第六章钻井液固控和聚合物钻井液课件.ppt

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1、,第六章 钻井液固控和聚合物钻井液,钻井液工艺原理 讲义,第一节钻井液固控,一、钻井液中固相物质的分类,钻井液中的固相（或称团体）物质，除按其作用分为有用固相和无用固相外，还有以下几种不同的分类方法：,1. 按固相密度分类,（1）高密度固相 主要指密度为 4.2g/cm3 的重品石， 还有其它加重材料。（2）低密度固相 膨润土、 钻屑 、不溶性的处理剂 ，一般认为这部分固相的平均密度为2.6g/cm3 。,2. 按固相性质分类,(1)活性固相 容易发生水化作用以及与液相中其它组分发生反应，主要指膨润土。（2）惰性固相 包括砂岩、石灰岩、长石、重晶石以及造浆率极低的粘土等。除重晶石外，其余的惰性。

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一定井位,井口位置由甲方油公司根据勘探开发评价的需要通过必要的物探地质资料分析而给乙方钻井公司提供的大地坐标，井口通常表示为东经和北纬交叉度数。乙方在接到甲方提供的钻井设计后生产运行科积极开展海调作业区域潮水限制满负荷压载插桩入泥穿刺试验，,

2、固相均被认为是有害固相，即固控过程中需清除的物质。,3. 按固相粒度分类,根据美国石油学会( API)规定的标准，可将钻井液中的固相按粒度大小分为三大类 ：,(1) 粘土（或称胶粒）：粒径 74 m,备注：非加重钻井液,一般情况下，非加重钻井液中粒径大于 2000 m 的粗颗粒和粒径小于 2 m 的胶粒在钻井液中所占的比例都不大。 如果以 74 m( 相当于通过 200 目筛网 ) 为界，大于 74 m 的颗粒只占 3.725.9%，表明大多数是小于 74 m 的颗粒。由此可见，仅以含砂量（ 74 m ）的多少作为检验钻井液,二、固控方法,钻井液固控有各种不同的方法：（1）机械方法 （2）稀释。

3、法（3）化学絮凝法,（1）机械方法,固控应首先考虑机械方法。原理：通过振动筛、除砂器、除泥器、清洁器和离心机等机械设备， 利用筛分和强制沉降的原理，将钻井液中的固相按密颗粒大小不同而分离开，并根据需要决定取舍 , 以达到控制固咀的。优点：处理时间短、效果好、 而且本较低。,（2）稀释法,稀释法既可用清水或其它较稀的流体直接稀释循环系统中的钻井液 。 如果用机械方法清除有害固相仍达不到要求,可用稀释的方进一步降低固相含量,有时是在固控设备缺乏或出现故障的情况下不得不采用这种方法。,优缺点：,优点：操作简便、见效快,缺点：在稀释的同时必须补充足够的处理剂，如果是加重钻井液还需补充大 的加重材料，因。

4、而使钻井液成本显著增加。此外还有一部分被废弃旧浆的排放问题需要考虑。,为了尽可能降低稀释费用 , 有以下几个般原则应该遵循：,（）钻井液总体积不宜保留过大 （）部分旧浆的排放应在加水稀释前进行 , 不要边稀释边排放（）一次较大量的稀释比分多次少量稀释的费用小。,（3）化学絮凝法,化学絮凝法是在钻井液中加入适量的絮凝剂，使固相细颗粒聚集成较大颗粒，然后用机械方法排除或在沉砂池中沉除，这种方法是机械方法清除固相的补充，两者相 辅相成。,化学方法还可用于清除钻井液中过量的膨润土。由于膨润土的最大粒径在 5 m 左右 , 而离心机一般只能清除粒径 6 m 以上的颗粒 , 因此用机械方法无法降低钻井液中。

5、膨润土的含量。显然 ，在这种情况下，化学絮凝应安排在钻井液通过所有固控设备之后进行。,第二节 聚合物钻井液,一、聚合物钻井液的理论基础,二、聚合物作用机理,三、不分散低固相聚合物钻井液,一、聚合物钻井液的理论基础,一、钻井液组成与性能对钻速的影响,压持效应岩石可钻性强度循环压耗大,m,钻速,（1）钻井液密度m对钻速的影响,（2）粘度对钻速的影响,结论： 钻速,原因：在钻头喷嘴处紊流阻力小，钻井液对井底岩石的冲击力 强； 更容易进入钻头冲击井底岩石时所形成的微裂缝中，有利于降低压持效应和井底岩石的可钻强度。,（3）滤失量对钻速的影响,结论：瞬时滤失量Vsp越大，钻速越高,原因：瞬时滤失量Vsp 。

6、越大，进入岩石微裂缝中的液体越多，对微裂缝的支撑作用越强，使微裂缝不闭合，易于破碎；可减小压持效应，使岩屑及时地离开井底，避免造成重复切削。,（4）固相对钻速的影响,固相含量 结论：固相含量越高，钻速越低。 原因：固相含量越高，m 和 越大，钻速越低。,钻速,固相含量,10%,（2）固相颗粒直径结论：亚微米颗粒（粒径1m）含量越高，钻速越低。原因：亚微米（粒径1m）颗粒含量越高，固相分散度越大，越大，钻速越小。,钻速,固相含量,分散钻井液,不分散钻井液,（亚微米颗粒含量 、 大 ）,说明：在所有影响钻速的因素中，固相是最主要因素。原因就在于固相不但本身对钻速有影响，同时还影响m 、 、Vsp。,提高钻速措施：降低无用固相含量；在钻井液性能满足要求的前提下，尽可能降低配浆粘土含量。,降低固相的方法：（1）使用固控设备：振动筛、除砂器、除泥器、离心机。（2）化学方法：使用化学絮凝剂。,二、聚合物的作用机理,1、桥连与包被作用桥连作用：一个高分子同时吸附几个粘土颗粒，而一个粘土颗粒又可同时吸附几个高分子，从而形成网络结构的作用。其结果会导致钻井液增稠及粘土颗粒絮凝。包被作用：高分子链吸附在一。