钻井液的组成和分类.ppt

l l第第 1 1 页页l l钻井液的作用，组成和分类钻井液的作用，组成和分类钻井液的作用，组成和分类钻井液的作用，组成和分类l钻井液的作用：钻井液的作用：l1 1、清洗井底，携带和悬浮岩屑；、清洗井底，携带和悬浮岩屑；l2 2、保护井壁；、保护井壁；l3 3、冷却和润滑钻头及钻柱；、冷却和润滑钻头及钻柱；l4 4、平衡地层压力；、平衡地层压力；l5 5、协助破碎岩石；、协助破碎岩石；l6 6、保护油气层。、保护油气层。l l第第 3 3 页页(1)(1)液相液相：液相是钻井液的连续相，可以是水或油。：液相是钻井液的连续相，可以是水或油。(2)(2)活活性性固固相相：包包括括人人为为加加入入的的商商业业膨膨润润土土、地地层层进进入入的造浆粘土和有机膨润土的造浆粘土和有机膨润土(油基钻井液用油基钻井液用)。(3)(3)惰性固相惰性固相：惰性固相是钻屑和加重材料。：惰性固相是钻屑和加重材料。(4)(4)各各种种钻钻井井液液添添加加剂剂：根根据据使使用用要要求求，可可以以利利用用不不同同类类型型的的添添加加剂剂配配制制性性能能各各异异的的钻钻井井液液，并并可可对对钻钻井井液液性性能能进进行行调调整整。添添加加剂剂实实际际上上是是用用于于调调节节活活性性固固相相在在钻钻井井液液中中的的分分散散状状态态，从从而而达达到到调调整整钻钻井井液液性性能的目的。能的目的。l一、钻井液的组成一、钻井液的组成 l l第第 4 4 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 l水基水基 l钻井钻井液液l油基油基 l钻井钻井液液l气基气基 l钻井流体钻井流体l泡沫钻井液泡沫钻井液 l（以气为主）（以气为主）l充气钻井液充气钻井液 l（以液为主）（以液为主）l空空气气/氮氮气气l天天 然然气气l液基液基 l钻井液钻井液l气气/液混合基钻井液液混合基钻井液l合成合成基基 l钻井钻井液液l l第第 5 5 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 水水基基泥泥浆浆：固固相相颗颗粒粒悬悬浮浮在在水水中中或或盐盐水水中中，油油可可以以乳乳化化到到水水中中，此此时时，水水是是连连续续相相。(膨膨润润土土+水水+化化学学处理剂处理剂+加重材料钻屑加重材料钻屑)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。油中，即油是连续相。(柴油柴油+沥青沥青/有机土有机土+处理剂处理剂)气体：用高速气体或天然气清除钻屑气体：用高速气体或天然气清除钻屑 l l第第 6 6 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 水基钻井液组成水基钻井液组成:基本组成基本组成:水水+膨润土膨润土+处理剂处理剂 高密度组成高密度组成:水水+膨润土膨润土+处理剂处理剂+加重材料加重材料 实际成分实际成分:水水+膨润土膨润土+处理剂处理剂+加重材料加重材料+油油+钻屑钻屑l处理剂处理剂l粘土粘土l水水l l第第 7 7 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 水基钻井液组成水基钻井液组成:基本组成基本组成:水水+膨润土膨润土+处理剂处理剂 高密度组成高密度组成:水水+膨润土膨润土+处理剂处理剂+加重材料加重材料 实际成分实际成分:水水+膨润土膨润土+处理剂处理剂+加重材料加重材料+油油+钻屑钻屑l处理剂处理剂l粘土粘土l水水l l第第 7 7 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 l l第第 8 8 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 油基钻井液组成油基钻井液组成 基本组成基本组成:柴油柴油+水水+沥青沥青/有机土有机土+处理剂处理剂+加重剂加重剂 固固相相颗颗粒粒悬悬浮浮在在油油中中，水水或或盐盐水水乳乳化化在在油油中中，油油是是连续相。连续相。l 油基钻井液是一种以油为外相，水为内相油基钻井液是一种以油为外相，水为内相,并添加适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。地层的性能要求。l l第第 9 9 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 气基钻井液组成气基钻井液组成 直接用空气、天然气、氮气作钻井液。直接用空气、天然气、氮气作钻井液。l l第第 1010 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 不分散体系不分散体系 分散体系分散体系 钙处理体系钙处理体系 聚合物体系聚合物体系 低固相体系低固相体系 饱和盐水体系饱和盐水体系 完井修井液体系完井修井液体系 油基钻井液体系油基钻井液体系 空气、雾、泡沫和气体体系空气、雾、泡沫和气体体系l l第第 1111 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 分散钻井液分散钻井液(dispersed Drilling Fluids)(dispersed Drilling Fluids)定定义义：用用淡淡水水、膨膨润润土土和和各各种种对对粘粘土土与与钻钻屑屑起起分分散作用的处理剂配置而成的水基钻井液散作用的处理剂配置而成的水基钻井液 特点：特点：1)1)可可容容纳纳较较多多的的固固相相，适适合合于于配配置置较较高高密密度度的的钻钻井液井液 2)2)容易在井壁上形成较致密的泥饼，失水较低容易在井壁上形成较致密的泥饼，失水较低 3)3)某某些些分分散散钻钻井井液液具具有有较较强强的的抗抗温温能能力力，适适合合于于深井和超深井使用。深井和超深井使用。l l第第 1212 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 钙处理钻井液钙处理钻井液(Calcium treated drilling fluids)(Calcium treated drilling fluids)定义：体系中同时含有一定浓度的定义：体系中同时含有一定浓度的CaCa2+2+和分散剂和分散剂 特点：特点：1)1)抗盐、钙污染的能力强抗盐、钙污染的能力强 2)2)抑抑制制粘粘土土的的水水化化分分散散作作用用，控控制制页页岩岩坍坍塌塌和和井井径扩大，减少对有气层的损害径扩大，减少对有气层的损害 (由由于于粘粘土土颗颗粒粒表表面面通通常常带带有有负负电电荷荷，因因而而能能吸吸附附水水分分子子和和各各种种水水化化离离子子，使使粘粘土土颗颗粒粒表表面面形形成成一一层层具具有有一一定定厚厚度度的的水水化化膜膜，这这种种现象称为粘土的水化作用。现象称为粘土的水化作用。)l l第第 1313 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 盐水钻井液盐水钻井液(saltwater drilling fluid)(saltwater drilling fluid)定定义义：用用盐盐水水或或海海水水配配置置而而成成。含含盐盐量量从从1 1（ClCl-质质 量量 浓浓 度度 为为 6000mg/l)6000mg/l)直直 至至 饱饱 和和(Cl(Cl-质质 量量 浓浓 度度 为为189,000mg/l)189,000mg/l)之前。之前。特点特点:对粘土水化有较强的抑制作用对粘土水化有较强的抑制作用l l第第 1414 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 饱和盐水钻井液饱和盐水钻井液(Saturated saltwater muds)(Saturated saltwater muds)定定义义：钻钻井井液液中中 NaClNaCl的的含含量量达达到到饱饱和和的的钻钻井井液液体体系。系。特点：特点：用于钻进大段岩层和和复杂的盐膏层用于钻进大段岩层和和复杂的盐膏层 l l第第 1515 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 聚合物钻井液聚合物钻井液(Polymer drilling fluid)(Polymer drilling fluid)v定定义义：以以某某些些具具有有絮絮凝凝和和包包被被作作用用的的高高分分子子聚聚合合物物作为主处理剂的水基钻井液体系。作为主处理剂的水基钻井液体系。v特特点点：各各种种固固相相颗颗粒粒可可以以保保持持在在较较粗粗的的范范围围内内 钻钻屑屑不易分散成细微颗粒不易分散成细微颗粒 v优优点点：钻钻井井液液密密度度和和固固相相含含量量低低，钻钻速速高高，地地层层损损害害小小 剪剪切切稀稀释释特特性性强强 聚聚合合物物处处理理剂剂有有较较强强底底包包被被和抑制分散的作用，有利于保持井壁稳定的作用。和抑制分散的作用，有利于保持井壁稳定的作用。l l第第 1616 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 钾基聚合物钻井液钾基聚合物钻井液 定定义义：以以各各种种聚聚合合物物的的钾钾（或或铵铵、钙钙）盐盐和和KClKCl为为主处理剂的防塌钻井液体系主处理剂的防塌钻井液体系 特点：特点：1)1)在在各各种种无无机机盐盐中中，以以KClKCl抑抑制制粘粘土土水水化化分分散散的的效效果果最最好好。聚聚合合物物侧侧存存在在使使该该钻钻井井液液体体系系具具有有聚聚合合物钻井液的各种优良特性。物钻井液的各种优良特性。2)2)在钻遇泥页岩地层时，具有理想的防塌效果。在钻遇泥页岩地层时，具有理想的防塌效果。l l第第 1717 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 油基钻井液油基钻井液(oil base muds)(oil base muds)定定义义：以以油油作作为为连连续续相相的的钻钻井井液液为为油油基基钻钻井井液液。油水比在（油水比在（50508080）:(50:(5020)20)油包水乳化钻井液。油包水乳化钻井液。特点特点:1)1)抗高温抗高温 2)2)有很强的抑制性有很强的抑制性 3)3)有很强的抗盐、钙的污染能力有很强的抗盐、钙的污染能力 4)4)润滑性好润滑性好 5)5)能有效地减轻对油气层地伤害能有效地减轻对油气层地伤害l l第第 1818 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 合成基钻井液合成基钻井液 定定义义：以以合合成成地地有有机机化化合合物物作作为为连连续续相相，盐盐水水作作为为分分散散相相，并并含含有有乳乳化化剂剂、降降滤滤失失剂剂、流流型型改改进进剂剂的的一类新型钻井液。一类新型钻井液。特点：特点：使使用用无无毒毒并并且且能能够够生生物物降降解解的的非非水水溶溶性性的的有有机机物物取取代代了了油油基基钻钻井井液液中中柴柴油油，该该钻钻井井液液不不仅仅保保持持了了油油基基钻钻井井液液的的优优良良特特性性，而而且且大大大大减减轻轻了了钻钻井井液液排排放放时时对对环境造成的不良影响，尤其适合于海上钻井。环境造成的不良影响，尤其适合于海上钻井。l l第第 1919 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 气体型钻井流体气体型钻井流体 空气或天然气钻井流体空气或天然气钻井流体 雾状钻井流体雾状钻井流体 泡沫钻井流体泡沫钻井流体 充气钻井液充气钻井液 保护储层的钻井液保护储层的钻井液 l l第第 2020 页页l二、钻井液的分类二、钻井液的分类 钻井液技术的发展钻井液技术的发展钻井液技术的发展钻井液技术的发展 水基钻井液水基钻井液水基钻井液水基钻井液 清清清清水水水水 分分分分散散散散钻钻钻钻井井井井液液液液 抑抑抑抑制制制制性性性性钻钻钻钻井井井井液液液液 不不不不分散聚合物钻井液分散聚合物钻井液分散聚合物钻井液分散聚合物钻井液 油基钻井液油基钻井液油基钻井液油基钻井液 原原原原油油油油 柴柴柴柴油油油油为为为为连连连连续续续续相相相相钻钻钻钻井井井井液液液液 油油油油包包包包水水水水乳乳乳乳化化化化钻井液钻井液钻井液钻井液