钻井液监督管理(钻井)print

股份公司勘探与生产工程监督中心钻井液技术与应用秦礼曹中油股份公司勘探与生产工程监督中心股份公司勘探与生产工程监督中心前言•钻井是油田勘探开发的主要手段之一，在油田建设资金投入中所占的比例也最大，所以钻井工程直接关系到油田的勘探开发效益。•作为钻井工程的重要组成部分，钻井液担负着维护井眼稳定、清洁井底等各种功能，因此钻井液技术与应用关系到钻井工程能否顺利施工。股份公司勘探与生产工程监督中心前言钻井液定义在旋转钻井中用以完成钻井作业中各种功能的循环液体。钻井液投入高钻井液成本占钻井成本约10%。中油每年在钻井液方面的投入达10多亿元。钻井液对安全生产和工程施工影响大在钻井事故及复杂中所造成的费用损失中，因钻井液问题造成的事故及复杂的比例占多少?估计远大于10%。.股份公司勘探与生产工程监督中心前言在钻井设备出现问题时,钻井液性能好可以避免钻井事故及复杂情况。西部××井的刹把出现问题,造成钻具在井下无法动弹,由于是进口钻机,无现成刹把替换,只得到东部钻井公司大本营去取,共用了5天时间,起钻正常,没有发生钻井事故及复杂.股份公司勘探与生产工程监督中心前言钻井设备没有出现问题,钻井液性能不好可以造成钻井事故及复杂.××井,钻井液性能不好,屡屡发生井下复杂,后更换了钻井液工程师,改善了钻井液性能,顺利完井.股份公司勘探与生产工程监督中心前言钻井液对钻井施工影响原因分析:–钻井液与地层直接接触钻井事故及复杂主要发生在井下，而与井下地层直接接触的有二项:钻井液和井下工具。–钻井液对井壁周围的地层性质和井眼稳定影响最大.控制和平衡地层压力、浸泡井壁、形成泥饼等。–钻井液受地层影响及破坏最严重.钻屑、掉块、地层流体侵入等均直接进入钻井液中。股份公司勘探与生产工程监督中心前言钻井液对录井影响大•地层物质（包括钻屑、地层流体等）是由钻井液循环带出，因此钻井液对录井影响非常大，如钻井液密度过大将造成钻井液超前渗滤，降低井内油气浓度，钻井液粘度高造成脱气困难，气测基值高，钻井液滤失量大造成气测后效录井效果差等。一般油田地质录井对钻井液性能均有要求，对钻井液性能的变化也进行观察和记录。股份公司勘探与生产工程监督中心前言钻井液对测井影响大钻井液侵入地层后，井眼周围地层的流体性质和电化学性质发生变化，紧靠井眼附近地层中的大部分可动流体被钻井液滤液驱走，造成被侵入地层电阻率发生变化，对测井解释和储层可能造成严重危害。××井采用盐水钻井液钻井，测井解释时误把水层解释为油层。股份公司勘探与生产工程监督中心前言钻井液对勘探开发投资效率影响大•在钻井过程中，油层被打开后，首先接触的外来液体是钻井液，钻井液就会对油层产生损害，这种损害在钻开油层的整个过程中都一直存在。钻井液损害油层后，要想进行有效改造和恢复是十分困难的，而且费用相当高，所以钻井液在钻井油层保护工作中占有非常重要的地位。股份公司勘探与生产工程监督中心前言钻井液对钻井工程的影响是整体性的。钻井液性能好坏直接影响井下安全和各项工程施工。股份公司勘探与生产工程监督中心目录•一、钻井液的组成与体系分类•二、钻井液功能与设计要求•三、钻井液现场配制与监测•四、钻井液性能测量与调整方法•五、复杂地层的钻井液对策•六、井下复杂与事故的钻井液对策•七、现场钻井液评价•八、钻井液材料管理•九、国内外钻井液概况股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类•1、钻井液的组成–连续相–固相–添加剂（只有连续相的钻井液、无添加剂钻井液、无固相钻井液）股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类1、钻井液的组成•连续相水：水基钻井液油：油基钻井液合成基液体：合成基钻井液气体：空气、氮气、天然气(雾、泡沫)股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类•水基钻井液(包括水包油钻井液)1、不分散钻井液体系(None-DispersedDrillingFluidSystem)所谓不分散钻井液是指通常用来钻浅部井段的钻井液，如开钻钻井液、自然造浆钻井液、轻微处理钻井液等。股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类膨润土钻井液(1)基本组成预水化膨润土烧碱(氢氧化钠)纯碱(碳酸钠)(2)特点-高膨润土含量-高粘度-高静切力•通常用于浅井井段的钻井中，也可做清扫液股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类2、分散钻井液体系(DispersedDrillingFluidSystem)使用木质素磺酸盐、褐煤或丹宁类产品来分散粘土矿物的钻井液体系。股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类分散钻井液(1)基本组成-预水化膨润土-烧碱和/或纯碱-铁铬木质素磺酸盐稀释剂(FCLS)-羧甲基纤维素钠盐降滤失剂(CMC)-聚阴离子纤维素降滤失剂(PAC)-改性淀粉降滤失剂(2)特点-易维护-低滤失量-无抑制性股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类•3、低固相钻井液体系(LowSolidsDrillingFluidSystem)•控制固相含量和类型，总固相含量不应超过6%～10%，粘土含量应为约3%或更低；而钻屑和膨润土含量比值应低于2:1；主要优点是可显著提高机械钻速。股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类低固相不分散钻井液(1)基本组成-高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝剂(PAM、PHPA、KPAM)-水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN、NH4PAN)-羧甲基纤维素钠盐(CMC)或聚阴离子纤维素(PAC)降滤失剂-预水化膨润土-烧碱和/或纯碱(2)特点-中等抑制性-难维护，电测、下套管难度大-高温稳定性较差股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类4、聚合物钻井液体系(PolymerDrillingFluidSystem)长链高分子量聚合物用于钻井液中，或是包被钻屑以防止其分散，或是提高粘度和降低滤失量，通常使用氯化钾或氯化钠等提高页岩抑制能力；这种钻井液体系通常要求含有尽可能低浓度的膨润土，对钙、镁等二价离子敏感。股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类氯化钾聚合物钻井液(1)基本组成-高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝剂(PAM、PHPA、KPAM)-水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN，NH4PAN)-低分子量聚合物解絮凝剂或木质素磺酸盐稀释剂(FCLS)-预水化膨润土-烧碱和/或纯碱(2)特点-强抑制性-高温稳定性较好-固容能力较强-对金属的腐蚀性较强-影响电测解释股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类聚磺钻井液(1)基本组成-高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝剂(PAM、PHPA、KPAM)-水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN，NH4PAN)-磺甲基酚醛树脂(SMP)和/或磺甲基褐煤(SMC)和/或褐煤树脂共聚物(SNPH)降滤失剂-磺甲基丹宁稀释剂(SMT)-磺化沥青防塌剂(FT-1)-预水化膨润土-烧碱和/或纯碱(2)特点-中等抑制性-良好的高温稳定性-抗污染能力较强股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类阳离子聚合物钻井液(1)基本组成-1-高分子量阳离子聚合物包被絮凝剂(CHM)-小分子量阳离子有机化合物页岩抑制剂(NW-1、CSW-1)-两性离子聚合物降滤失剂(JT888)-两性离子聚合物解絮凝剂剂(XY-27)-阳离子型降滤失剂(CLG)-阳离子型防塌剂(CEA)-预水化膨润土-烧碱和/或纯碱股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类阳离子聚合物钻井液(1)基本组成-2-高分子量阳离子聚合物包被絮凝剂(CHM、SP-2)-小分子量阳离子有机化合物页岩抑制剂(NW-1、CSW-1)-非离子型和/或阳离子型降滤失剂(NFL、CPA)-阳离子钻井液用配浆材料或预水化膨润土-烧碱和/或纯碱2)特点-强抑制性-良好的高温稳定性-抗污染能力强股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类两性离子聚合物钻井液(1)基本组成-高分子量两性离子聚合物包被絮凝剂(FA367)-低分子量两离子聚合物解絮凝剂(XY-27)-两性离子聚合物降滤失剂(JT888)-磺甲基酚醛树脂(SMP)和/或褐煤树脂共聚物(SNPH)降滤失剂和/或磺化沥青防塌剂(FT-1)-预水化膨润土-烧碱和/或纯碱(2)特点-较强抑制性-良好的高温稳定性-抗污染能力强股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类•5、正电胶钻井液体系•正电胶钻井液体系是在预水化膨润土中加入混合金属层状氢氧化物(MMH)，使钻井液具有极高的动切力和静切力，静止时形成“假固体”。股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类MMH钻井液体系(1)基本组成-预水化膨润土-烧碱和/或纯碱-混合金属层状氢氧化物(MMH)-降滤失剂(改性淀粉类)(2)特点-极高的动切力和静切力(假固体)-减少钻井液对井壁的冲蚀，有效地保护井壁-对污染敏感-注意选择体系使用的处理剂股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类6、钙处理钻井液体系(CalciumTreatedDrillingFluidSystem)熟石灰、石膏或氯化钙处理的钻井液体系，可抗盐和硬石膏的污染，但胶凝敏感且在高温下易导致固化作用。股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类钙处理钻井液体系(1)基本组成-预水化膨润土-烧碱和/或纯碱-石灰和/或石膏-磺化栲胶和/或FCLS-降滤失剂(CMC或改性淀粉类)(2)特点-抑制性强,使粘土保持适度絮凝-抗钙抗钻屑污染能力较强-较强的防塌性能-注意选择使用的钙的来源及pH值股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类•7、盐水钻井液体系(SaltwaterDrillingFluidSystem)•饱和盐水钻井液体系：氯离子浓度接近190,000mg/l(饱和)，通常用来钻盐岩地层。•盐水钻井液体系：氯离子浓度为10,000mg/l以上。•微咸水或海水钻井液体系：氯离子含量较低。股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类•海水/盐水钻井液体系(1)基本组成-预水化膨润土和抗盐土-增粘剂-降粘剂(井浆转换)-润滑剂-降滤失剂(2)特点-抑制性强,使粘土保持适度絮凝-抗盐、钙、镁污染能力较强-对储层具有保护作用-注意防腐蚀股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类•饱和盐水钻井液体系(1)基本组成-预水化膨润土和抗盐土-增粘剂-降粘剂(井浆转换)-烧碱和NaCl及盐抑制剂-降滤失剂(2)特点-抑制性强,使粘土保持适度絮凝-抗污染能力较强及较强的防塌性能-抑制盐岩溶解-注意防腐蚀股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类水包油钻井液(1)基本组成-水（70~80%）/油（20~30%）-增粘剂-乳化剂-絮凝剂-降滤失剂(2)特点-抑制性强,使粘土保持适度絮凝-抗污染能力较强及较强的防塌性能-抑制盐岩溶解-保护储层股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类•其他水基钻井液-硅酸盐钻井液-聚乙二醇钻井液-甲酸盐钻井液-甲基糖甙钻井液-聚合物-表面活性剂钻井液-高温活化乳状液钻井液-氯化钙-聚合物钻井液股份公司勘探与生产工程监督中心一、钻井液的组成与体系分类•水基钻井液的发展体系对粘土处理抑制性实例主要处理剂阳离子清水使地层粘土分散无分散体系用分散剂充分分散粘土无膨润土浆膨润土/CMC、FCLS膨润土/褐煤膨润土、铁铬木质素磺酸盐(FCLS)羧甲基纤维素(CMC)、聚阴离子纤维素(PAC)褐煤、单宁粗分散体系用无机盐抑制粘土分散弱石灰钻井液石膏钻井液盐水钻井液海水钻井液膨润土、铁铬木质素磺酸盐(FCLS)羧甲基纤维素(CMC)、聚阴离子纤维素(PAC)石灰、石膏、盐Na+Ca++阴离子聚合物体系用阴离子高聚物和无机盐抑制粘土膨胀和分散较强聚合物钻井液氯化钾聚合物钻井液钾石灰聚合物钻井液聚丙烯酰胺及其衍生物(PAM、PHPA、KPAM)