漏層位置；4）井漏的處理：鉆井液對策及堵漏方法井漏分類井漏時鉆井液對策及堵漏方法

六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策

小漏的鉆井液對策1、可繼續(xù)鉆進，穿過漏層，利用鉆屑堵漏。如果還繼續(xù)漏失，可提起鉆頭至安全位置，靜止堵漏。2、調(diào)整鉆井液性能，降低密度，提高粘度和切力，以減少或停止漏失。3、在鉆井液中加入小顆粒及纖維質(zhì)物質(zhì)如云母片、石棉灰、石灰粉、暫堵劑等堵漏材料，在漏失的過程中進行堵漏。六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策大漏的鉆井液對策1、靜止堵漏有些漏失是由于壓差較大所造成。鉆井液漏入微細(xì)裂縫和孔隙之后，由于地層中粘土吸水膨脹和鉆井液中固體顆粒的沉淀及漏失鉆井液靜切力的增加也會堵住漏層。2、微細(xì)顆粒和纖維物質(zhì)堵漏用微細(xì)物質(zhì)如云母片、石棉粉、超細(xì)碳酸鈣、氧化瀝青粉等進行堵漏，在裂縫中及井壁表面上形成致密的骨架結(jié)構(gòu)，阻止鉆井液漏失。3、單向壓力封閉劑堵漏在鉆井液中加入單向壓力封閉劑劑(加量不低于3％)，在正壓差的作用下，能有效地封堵砂巖、礫石層、破碎煤層及其他地層的微細(xì)裂縫和孔隙。不在漏層位置堵漏，是不會見到效果的。

六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策2、溢流發(fā)生溢流，表明井眼內(nèi)油、氣、水已侵入鉆井液。油、水上竄或氣體上竄膨脹，環(huán)空液柱壓力不能平衡地層孔隙壓力。1）了解清楚發(fā)生溢流時的施工情況：鉆進過程中；起鉆過程中；下鉆過程中；下鉆后循環(huán)過程中2）分析發(fā)生溢流的原因及溢流的流體3）根據(jù)溢流的原因確定鉆井液對策六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策溢流原因及鉆井液對策六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策3、縮徑

原因分析(1)地層向井眼方向膨脹或滑動。泥巖層、鹽巖層等層段可能出現(xiàn)這種縮徑現(xiàn)象。(2)地層滲透性層段長，泥餅厚且松，產(chǎn)生假縮徑。地面顯示(1)鉆具上提下放遇阻，深度基本不變。(2)鉆具上提下放遇阻時，泵壓升高，離開遇阻部位，泵壓正常。(3)鉆具上提下放遇阻時，轉(zhuǎn)盤扭矩增大，離開阻卡部位正常。(4)縮徑層段以下的鉆桿，起出后接頭上側(cè)往往有泥包環(huán)。六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策鉆井液對策(1)如果是假縮徑，應(yīng)加強鉆井液的維護與處理，降低含砂量、固相含量、濾失量，提高泥餅質(zhì)量，同時加大排量洗井。(2)如果地層膨脹或滑動，應(yīng)提高鉆井液密度，提高鉆井液對泥巖粘土水化膨脹的抑制性能，制止縮徑。六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策4、井壁不穩(wěn)定鉆井液與地層的相互作用影響井眼穩(wěn)定。其中水基鉆井液與泥頁巖的相互作用最大。不穩(wěn)定的泥頁巖具有水化膨脹、分散的特性，降低了巖石強度，引起泥頁巖剝落和坍塌。一些地區(qū)頁巖本身不易水化，但濾液進入解理面中仍降低頁巖膠結(jié)強度，導(dǎo)致沿層理剝落。六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策1)井壁不穩(wěn)定性主要表現(xiàn)

-井眼不規(guī)剛、起下鉆阻卡乃至卡鉆、鉆頭泥包、蹩跳

-振動篩上返出的的鉆屑量、形狀和大小

-扭矩和阻力、抽吸壓力和激動壓力變化

-測井儀器下不到井底、甚至被卡

-影響下套管和固井質(zhì)量六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策2)井壁不穩(wěn)定性主要原因(1)地層因素

-地層巖性：易水化泥巖，層理裂縫發(fā)育的硬脆性頁巖和砂巖，疏松砂巖，破碎碳酸鹽巖，煤層，鹽巖層，鹽、膏、泥復(fù)合地層

-地層應(yīng)力：上覆應(yīng)力、最大和最小水平應(yīng)力，孔隙壓力，破裂壓力，坍塌壓力

-地層傾角：

-油氣水層：油層、氣層、(高壓)鹽水層(水層)六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策(2)機械因素

-機械鉆速：裸眼井段鉆進時間

-排量：井壁沖蝕

-泵壓：井漏

-鉆柱振動和碰撞：

-不合適的鉆井參數(shù)和作業(yè)：

-固控：低密度固相含量六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策(3)理化因素

-密度：偏低，不能支撐地層壓力

-流變性：懸浮和攜帶能力-井眼清潔

-濾失性：初濾失、濾失速率、濾液性能、濾餅質(zhì)量

-抑制性：粘土礦物的水化膨脹和分散

-潤滑性：摩阻過大六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策3)鉆井液對策鉆井液的防塌措施是將這種相互作用減至最小。方法是進行降低濾失量、進行封堵和對濾液化學(xué)性質(zhì)控制。泥餅具有防止或減輕鉆井液流動時對井壁的沖蝕和防止濾液進一步向地層滲透的作用，應(yīng)控制好泥餅質(zhì)量。六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策實例、××井奧陶、寒武系井下復(fù)雜情況和事故(1)

井塌：81/2in井段開鉆后，用1.12g/cm3的鉆井液鉆至5,688m，5,340m～5,355m井段井徑為11in(29.4%);5,465m～5,495m井段井徑為10in(17.6%)；5,590m～5,715m井段井徑為10in～11in(17.6%～29.4%)；從5,558m開始，每天鉆進均有間斷性蹩鉆現(xiàn)象，接單根、短起下鉆及起下鉆經(jīng)常出現(xiàn)阻卡、下放不到底，嚴(yán)重時需要倒劃眼才能起鉆；5,843m～5,860m、5,885m～5,905m、5,955m～5,985m井段垮塌嚴(yán)重，平均井徑為11in～12in(29.4%～41.2%)，個別井段井經(jīng)擴大到13in～14in(52.9%～64.7%)；5,800m～6,097m井段為橢圓形井眼，短軸方向井徑較為規(guī)則(基本上9in左右)，長軸方向井徑更大。六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策6,097m以后，垮塌情況發(fā)生了變化，即不論長軸方向還是短軸方向均出現(xiàn)了嚴(yán)重的垮塌；6,110m以后垮塌情況更為嚴(yán)重，井徑一般在12in～14in(41.2%～64.7%)，井徑擴大嚴(yán)重的達20in～23in(135.3%～170.6%)，鉆至6,230m后，井下情況變得更為復(fù)雜，將鉆井液密度提至1.20～1.22g/cm3，但效果不大。(2)井斜：121/4in井段5,316m處井斜達7

，81/2in井段采用鐘擺鉆具組合，用7t～8t鉆壓糾斜鉆進，至5,650m井斜由7

降至1.4

；鉆至6,392.80m，電測發(fā)現(xiàn)從5,965m開始井斜增加，到6,332.80m已達到30.8

，平均增斜率為7.86

/100m六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策(3)

斷鉆具：鉆至6,392.80m時泵壓異常，長時間無進尺，起鉆后發(fā)現(xiàn)1#扶正器公扣根部斷，落魚長18.97m。先后用31/2in公錐、77/8in卡瓦撈筒、81/8in卡瓦撈筒反復(fù)打撈，基本上碰不到魚頂，每次均能通過魚頂3～4m；下6in鉆頭探落魚，下鉆至魚頂位置后繼續(xù)下探，一直下至原井深6,392.80m均無遇阻現(xiàn)象，試鉆1.8m后起鉆時，原81/2in鉆頭位置有掛卡現(xiàn)象六、鉆井液對井眼穩(wěn)定的影響與對策(4)

側(cè)鉆：由于井壁嚴(yán)重垮塌、井斜過大等原因，已無法進