钻井液的组成和分类

第1页钻井液的作用，组成和分类•钻井液的作用：•1、清洗井底，携带和悬浮岩屑；•2、保护井壁；•3、冷却和润滑钻头及钻柱；•4、平衡地层压力；•5、协助破碎岩石；•6、保护油气层。第3页(1)液相：液相是钻井液的连续相，可以是水或油。(2)活性固相：包括人为加入的商业膨润土、地层进入的造浆粘土和有机膨润土(油基钻井液用)。(3)惰性固相：惰性固相是钻屑和加重材料。(4)各种钻井液添加剂：根据使用要求，可以利用不同类型的添加剂配制性能各异的钻井液，并可对钻井液性能进行调整。添加剂实际上是用于调节活性固相在钻井液中的分散状态，从而达到调整钻井液性能的目的。一、钻井液的组成第4页二、钻井液的分类水基钻井液油基钻井液气基钻井流体泡沫钻井液（以气为主）充气钻井液（以液为主）空气/氮气天然气液基钻井液气/液混合基钻井液合成基钻井液第5页二、钻井液的分类水基泥浆：固相颗粒悬浮在水中或盐水中，油可以乳化到水中，此时，水是连续相。(膨润土+水+化学处理剂+加重材料＋钻屑)油基泥浆：固相颗粒悬浮在油中，水或盐水乳化在油中，即油是连续相。(柴油+沥青/有机土+处理剂)气体：用高速气体或天然气清除钻屑第6页二、钻井液的分类水基钻井液组成:基本组成:水+膨润土+处理剂高密度组成:水+膨润土+处理剂+加重材料实际成分:水+膨润土+处理剂+加重材料+油+钻屑处理剂粘土水第7页二、钻井液的分类水基钻井液组成:基本组成:水+膨润土+处理剂高密度组成:水+膨润土+处理剂+加重材料实际成分:水+膨润土+处理剂+加重材料+油+钻屑处理剂粘土水第7页二、钻井液的分类第8页二、钻井液的分类油基钻井液组成基本组成:柴油+水+沥青/有机土+处理剂+加重剂固相颗粒悬浮在油中，水或盐水乳化在油中，油是连续相。油基钻井液是一种以油为外相，水为内相,并添加适量的乳化剂、润湿剂、亲油胶体和加重剂等所形成的稳定乳状液体系。通过调节油水比以及其他处理剂来满足不同地层的性能要求。第9页二、钻井液的分类气基钻井液组成直接用空气、天然气、氮气作钻井液。第10页二、钻井液的分类不分散体系分散体系钙处理体系聚合物体系低固相体系饱和盐水体系完井修井液体系油基钻井液体系空气、雾、泡沫和气体体系第11页二、钻井液的分类分散钻井液(dispersedDrillingFluids)定义：用淡水、膨润土和各种对粘土与钻屑起分散作用的处理剂配置而成的水基钻井液特点：1)可容纳较多的固相，适合于配置较高密度的钻井液2)容易在井壁上形成较致密的泥饼，失水较低3)某些分散钻井液具有较强的抗温能力，适合于深井和超深井使用。第12页二、钻井液的分类钙处理钻井液(Calciumtreateddrillingfluids)定义：体系中同时含有一定浓度的Ca2+和分散剂特点：1)抗盐、钙污染的能力强2)抑制粘土的水化分散作用，控制页岩坍塌和井径扩大，减少对有气层的损害(由于粘土颗粒表面通常带有负电荷，因而能吸附水分子和各种水化离子，使粘土颗粒表面形成一层具有一定厚度的水化膜，这种现象称为粘土的水化作用。)第13页二、钻井液的分类盐水钻井液(saltwaterdrillingfluid)定义：用盐水或海水配置而成。含盐量从1％（Cl-质量浓度为6000mg/l)直至饱和(Cl-质量浓度为189,000mg/l)之前。特点:对粘土水化有较强的抑制作用第14页二、钻井液的分类饱和盐水钻井液(Saturatedsaltwatermuds)定义：钻井液中NaCl的含量达到饱和的钻井液体系。特点：用于钻进大段岩层和和复杂的盐膏层第15页二、钻井液的分类聚合物钻井液(Polymerdrillingfluid)定义：以某些具有絮凝和包被作用的高分子聚合物作为主处理剂的水基钻井液体系。特点：各种固相颗粒可以保持在较粗的范围内钻屑不易分散成细微颗粒优点：钻井液密度和固相含量低，钻速高，地层损害小剪切稀释特性强聚合物处理剂有较强底包被和抑制分散的作用，有利于保持井壁稳定的作用。第16页二、钻井液的分类钾基聚合物钻井液定义：以各种聚合物的钾（或铵、钙）盐和KCl为主处理剂的防塌钻井液体系特点：1)在各种无机盐中，以KCl抑制粘土水化分散的效果最好。聚合物侧存在使该钻井液体系具有聚合物钻井液的各种优良特性。2)在钻遇泥页岩地层时，具有理想的防塌效果。第17页二、钻井液的分类油基钻井液(oilbasemuds)定义：以油作为连续相的钻井液为油基钻井液。油水比在（50－80）:(50－20)油包水乳化钻井液。特点:1)抗高温2)有很强的抑制性3)有很强的抗盐、钙的污染能力4)润滑性好5)能有效地减轻对油气层地伤害第18页二、钻井液的分类合成基钻井液定义：以合成地有机化合物作为连续相，盐水作为分散相，并含有乳化剂、降滤失剂、流型改进剂的一类新型钻井液。特点：使用无毒并且能够生物降解的非水溶性的有机物取代了油基钻井液中柴油，该钻井液不仅保持了油基钻井液的优良特性，而且大大减轻了钻井液排放时对环境造成的不良影响，尤其适合于海上钻井。第19页二、钻井液的分类气体型钻井流体空气或天然气钻井流体雾状钻井流体泡沫钻井流体充气钻井液保护储层的钻井液第20页二、钻井液的分类钻井液技术的发展水基钻井液清水分散钻井液抑制性钻井液不分散聚合物钻井液油基钻井液原油柴油为连续相钻井液油包水乳化钻井液