钻井液参数测定及维护.ppt

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1、钻井液性能及其测试按照API推荐的钻井液性能测试标准，需检测的钻井液常规性能包括：密度、漏斗粘度、塑性粘度、动切力、静切力、API滤失量、HTHP滤失量、pH值、碱度、含砂量、固相含量、膨润土含量和滤液中各种离子的质量浓度等。一、钻井液密度钻井液密度钻井液密度（density）是指每单位体积钻井液的质量，常用符号“ρ”表示，单位是：g/cm3（kg/m3）。在钻井工程中，钻井液密度和泥浆比重是两个等同的术语。钻井液密度是确保安全、快速钻井和保护油气层的一个十分重要的参数。通过钻井液密度的变化，可调节钻井液在井筒内的静液柱压力，以平衡地层孔隙压力。有时亦用于平衡地层构造应力，以避免井塌的发生。如

2、果密度过高，将引起钻井液过度增稠、易漏失、钻速下降、对油气层损害加剧和钻井液成本增加等一系列问题；而密度过低则容易发生井涌甚至井喷，还会造成井塌、井径缩小和携屑能力下降。因此，在一口井的设计中，必须准确、合理地确定不同井段钻井液的密度范围，并在钻进过程中随时进行检测和调整。钻井液密度是用一种专门设计的钻井液比重秤（MudBalance）测得的。测定时，首先在泥浆杯中盛满钻井液，盖上计量盖，然后用棉纱擦净从计量盖小孔溢出的钻井液。再将比重秤刀口放置在底座的刀垫上，不断移动游码，直至水平泡位居两条线的中央。此时游码左侧的刻度即表示所测量钻井液的密度。1、密度与钻井的关系（1）平衡地层压力和井壁侧压

3、力。在钻井作业中，钻井液的功能之一是利用钻井液质量产生的液柱压力来平衡地层压力和井壁侧压力，防止井喷、井漏和井壁垮塌；同时防止高压层中的油、气、水进入钻井液中破坏钻井液的性能，引起井下复杂情况。钻井过程中，钻井液的密度过小，钻井液的液柱压力过小，一方面不足以平衡地层压力，低层中的油、气、水可以进入钻井液，破坏钻井液性能，同时造成钻井液密度下降，引起井喷事故的发生；另一方面液柱压力过小，不足以提供足够的支撑力来平衡井壁侧压力，易使井壁垮塌。密度过大，钻井液的液柱压力过大，当液柱压力大于地层压力，钻井液进入地层中去，对油气层造成破坏；当钻井液的液柱压力大于地层破裂压力时，压漏地层，产生井漏。（2）

4、钻井液密度与钻速的关系一般而言：钻井液密度越大，机械钻速越低；钻井液密度越小，机械钻速越高。原因在于：第一，钻井液密度大，钻井液产生的液柱压力达，钻具在井内转动时要克服的摩擦力越大，动力消耗越大，钻头研磨地层的动力下降，机械钻速下降；第二，钻井液的密度大，液柱压力达，对井底产生压持效应，使钻屑不能及时脱离开岩石母体，造成钻头对破碎岩石的重复切削，降低机械钻速；第三，钻井液的密度大，造成井内正压差增大，使井底岩石的可钻强度增加，钻度降低。反之，密度下降，钻速提高。2、提高钻井液密度方法（1）加重的条件钻进高压盐水层或高压油气层之前，要对钻井液进行加重。（2）加重的方法a加入重晶石粉等加重材料；b

5、加入可溶性无机盐如NaCl、KCl等，可溶性有机盐如甲酸钠、甲酸钾、甲酸铯等；c钻井液中有气泡室，通过对钻井液进行排气，也可以提高钻井液密度。（除气器、消泡剂）其中，在钻井液中加入加重剂是最常用的提高密度的方法。3、降低钻井液密度（1）降低的条件钻进低压油气层、实现平衡钻井或欠平衡钻井时，常常碰到要降低钻井液密度的问题，处理井漏时液需要降低密度。（2）降低密度的方法a减少钻井液中固相含量，如用机械和化学除砂的方法，清除钻井液中的钻屑、砂子等有害固相；b加入大量清水稀释；加入一定数量的发泡剂，利用气体充入钻井液降低钻井液的密度；c混油；d钻进低压油气层时选用气体钻井液。二、钻井液的流变参数钻井液

6、的流变性概述钻井液流变性（RheologicalPropertiesofDrillingFluids）是指在外力作用下，钻井液发生流动和变形的特性，其中流动是主要的方面。该特性通常用钻井液的流变曲线和塑性粘度（PlasticViscosity）、动切力（YieldPoint）、静切力（GelStrength）、表观粘度（ApparentViscosity）等流变参数来进行描述的。钻井液流变性是钻井液的一项基本性能，它在解决下列钻井问题是起着十分重要的作用：（1）携带岩屑，保证井底和井眼的清洁；（2）悬浮岩屑；（3）提高机械钻速；（4）保持井眼的规则和保证井下安全。钻井液的流变性对钻井工作的影响

7、主要体现在悬浮岩屑、护壁、减阻、提高钻速和冷却钻具5个方面。液体的基本流型通过实验研究，归纳为四种基本流型：牛顿流型、塑性流型、假塑性流型和膨胀流型。一般钻井液属于塑性流型。流变曲线①牛顿液(NewtonianFluid)②指数液(Power-lawFluid)③塑性液(BinghamFluid)④膨胀液(SwellFluid)γττOτS12345钻井液的触变性搅动后变稀,静置后变稠。静切力随静