4 水基钻井液技术

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1、水基钻井液技术1分散钻井液一.分散钻井液的组成1．膨润土及原浆的配制（1）膨润土——含蒙脱石80%以上的纯净土。（2）配浆土量计算：2．分散剂丹宁、褐煤、铁铬木质素、CMC、NaOH等。3．分散钻井液特点（1）所用药品多为分散剂（2）矿化度低NaCl<1%[Ca2+]<120ppm（3）性能不稳定，易受污染。二、钻井液受侵及处理泥浆受侵指钻井过程中，地层中的物质进入泥浆使其性能变坏的现象。可溶性盐（岩盐、石膏）侵污可分为三类型地层粘土、细砂地层流体（油、气、水）（一）钙侵1.污染源(1)钻遇石膏层CaSO4Ca2++SO4

2、2-(2)钻水泥塞水泥凝固后产生Ca(OH)2Ca(OH)2Ca2++2OH-这两种情况在泥浆中可提供500～700ppm的Ca2+，而只要200ppm的Ca2+就可使泥浆失去聚结不稳定性。2.性能变化第一阶段：粘、切、失水↗，泥饼增厚第二阶段：粘、切↘失水↗，泥饼增厚3.作用机理阳离子交换Ca2+与Na交换→钠土转换为钙土→粘土ξ电势减小，水化膜变薄。4.石膏侵，水泥侵区别石膏侵，PH值一直下降水泥侵：PH值增加5.石膏侵的处理原则上除钙、拆散网架结构、提高PH值6.防止水泥侵（1）用清水钻水泥塞（2）进行预处理（二）盐

3、侵及盐水侵（1）性能变化前期：NaCl＜1%性能变化不大中期：NaCl=3%粘切达到最大值、失水↑后期：NaCl＞3%粘切↓、失水↑（2）机理NaCl→压缩粘土双电层→粘土ζ电势降低水化膜变薄→粘土絮凝，聚结（3）处理原则较难处理，通常及时补充抗盐性强的处理剂，将分散转化为盐水钻井液。三、泥浆性能调节（一）密度的调节1.泥浆密度的要求平衡地层压力、不喷、不漏2.提密度（1）加重剂用量根据物料平衡：加重前的要求Ⅰ加重前泥浆粘度不宜过高Ⅱ加重前应提切力（>0.5Pa）为了满足以上两点要求，搬土含量应控制在一定范围。Ⅲ注意降低泥

4、饼摩擦系数（可加表面活性剂）3.降密度方法：加水、稀处理剂、低密度泥浆。比重<1.301.31～1.601.61～2.002.01～2.30搬含<2.0<1.8<1.6<1.4（二）粘度的调节1.提粘度（1）处理时机当井闭垮塌、沉砂过多或者堵漏时；（2）方法（分为三种情况）Ⅰ提塑粘a.加分散剂（CMC）b.加油c.加惰性固体Ⅱ提结构粘度加电解质（氯化钙）2.降粘切（1）处理时机钻进泥质岩石，配加重泥浆，以及泥浆受可溶盐侵污导致的粘切上升。（2）方法a.加稀释剂b.加水或稀处理剂c.加明矾3.降失水钻达生产层，易垮塌及吸水膨

5、胀地层方法：1.使用降失水剂2.混油3.有助于形成致密泥饼的物质（如磺化沥青）4.调节PH值方法：1.一般使用NaOH2.防塌泥浆中用KOH3.深井可配合表面活性剂，可有效的稳定PH值。2钙处理泥浆一、粘土的分散状态与泥浆性能适当絮凝的粗分散状态，有适当的粘度、切力和失水，满足钻井工艺要求。二、配制原理利用钙的絮凝作用和分散剂的分散作用相互制约，使粘土处于适度絮凝状态，来维持泥浆性能。当Ca2+作用强时，絮凝程度增加，分散剂作用强时，絮凝程度降低。通过调节Ca2+和分散剂的量，调节粘土颗粒的絮凝程度和颗粒的粗细，以得到适宜

6、的粘度、切力和失水，满足钻井工艺需要。当Ca2+略有变化时，泥浆性能变化不大，即处理泥浆对钙侵不敏感。三、钙处理泥浆抗污染机理1.同离子效应泥浆中含有较高浓度的Ca2+，地层石膏的溶解受到抑制。2.泥浆钝化粘土颗粒基本为钙质土，Ca2+离子浓度略有变化，粘土颗粒的状态变化不大，对泥浆性能影响小，即表现出泥浆对可溶盐的侵入的敏感程度降低。3.电解质浓度高，抑制钻屑分散对泥浆性能的影响。四、性能调节1.控制[Ca2+]（1）通过控制氯化物的加量（2）通过调节PH值控制[Ca2+]2.选用分散剂选用原则：低钙泥浆加NaC中高钙泥

7、浆加FCLS(或SMK)、NaC3盐水泥浆一、类型及特点NaCl含量5~10%1．盐水钻井液抗盐侵污染不能阻止井壁岩盐溶解[Cl-1]含量＞17000/l2．饱和盐水钻井液抗盐侵可阻止井壁岩盐溶解二、饱和盐水泥浆特点1.矿化度高，粘土ξ=0，护胶是关键。2.护胶剂用量大，（全靠护胶剂护胶）3.提粘困难（可用海泡石提粘）4.深井饱和盐水泥浆有盐析问题5.易起泡三.工艺要点1.配制方法（1）首先保证原浆充分预水化（2）加足护胶剂（3）最后加盐至饱和即配制程序：粘土预水化→加护胶剂→加盐至饱和2.维护处理：加饱和盐水处理剂混合液

8、四.常用饱和盐水泥浆1.FCLS—CMC饱和盐水泥浆（1）配方（用井浆转化）Na2CO3+FCLS+NaOH(1/5)+CMC+盐+红矾1.5%1.5%0.2%2%饱和0.2%（2）维持要点：(a)用饱和盐水混合剂维护，使饱和盐水限在20～30%(b)PH=9～102.SMC—SMP饱和盐水泥浆（1）特