鉆井液基礎(chǔ)知識

關(guān)于鉆井液基礎(chǔ)知識匯報提綱鉆井液知識概論第一部分復(fù)雜情況鉆井液工藝第三部分保護油氣層鉆井液技術(shù)第四部分鉆井液性能及調(diào)整第二部分鉆井液發(fā)展趨勢第五部分第2頁,共85頁，星期六，2024年，5月第一部分、鉆井液知識概論

1、定義:鉆井液（drillingfluid)：油氣鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環(huán)流體。鉆井液也叫泥漿(Mud)。2、組成分散介質(zhì)（比如：水、油）分散相（比如：膨潤土）

鉆井液處理劑

鉆井液第3頁,共85頁，星期六，2024年，5月3、鉆井液的主要作用鉆井液在鉆井中作用如下：（1）平衡地層壓力（2）懸浮、攜帶巖屑（3）穩(wěn)定井壁（4）冷卻和潤滑鉆頭、鉆具（5）清潔井底，利用水力功率幫助破巖（6）防止各種污染（7）錄取巖性，油氣水顯示等地層資料第一部分、鉆井液知識概論攜帶、懸浮巖屑控制壓力形成泥餅破巖、清巖保護油氣層傳遞水功率第4頁,共85頁，星期六，2024年，5月4、鉆井液循環(huán)線路第一部分、鉆井液知識概論第5頁,共85頁，星期六，2024年，5月5、鉆井液的組成（2）油基鉆井液：油+水（分散相）+乳化劑+親油固體+加重劑等（1）水基鉆井液：水+膨潤土+各種處理劑+加重劑等第一部分、鉆井液知識概論第6頁,共85頁，星期六，2024年，5月6、鉆井液的類型（1）根據(jù)連續(xù)相流體介質(zhì)的不同可分為以下類型鉆井液體系液體類氣體類氣液類空氣天然氣其它氣體油基鉆井液水基鉆井液充氣鉆井液(以液為主)泡沫鉆井液(以氣為主)普通油基油包水乳狀液粗分散體系細分散體系不分散體系合成基鉆井液第一部分、鉆井液知識概論第7頁,共85頁，星期六，2024年，5月(1)鉆井液(2)防塌鉆井液(3)防卡鉆井液(4)堵漏(鉆井)液(5)完井鉆井液等（2）根據(jù)鉆井液的作用分為廣義(1)鉆井液(2)完井液

(3)固井液(4)修井液

(5)射孔液

(6)酸化\壓裂液

(7)隔離液等狹義第一部分、鉆井液知識概論第8頁,共85頁，星期六，2024年，5月（3）根據(jù)鉆井液(水基)中粘土分散的程度①細分散鉆井液②粗分散鉆井液③不分散鉆井液（4）根據(jù)鉆井液(水基)中含鹽量分類(1)淡水鉆井液

(2)鹽水鉆井液(普通/飽和)

(3)鈣處理鉆井液(石灰/石膏/氯化鈣)

(4)鉀基鉆井液等第一部分、鉆井液知識概論第9頁,共85頁，星期六，2024年，5月匯報提綱鉆井液知識概論第一部分復(fù)雜情況鉆井液工藝第三部分保護油氣層鉆井液技術(shù)第四部分鉆井液性能及調(diào)整第二部分鉆井液發(fā)展趨勢第五部分第10頁,共85頁，星期六，2024年，5月第二部分、鉆井液性能及調(diào)整鉆井液基本性能:密度：比重計抑制性:PH﹑礦化度、防侵污、防塌等濾失造壁性:濾失量、泥餅性能等流變性:粘度、切力等固相含量：含砂量：

鉆井液特殊性能:高溫高壓性能、乳化穩(wěn)定性、潤滑性等。第11頁,共85頁，星期六，2024年，5月1、鉆井液密度g/cm3（進出口泥漿密度差≤0.02g/cm3

）t/m3

a影響井下安全（井噴、井漏、井塌和卡鉆等）b與油氣層損害有關(guān)c影響鉆井速度（1）定義：單位體積鉆井液的質(zhì)量。（2）對鉆井的影響第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第12頁,共85頁，星期六，2024年，5月（3）鉆井液密度的測試

鉆井液比重稱（鉆井液密度計）1-稱桿；2-主刀口；3-泥漿杯；4-杯蓋；5-校正筒；6-游碼；7-底座；8-主刀墊；9-檔壁現(xiàn)場最常用密度計第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第13頁,共85頁，星期六，2024年，5月（4）鉆井液密度調(diào)整a.方法：加入高密度材料b.加重材料高密度不溶性礦物或礦石粉末高密度的可溶性鹽類①提高鉆井液密度第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第14頁,共85頁，星期六，2024年，5月鉆井常用高密度不溶性礦物或礦石加重材料第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第15頁,共85頁，星期六，2024年，5月1.80(10℃)CaBr22.30(40℃)ZnBr21.40(60℃)CaCl21.20(20℃)NaCl1.16(20℃)KCl飽和鹽水密度g/cm3水溶性鹽鉆井常用可溶性鹽類加重材料第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第16頁,共85頁，星期六，2024年，5月（5）加重材料用量計算V1-----加重前鉆井液總體積；V2-----加重后鉆井液總體積；ρ-----所用加重加重材料密度；ρ1-----加重前鉆井液密度；ρ2-----加重后鉆井液密度；m-----需要加重材料質(zhì)量。第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第17頁,共85頁，星期六，2024年，5月降低鉆井液固相含量（機械+化學(xué)絮凝）加水稀釋（增加處理劑用量和鉆井液費用）混油（影響地質(zhì)錄井和測井解釋）充氣（需額外設(shè)備）（6）降低鉆井液密度第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第18頁,共85頁，星期六，2024年，5月（1）pH值表示法鉆井液對pH值要求：一般控制在（8-11）范圍，即維持在一個較弱的堿性環(huán)境。原因粘土具有適當(dāng)?shù)姆稚⒍?，便于控制和調(diào)整鉆井液性能可以使有機處理劑充分發(fā)揮其效能對鉆具腐蝕性低可抑制體系中鈣、鎂鹽的溶解2、鉆井液酸堿性及其調(diào)整第二部分、鉆井液性能及調(diào)整預(yù)防硫化氫第19頁,共85頁，星期六，2024年，5月（2）常用鉆井液pH值：

分散鉆井液pH值大于10

石灰鈣處理鉆井液pH值11~12石膏鈣處理鉆井液pH值9.5~10.5聚合物鉆井液pH值8左右（3）pH值測試方法：用pH試紙或pH計測量pH值，此方法缺點是不能反映維持鉆井液堿性的離子種類和類型。第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第20頁,共85頁，星期六，2024年，5月②氫氧化鉀（KOH）①燒堿（NaOH）③純堿（Na2CO3)NaOH

→Na++OH－

KOH

→K++OH－Na2CO3→2Na++CO32－CO32－+H2O

→HCO3－

+OH－

HCO3－+H2O→H2CO3+OH－

Ca2++CO32－→CaCO3↓

NaHCO3→Na++HCO3－

HCO3－+H2O→H2CO3+OH－

Ca2++

OH－+

NaHCO3→CaCO3↓+Na+

+H2O④碳酸氫鈉（NaHCO3)鉆井常用pH值調(diào)節(jié)劑第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第21頁,共85頁，星期六，2024年，5月3、鉆井液濾失造壁性（1）濾失、造壁性概念:

在壓力差作用下，鉆井液中的自由水向井壁孔隙或裂縫滲透，鉆井液中的固相顆粒附著在井壁上形成泥餅的過程。隨著泥餅的不斷加厚以及在壓差作用下被壓實，泥餅對裸眼井壁起到有效穩(wěn)定和保護作用，這是鉆井液的造壁性。第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第22頁,共85頁，星期六，2024年，5月（2）與鉆井液濾失造壁性有關(guān)的鉆井問題：1、井壁穩(wěn)定2、油氣層保護3、鉆井速度4、井下安全（3）濾失類型①瞬時濾失：鉆井液與新地層接觸的瞬間，泥餅尚未形成時的濾失。②動濾失：鉆井液在循環(huán)過程中的濾失。③靜濾失：鉆井液停止循環(huán)時發(fā)生的濾失。第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第23頁,共85頁，星期六，2024年，5月（4）濾失量的測定1-壓力表；2-通氣閥；3-鉆井液；4-濾餅；5-濾紙；6-量筒；7-濾液第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第24頁,共85頁，星期六，2024年，5月（5）濾失量的調(diào)節(jié)

濾失量的調(diào)節(jié)通常采用在鉆井液中加入降濾失劑的方式進行。（6）常用濾失量調(diào)節(jié)劑①羧甲基纖維素鈉鹽（Na－CMC，CMC）；②水解聚丙烯腈鹽類（Na－HPAN、Ca－HPAN、NH4－HPAN）；③腐植酸類（NaHm、Na－NHm、CrHm、SH23、SH24）；第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第25頁,共85頁，星期六，2024年，5月4、鉆井液流變性（1）鉆井液流變性定義：

是指在外力作用下，鉆井液發(fā)生流動和變形的特性，其中流動是主要的方面。該特性通常用鉆井液的流變曲線和塑性粘度（PlasticViscosity）、動切力（YieldPoint）、靜切力（GelStrength）、表觀粘度（ApparentViscosity）等流變參數(shù)來進行描述的。第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第26頁,共85頁，星期六，2024年，5月（2）與鉆井液流變性有關(guān)的鉆井問題①攜帶巖屑，保證井底和井眼的清潔鉆井液的主要功能之一就是清洗井底并將巖屑攜帶到地面上來。巖屑的清除分兩個過程，一是巖屑被沖離井底，二是巖屑從環(huán)形間隙被攜帶到地面。鉆井液清洗井眼的能力除取決于循環(huán)系統(tǒng)的水力參數(shù)外，還取決于鉆井液的性能，特別是其中的流變性能。②鉆井速度

較好的流變性能夠帶來較理想的鉆井速度第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第27頁,共85頁，星期六，2024年，5月③懸浮巖屑與加重材料通常用觸變性強弱表示鉆井液懸浮巖屑與加重材料的能力。觸變性指攪拌后鉆井液變稀，靜置后又變稠的性質(zhì)。一般用終切力和初切力之差表示。鉆井液應(yīng)具有良好的觸變性。在停止循環(huán)時，切力能迅速增大到某個適當(dāng)數(shù)值，既有利于懸浮巖屑與加重材料，又不至于循環(huán)時開泵泵壓過高。④井眼規(guī)則和井下安全對于破碎的不穩(wěn)定井壁，利用較粘稠的泥漿還可以起到較好的粘結(jié)護壁作用。第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第28頁,共85頁，星期六，2024年，5月⑤泥漿的粘稠性大又有不利的方面：a.使井底碎巖效率降低，這種影響主要表現(xiàn)在鉆頭噴嘴處的紊流流動阻力對鉆速的影響。鉆井液粘度越大，紊流流動阻力越大，從而降低了鉆頭在井底的碎巖效率。b.增加泥漿循環(huán)的流動阻力；c.增大對井壁的液壓力激動破壞。第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第29頁,共85頁，星期六，2024年，5月1-牛頓流體2-假塑性流體3-塑性流體4-膨脹流體（3）流變曲線：鉆井液流動特點第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第30頁,共85頁，星期六，2024年，5月(4)常用流變參數(shù)計算關(guān)于切力在600r/min下攪拌60s，靜止10s后在3r/min下讀取并記錄最大讀數(shù)值再在600r/min下攪拌60s，靜止10min后在3r/min下讀取并記錄最大讀數(shù)值。第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第31頁,共85頁，星期六，2024年，5月馬氏漏斗：ZMN型馬式漏斗粘度計由錐體馬式漏斗、孔徑1.6mm的濾網(wǎng)和946ml量杯組成。錐體上口直徑152mm，錐體下口直徑與導(dǎo)流管直徑4.76mm，錐體長度305mm，漏斗總長356mm，篩底以下的漏斗容積1500ml。第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第32頁,共85頁，星期六，2024年，5月無用固相：鉆屑（2）固相控制方法①沉降法②稀釋法③機械設(shè)備法：振動篩、除砂器、除泥器、離心機④化學(xué)法：使用絮凝劑5、鉆井液固相含量：鉆井液中全部固相的體積占鉆井液總體積的百分數(shù)（1）鉆井液固相類型有用固相：配漿粘土、加重材料固控:在保存適量有用固相的前提下,盡可能清除無用固相的工藝。第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第33頁,共85頁，星期六，2024年，5月（3）固相含量與井下安全的關(guān)系

①使鉆井液流變性不穩(wěn)定②泥餅質(zhì)量差③鉆井液性能難以維護④固相含量高，對油氣層損害嚴(yán)重（4）固相含量對鉆速的影響固相含量越高，鉆速越小。固相類型不同，鉆速影響不一樣。第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第34頁,共85頁，星期六，2024年，5月6、鉆井液含砂量（1）鉆井液含砂量定義:

指鉆井液中不能通過200目篩網(wǎng)，即粒徑大于74微米的砂粒占鉆井液總體積的百分數(shù)。在現(xiàn)場應(yīng)用中，該數(shù)值越小越好，一般要求控制在0.5％以下。（2）鉆井液含砂量過大會對鉆井過程造成以下危害：①使鉆井液密度增大，對提高鉆速不利；②使形成的泥餅松軟，導(dǎo)致濾失量增大，不利于井壁穩(wěn)定，影響固井質(zhì)量③泥餅中砂粒含量過高會使泥餅?zāi)Σ料禂?shù)增大，易造成壓差卡鉆；④增加對鉆頭和鉆具的磨損，縮短其使用壽命。第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第35頁,共85頁，星期六，2024年，5月（3）降低鉆井液含砂量的方法：利用振動篩、除砂器、除泥器等設(shè)備，對鉆井液的固相含量進行有效的控制。（4）含砂量的測量第二部分、鉆井液性能及調(diào)整第36頁,共85頁，星期六，2024年，5月匯報提綱鉆井液知識概論第一部分復(fù)雜情況鉆井液工藝第三部分保護油氣層鉆井液技術(shù)第四部分鉆井液性能及調(diào)整第二部分鉆井液發(fā)展趨勢第五部分第37頁,共85頁，星期六，2024年，5月第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝1、防漏與堵漏鉆井液技術(shù)（1）井漏：是在鉆井、固井、測試等各種井下作業(yè)中，各種工作液(包括鉆井液、水泥漿、完井液及其它流體等)在壓差作用下漏入地層的現(xiàn)象。（2）井漏危害：一旦發(fā)生漏失，不僅延誤鉆井時間，損失鉆井液，損害油氣層，干擾地質(zhì)錄井工作，而且還可能引起井塌、卡鉆、井噴等一系列復(fù)雜情況與事故，甚至導(dǎo)致井眼報廢，造成重大的經(jīng)濟損失。第38頁,共85頁，星期六，2024年，5月(3)漏失的分類①按漏速分類：按漏速可將漏失分為以下五類漏失通道漏失通道形態(tài)自然漏失通道人為漏失通道孔喉裂縫洞穴混合型②按漏失地層通道分類：第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第39頁,共85頁，星期六，2024年，5月（4）確定漏層的方法

①觀察鉆進情況

通過鉆進時憑經(jīng)驗觀察，可以判斷天然裂縫、孔隙或洞穴地層一類漏層的位置。例如，當(dāng)鉆開天然裂縫性巖層時，鉆井液通常會突然漏失，并伴隨有扭矩增大和憋跳鉆現(xiàn)象。如上部地層沒有發(fā)生過漏失，則此現(xiàn)象便是漏層在井底的可靠顯示。第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第40頁,共85頁，星期六，2024年，5月②觀察巖心和鉆屑情況通過對巖心的觀察，可以了解地層的傾角、接觸關(guān)系、孔隙、溶洞、裂隙及斷層等的發(fā)育情況；通過巖心收獲率可以判斷地層的破碎程度；通過對這些觀察結(jié)果的綜合分析，可以了解漏失通道情況，判斷漏層層位。③觀察鉆井液性能的變化情況鉆井液性能的變化通常能反應(yīng)井底巖石性質(zhì)、以此判斷漏層位置。除上述幾種方法外，還有綜合分析鉆井過程中的各種資料、水動力學(xué)測試、儀器測試法等。第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第41頁,共85頁，星期六，2024年，5月(5)井漏的預(yù)防①設(shè)計合理的井身結(jié)構(gòu)；②降低井筒中鉆井液的動壓力；③提高地層的承壓能力。第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第42頁,共85頁，星期六，2024年，5月（6）堵漏原理在鉆井液中加入堵漏材料，使之在距井筒很近范圍的漏失通道里建立一道堵塞隔墻，用以隔斷鉆井液的通道。①當(dāng)堵漏材料到達漏層時，其固相顆粒的形狀、尺寸、漿液的流變性能等都要適應(yīng)漏失通道的復(fù)雜形態(tài)，這樣才能按設(shè)計的數(shù)量進入漏層。第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第43頁,共85頁，星期六，2024年，5月②堵劑進入漏層后，不能讓其源源不斷進人地層深處。進入地層的堵劑必須能抵御各種流體充填物的干擾。在各種流動阻力的作用下，使之在近井筒漏失通道某處發(fā)生滯流、堆集而充滿一定范圍的漏失通道空間。③充滿一定范圍漏失空間的堵劑，在高溫、壓差或化學(xué)反應(yīng)等作用下，以機械堆砌或化學(xué)生成物的堆集方式，建立具有一定機械強度的隔墻，并與漏失通道有比較牢固的粘結(jié)強度才能有效地封堵住漏層，不致于發(fā)生暫堵現(xiàn)象。第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第44頁,共85頁，星期六，2024年，5月

（7）堵漏方法(1)調(diào)整鉆井液性能與鉆井措施；(2)靜止堵漏；(3)橋接材料堵漏法；(4)高濾失漿液堵漏法；(5)暫堵法；(6)化學(xué)堵漏法；(7)無機膠凝物質(zhì)堵漏法；(8)復(fù)合堵漏法常用堵漏方法第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第45頁,共85頁，星期六，2024年，5月2、井噴的預(yù)防與處理（1）井噴：是指地層流體失去控制，噴到地面，或是竄至其它地層里的現(xiàn)象。它是鉆井工程較為常見的惡性事故。輕則使油氣層受到破壞，影響鉆井工期；重則使油氣井報廢，延誤油氣田的勘探開發(fā)工作。（2）鉆進過程中井噴發(fā)生的原因①鉆到油、氣、水層時，鉆井液當(dāng)量密度低于地層的壓力系數(shù)就會發(fā)生井噴。第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第46頁,共85頁，星期六，2024年，5月②如鉆井液氣侵嚴(yán)重，沒有及時采取措施，一旦液柱壓力降低到小于地層孔隙壓力，就會發(fā)生井噴。鉆井過程中鉆井液氣侵的嚴(yán)重程度與鉆井液密度、地層中的含氣量、鉆速以及環(huán)空返速等因素有關(guān)。③如果鉆進過程中發(fā)生井漏，井筒內(nèi)鉆井液液面下降，液柱壓力降低。當(dāng)液柱的靜液壓力降至低于高壓油、氣、水層壓力時，就會引起井噴。第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第47頁,共85頁，星期六，2024年，5月

（3）起鉆過程中井噴發(fā)生的原因

起鉆過程中，有下述原因可引起井筒中鉆井液作用在油氣水層的壓力下降。當(dāng)壓力一旦降至低于地層孔隙壓力時就會引起井噴。①起鉆時未及時灌鉆井液，造成井內(nèi)液柱壓力下降。②起鉆時鉆井液停止循環(huán)，失去循環(huán)壓力，使鉆井液作用在地層的壓力下降。③起鉆過程中，因鉆頭或鉆鋌泥包、地層縮徑。鉆井液粘度和切力過大、起鉆速度過快等原因，使上提鉆具時產(chǎn)生很高的抓吸壓力，因而造成并內(nèi)液柱壓力下降。第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第48頁,共85頁，星期六，2024年，5月（4）下鉆過程中井噴發(fā)生的原因

鉆井過程中如鉆井液切力過大，下鉆時下放速度過快，就會形成過大的激動壓力。如裸眼井段存在易漏地層，當(dāng)井筒液柱壓力加上激動壓力超過地層漏失壓力或破裂壓力時，就會發(fā)生井漏。井漏的發(fā)生導(dǎo)致鉆井液液面下降引起井噴。此外，油氣層被鉆穿后，如起鉆后鉆井液在井下靜止時間過長，地層中氣體不斷擴散至井中，油氣上竄，引起液柱壓力下降，當(dāng)下鉆過程中此壓力降到低于地層壓力時，也會引起并噴。第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第49頁,共85頁，星期六，2024年，5月（5）下鉆后循環(huán)過程中井噴發(fā)生的原因（后效）

油、氣、水層被鉆穿后，由于起鉆上提鉆具所發(fā)生的抽吸作用，會將地層中的油氣抽至井中，再加上起鉆后鉆井液在井中靜止，地層中的氣體會通過井壁擴散到井筒內(nèi)，因而下鉆至油、氣、水層等部位循環(huán)鉆井液時，隨著鉆井液不斷上返，鉆井液中的氣體便不斷膨脹。當(dāng)氣體膨脹所產(chǎn)生的壓力大于上部液柱壓力時、鉆井液就會送出井口，井內(nèi)液柱壓力不斷下降。如果該壓力降至低于油氣層壓力時，油氣就會大量侵入井中造成井噴。第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第50頁,共85頁，星期六，2024年，5月（6）預(yù)防井噴的技術(shù)措施①工程措施包括：控制在油氣層鉆進時的機械鉆速，以防因鉆速過快而造成油氣進入井筒；依據(jù)地層壓力設(shè)計合理的井身結(jié)構(gòu)，防止上噴下漏或下噴上漏造成液柱壓力下降而引起井噴；按井的類別正確選用井控裝置，發(fā)現(xiàn)溢流應(yīng)及時使用井控裝備，以防止井噴的發(fā)生等。②鉆井液技術(shù)措施：選用合理的鉆井液密度；進入油、氣、水層前，調(diào)整好鉆井液性能；嚴(yán)防井漏；及時排除氣侵氣體；注意觀測鉆井液的體積；儲備一定數(shù)量的加重鉆井液；分段循環(huán)鉆井液。第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第51頁,共85頁，星期六，2024年，5月3、卡鉆的預(yù)防與解除（1）定義：鉆井過程中，鉆具在井下既不能轉(zhuǎn)動又不能上下活動而被卡死的現(xiàn)象稱為卡鉆。（2）卡鉆發(fā)生的原因：井塌、井漏和井噴等各種井下復(fù)雜情況和事故處理不當(dāng)，最后都可能導(dǎo)致卡鉆。在正常鉆進過程中，若采用的工程或鉆井液措施不當(dāng)也會發(fā)生卡鉆。如果油氣井發(fā)生卡鉆，必須立即停鉆進行處理，輕則延誤鉆井時間，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致井的報廢，給鉆井工程帶來極大損失。第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第52頁,共85頁，星期六，2024年，5月（3）壓差卡鉆①定義：是指鉆具在井中靜止時，在鉆井液與地層孔隙壓力之間的壓差作用下，緊壓在井壁泥餅上而導(dǎo)致的卡鉆。(1)降低鉆井液密度

(2)減少鉆具與井壁的接觸面積

(3)降低泥餅?zāi)Σ料禂?shù)，采用優(yōu)質(zhì)鉆井液

(4)減少巖屑床的厚度(1)用油或解卡液浸泡(2)用稀鹽酸浸泡(3)降低鉆井液密度以減小壓差②防止壓差卡鉆的措施

③解除壓差卡鉆的方法第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第53頁,共85頁，星期六，2024年，5月（4）沉砂卡鉆的預(yù)防與解除

①沉砂卡鉆防止要點：使鉆井液保持使用合適的粘度與切力，能有效地攜帶和懸浮鉆屑與重晶石；還應(yīng)設(shè)計合理的環(huán)空運速，較好地清洗井眼與井底，保持井眼清潔；此外，在極軟地層中鉆進時、應(yīng)注意控制鉆速，防止環(huán)空中的鉆屑質(zhì)量分數(shù)過高。

②沉砂卡鉆處理措施：一旦發(fā)生沉砂卡鉆，應(yīng)盡一切可能憋通鉆頭水眼，恢復(fù)循環(huán)(注意開泵時采用小排量)，并提高鉆井液粘度與切力，邊循環(huán)邊活動鉆具，以期達到逐漸清除沉砂和解卡的目的。切忌用大排量猛開泵，或盲目地猛提、硬壓、強轉(zhuǎn)鉆具．致使沉砂擠壓很更緊．卡得更死，甚至造成井漏或井塌等更為復(fù)雜的井下情況。如仍然無法恢復(fù)循環(huán)，只有采取套銑倒扣的方法解卡。第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第54頁,共85頁，星期六，2024年，5月（5）井塌卡鉆：是指在鉆井過程中突然發(fā)生井塌而造成的卡鉆。防止井塌卡鉆的根本方法是搞清地層特性，采取有效措施保持井壁穩(wěn)定，防止突發(fā)性井塌的發(fā)生。（6）砂橋卡鉆：是由于井壁不穩(wěn)定或洗井效果不好、使井徑不規(guī)則而引起的。砂橋卡鉆的預(yù)防和處理方法與井塌卡鉆相似。（7）掉塊卡鉆：當(dāng)井內(nèi)掉入較大的巖塊，不能順利地通過環(huán)形空間，在某段井徑較規(guī)則或較小的環(huán)空處卡住而造成的卡鉆。為了防止掉塊卡鉆，鉆井過程中應(yīng)采取有效措施，保持井壁穩(wěn)定；使用好鉆頭，防止掉牙輪；地面謹慎操作，防落物。第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第55頁,共85頁，星期六，2024年，5月（8）縮徑卡鉆①定義：是指已鉆過井段的井眼直徑小于所使用的鉆頭直徑，即井徑縮小的現(xiàn)象?？s徑卡鉆一般發(fā)生在起下鉆過程中。當(dāng)鉆頭起至縮徑井段發(fā)生遇卡，上提過猛而卡死；或在下鉆過程中，鉆頭下至縮徑井段遇阻，劃眼中措施不當(dāng)而卡死。②預(yù)防措施：采用低密度，低固相、低失水的優(yōu)質(zhì)泥漿或混油于其中；在下鉆遇阻井段劃眼以擴大縮徑處井眼的直徑；經(jīng)?；顒鱼@具。第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第56頁,共85頁，星期六，2024年，5月（9）鉆頭泥包卡鉆：①定義：是指在上提鉆具的過程中．因鉆頭泥包而遇阻所造成的卡鉆。②形成原因：由于在易吸水膨脹的泥巖地層中鉆進時，由于環(huán)空返速過低，鉆井液粘度高、濾失量大，吸水膨脹的泥巖巖屑粘附在鉆頭上，而沒能及時被上返的鉆井液所清洗掉而造成的。③鉆頭泥包卡鉆預(yù)防措施：選用合適的環(huán)空返速，及時攜帶巖屑，依據(jù)地層特性，選用抑制性強的鉆井液；在鉆井液中加入鉆頭防泥包劑，改善鉆井液的潤滑性能，降低巖屑在鉆頭上的粘附力等。第三部分、復(fù)雜情況鉆井液工藝第57頁,共85頁，星期六，2024年，5月匯報提綱鉆井液知識概論第一部分復(fù)雜情況鉆井液工藝第三部分保護油氣層鉆井液技術(shù)第四部分鉆井液性能及調(diào)整第二部分鉆井液發(fā)展趨勢第五部分第58頁,共85頁，星期六，2024年，5月第四部分、保護油氣層鉆井液技術(shù)1、保護油氣層對鉆井液的要求（1）鉆井液密度可調(diào)，滿足不同壓力油氣層近平衡壓力鉆井需要（2）鉆井液中固相顆粒與油氣層滲流通道匹配（3）鉆井液必須與油氣層巖石相配伍（4）鉆井液濾液組分必須與油氣層中流體相配伍（5）鉆井液的組分與性能都能滿足保護油氣層的需要第59頁,共85頁，星期六，2024年，5月保護油氣層的水基鉆井液2)水包油鉆井液1)無固相清潔鹽水鉆井液3)無膨潤土?xí)憾滦途酆衔镢@井液4)低膨潤土聚合物鉆井液6)正電膠鉆井液7)甲酸鹽鉆井液8)聚合醇(多聚醇)鉆井液9)屏蔽暫堵鉆井液5)改性鉆井液第四部分、保護油氣層鉆井液技術(shù)第60頁,共85頁，星期六，2024年，5月濾失量和粘度控制：加入對油氣層無（低）傷害的聚合物來控制腐蝕控制：加入緩蝕劑特點：大大降低固相和水敏損害缺點：成本高、工藝復(fù)雜、對處理劑和固控設(shè)備要求高、腐蝕較嚴(yán)重、易發(fā)生漏失，很少用做鉆井液；使用范圍：套管下至油層頂部的單一壓力體系的裂縫性油層或強水敏油層；廣泛作為射孔液、壓井液、修井液；（1）無固相清潔鹽水鉆井液第四部分、保護油氣層鉆井液技術(shù)第61頁,共85頁，星期六，2024年，5月(2)水包油鉆井液定義：水包油鉆井液是將一定量油分散于水或不同礦化度鹽水中，形成以水為分散介質(zhì)、油為分散相的無固相水包油鉆井液。油、水水相增粘劑主、輔乳化劑組成：密度控制方法：調(diào)節(jié)油水比加入不同數(shù)量和種類的鹽最低密度可達0.89g/cm3

濾失量和流變性控制：由油相或水相中加入的油氣層低傷害處理劑來控制。特點：大大降低固相損害；可以實現(xiàn)低密度。使用范圍：特別適用于套管下至油層頂部的低壓、裂縫發(fā)育、易發(fā)生漏失的油氣層。第四部分、保護油氣層鉆井液技術(shù)第62頁,共85頁，星期六，2024年，5月(3)無膨潤土?xí)憾滦途酆衔镢@井液組成：由水相、聚合物和暫堵劑固相粒子配制而成密度：采用不同種類和加量的可溶性鹽來調(diào)節(jié)流變性能控制：通過加入低損害聚合物和高價金屬離子來調(diào)控濾失量控制：通過加入各種與油氣層孔喉直徑相匹配的暫堵劑來控制，這些暫堵劑在油氣層中形成內(nèi)泥餅，阻止鉆井液中固相或濾液繼續(xù)侵入。第四部分、保護油氣層鉆井液技術(shù)第63頁,共85頁，星期六，2024年，5月暫堵劑種類酸溶性暫堵劑水溶性暫堵劑油溶性暫堵劑單向壓力暫堵劑細目或超細目碳酸鈣、碳酸鐵等細目或超細目氯化鈉、硼酸鹽等樹脂、石蠟、瀝青類產(chǎn)品等改性纖維素、果殼、木屑等脆性油溶性樹脂-架橋粒子。聚苯乙烯、酚醛樹脂、二聚松香酸等。塑性油溶性樹脂-填充粒子。乙烯-醋酸乙烯樹脂、乙烯-丙烯酸脂、石蠟、磺化瀝青、氧化瀝青第四部分、保護油氣層鉆井液技術(shù)第64頁,共85頁，星期六，2024年，5月(4)低膨潤土聚合物鉆井液配伍性及所必須的流變性能與濾失性能可通過選用不同種類的聚合物和暫堵劑來達到。使用膨潤土的優(yōu)點流變性易控制濾失量低處理劑用量少鉆井液成本低特點：盡可能降低膨潤土含量，使鉆井液既能獲得安全鉆進所必須的性能，又不會對油氣層產(chǎn)生較大的損害。第四部分、保護油氣層鉆井液技術(shù)第65頁,共85頁，星期六，2024年，5月（5）改性鉆井液若采用長段裸眼鉆開油氣層，技術(shù)套管沒能封隔油氣層以上地層，為了減少對油氣層的損害，在鉆開油氣層之前，對鉆井液進行改性，使其與油氣層特性相匹配，不誘發(fā)或少誘發(fā)油氣層潛在損害因素。優(yōu)點成本低應(yīng)用工藝簡單對井身結(jié)構(gòu)和鉆井工藝無特殊要求對油氣層損害程度小被廣泛作為鉆開油氣層的鉆井液第四部分、保護油氣層鉆井液技術(shù)第66頁,共85頁，星期六，2024年，5月改性方法：

a.降低鉆井液中膨潤土和無用固相含量，調(diào)節(jié)固相顆粒級配;b.按照所鉆油氣層特性調(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;c.選用合適類型的暫堵劑及加量d.降低靜濾失量、動濾失量和HTHP濾失量，改善流變性與泥餅質(zhì)量第四部分、保護油氣層鉆井液技術(shù)第67頁,共85頁，星期六，2024年，5月⑥正電膠鉆井液

這是一類用混合層狀金屬氫氧化物(MixedMetalHydroxide，簡稱MME)處理的鉆井液。a.正電膠鉆井液特殊的結(jié)構(gòu)與流變學(xué)性質(zhì)-亞微粒子很少，向“豆腐塊”一樣整體流動b.正電膠對巖心中粘土顆粒膨脹的強烈抑制作用c.整個鉆井液體系中分散相粒子的負電性減弱正電膠鉆井液保護油氣層的機理為:

第四部分、保護油氣層鉆井液技術(shù)第68頁,共85頁，星期六，2024年，5月⑦甲酸鹽鉆井液高密度下易實現(xiàn)低固相、低粘度；高礦化度鹽水能預(yù)防粘土水化膨脹、分散運移；鹽水不含鹵化物，不需緩蝕劑，腐蝕速率極低；儲層傷害小，是目前發(fā)展較快的一種鉆井液體系。組成：以甲酸鉀、甲酸鈉、甲酸鹽為主要材料+鹽水配制的鉆井完井液。密度調(diào)節(jié)：通過加入的鹽酸鹽來調(diào)節(jié)?；旱淖罡呙芏瓤蛇_2.3g/cm3。可根據(jù)油氣層的壓力和鉆井完井液的設(shè)計要求予以調(diào)節(jié)。特點：第四部分、保護油氣層鉆井液技術(shù)第69頁,共85頁，星期六，2024年，5月⑧聚合醇(多聚醇)鉆井液在濁點溫度以下，聚合醇與水完全互容，呈溶解態(tài);高于濁點溫度時，聚合醇以游離態(tài)分散在水中，這種分散相就可作為油溶性可變形粒子起封堵作用。用聚合醇為主要材料配置的鉆井液。聚合醇的濁點溫度與體系的礦化度、聚合醇分子量有關(guān)，將濁點溫度調(diào)節(jié)到低于油氣層的溫度，借助聚合醇在水中有濁點的特點實現(xiàn)保護油氣層的目的。機理第四部分、保護油氣層鉆井液技術(shù)第70頁,共85頁，星期六，2024年，5月⑨屏蔽暫堵鉆井液當(dāng)長裸眼井段中存在多套壓力層系時，如：a.上部井段存在高孔隙壓力或處于強地應(yīng)力作用下的易坍塌泥巖層或易發(fā)生塑性變形的鹽膏層和含鹽膏泥巖層，下部為低壓油氣層；b.多套低壓油氣層之間有高孔隙壓力的易坍塌泥巖互層；c.老油區(qū)因采油或注水而形成的過高壓差而引起的油氣層損害。第四部分、保護油氣層鉆井液技術(shù)第71頁,共85頁，星期六，2024年，5月2.油基鉆井液種類：油包水型鉆井液、全油基鉆井液能有效地避免油層的水敏作用對油氣層損害程度低優(yōu)點：缺點：成本高對環(huán)境易產(chǎn)生污染容易發(fā)生火災(zāi)可能使油層潤濕反轉(zhuǎn)，降低油相滲透率與地層水可能形成乳狀液堵塞油層第四部分、保護油氣層鉆井液技術(shù)第72頁,共85頁，星期六，2024年，5月3.氣體類鉆井液

對于低壓裂縫油氣田、低壓強水敏或易發(fā)生嚴(yán)重井漏的油氣田及枯竭油氣田，其油氣層壓力系數(shù)往往低于0.8，為了降低壓差的損害，必須降低鉆井液的密度氣體類鉆井液是以氣體為主要組分實現(xiàn)低密度。種類空氣霧泡沫流體充氣鉆井液下過技術(shù)套管的下部漏失地層、強敏感性和低壓油氣層少量地層水進入井中在低流速下有較高的粘度，攜屑能力強第四部分、保護油氣層鉆井液技術(shù)第73頁,共85頁，星期六，2024年，5月4.合成基鉆井液①定義：以人工合成或改性的有機物為連續(xù)相，鹽水為分散相，再加入乳化劑、降濾失劑、流型改進劑、加重劑等組成。合成基液有醋類、醚類、聚a-烯烴、醛酸醇、線性a-烯烴、內(nèi)烯烴、線性石蠟、線性烷基苯等。②特點：具有油基鉆井液的許多優(yōu)點：潤滑性好、摩阻力小、攜屑能力強、井眼清潔、抑制性強、鉆屑不易分散、井眼規(guī)則、不易卡鉆、有利于井壁穩(wěn)定、對油氣層損害程度低、不含熒光物質(zhì)。主要用在水平井和大位移井中。但成本高。第四部分、保護油氣層鉆井液技術(shù)第74頁,共85頁，星期六，2024年，5月匯報提綱鉆井液知識概論第一部分復(fù)雜情況鉆井液工藝第三部分保護油氣層鉆井液技術(shù)第四部分鉆井液性能及調(diào)整第二部分鉆井液發(fā)展趨勢第五部分第75頁,共85頁，星期六，2024年，5月第五部分、鉆井液發(fā)展趨勢1、國內(nèi)鉆井液發(fā)展歷程（1）50-60年代分散鉆井液鈣處理鉆井液（以石灰、石膏及氯化鈣為絮凝劑）鹽水鉆井液（2）70年代-80年代中期低固相鐵鉻鹽混油（或鹽水）鉆井液褐煤氯化鈣鉆井液褐煤石膏鉆井液低固相飽和鹽水鉆井液高分子有機處理劑已廣泛應(yīng)用于鉆井液中。第76頁,共85頁，星期六，2024年，5月（3）1986-1990年（“七五”期間）研制出以FA-367、XY-27和JT-888等處理劑組成的兩性離子聚合物鉆井液體系，和由陽離子包被劑、降濾失劑、降粘劑、防塌劑等組成的全陽離子聚合物鉆井液體系；