鉆井液性能及其測試ppt課件

1、 鉆井液性能及其測試鉆井液性能及其測試鉆井液常規(guī)性能包括：鉆井液常規(guī)性能包括：密度、密度、pH值、含砂量、固相含量值、含砂量、固相含量流變性漏斗粘度、表觀粘度、塑性粘度、動切力、流變性漏斗粘度、表觀粘度、塑性粘度、動切力、靜切力等靜切力等濾失造壁性濾失量、濾餅厚度、濾餅性能等濾失造壁性濾失量、濾餅厚度、濾餅性能等一、鉆井液密度一、鉆井液密度1.1.鉆井液密度及其在鉆井作業(yè)中的重要性鉆井液密度及其在鉆井作業(yè)中的重要性1.1 1.1 密度密度DensityDensity單位體積鉆井液的質(zhì)量單位體積鉆井液的質(zhì)量最常用符號：最常用符號：最常用單位：最常用單位：g/cm3g/cm31.2 1.2 泥漿比

2、重泥漿比重(Mud Weight)(Mud Weight)在鉆井工程上，鉆井液密度在鉆井工程上，鉆井液密度 = = 泥漿比重泥漿比重某泥漿比重為某泥漿比重為1.31.3，即密度為，即密度為1.3 g/cm31.3 g/cm3一、鉆井液密度一、鉆井液密度1.3 1.3 作用作用經(jīng)過調(diào)理鉆井液的密度，可改動鉆井液在井筒內(nèi)的靜經(jīng)過調(diào)理鉆井液的密度，可改動鉆井液在井筒內(nèi)的靜液柱壓力液柱壓力P = ghP = gh1.4 1.4 重要性重要性平衡地層孔隙壓力平衡地層孔隙壓力 防止井涌井噴防止井涌井噴平衡地層構(gòu)造應力平衡地層構(gòu)造應力 防止井塌防止井塌因此鉆井液密度不能過低，但鉆井液密度過高會導致：因此鉆井

3、液密度不能過低，但鉆井液密度過高會導致：井漏；鉆速下降；損害油氣層等井漏；鉆速下降；損害油氣層等1.5 1.5 意義意義鉆井液密度是確保平安、快速鉆井和維護油氣層的一鉆井液密度是確保平安、快速鉆井和維護油氣層的一個非常重要的參數(shù)個非常重要的參數(shù)井漏井漏井噴井噴復雜情況復雜情況坍塌坍塌 鉆具鉆具厚泥餅厚泥餅卡鉆卡鉆 2. 2.鉆井液密度的丈量鉆井液密度的丈量用一種專門設計的鉆井液比重秤用一種專門設計的鉆井液比重秤(Mud (Mud BalancerBalancer測得測得3.鉆井液密度的調(diào)整3.1 添加的方法 = 加重參與重晶石等不溶性加重資料參與可溶性無機鹽如在維護油氣層的清潔鹽水鉆井完井液中

4、，經(jīng)過參與NaCl，可將鉆開液密度提高至1.20 g/cm3左右3.2 減小的方法 去除鉆井液中的無用固相機械方法，化學絮凝加水稀釋混油充氣常用的加重劑常用的加重劑重晶石重晶石BaSO4(=4.24.6)石灰石石灰石CaCO3(=2.72.9)菱鐵礦菱鐵礦Fe CO3 (=3.73.9)方鉛礦方鉛礦PbS(=7.57.6)鈦鐵礦鈦鐵礦FeTiO3或或TiO2Fe2 O3 (3.0)鐵礦粉鐵礦粉Fe2 O3(=4.95.3)二、鉆井液的流變性鉆井液的流變性是指鉆井液流動和變形的特性。該特性通常是由不同的流變方式及其參數(shù)來表征的，最常用的流變方式為賓漢方式和冪律方式賓漢方式的參數(shù)：塑性粘度(Pla

5、stic Viscosity)和動切力(Yield Point)冪律方式的參數(shù)：流性指數(shù)(FLow Behavior Index)和稠度系數(shù)(Consistency Index)二、鉆井液的流變性此外，漏斗粘度(Funnel Viscosity、表觀粘度(Apparent Viscosity)和靜切力(Gel Strength)等也是鉆井液的重要流變參數(shù)由于鉆井液的流變性與攜巖、井壁穩(wěn)定、提高機械鉆速和環(huán)空水力參數(shù)計算等一系列鉆井任務親密相關，因此它是鉆井液最重要的性能之一。有關內(nèi)容將在后面的教學任務中重點論述。鉆井液流變性的丈量三、鉆井液的濾失造壁性1 1 鉆井液的濾失性鉆井液的濾失性鉆井過

6、程中，當鉆頭鉆過浸透性地層時，由于鉆井液鉆井過程中，當鉆頭鉆過浸透性地層時，由于鉆井液的液柱壓力普通總是大于地層孔隙壓力，在壓差作用下，的液柱壓力普通總是大于地層孔隙壓力，在壓差作用下，鉆井液的液體便會滲入地層，這種特性常稱為鉆井液的液體便會滲入地層，這種特性常稱為2 2 鉆井液的造壁性鉆井液的造壁性在液體發(fā)生滲濾的同時，鉆井液中的固相顆粒會附著在液體發(fā)生滲濾的同時，鉆井液中的固相顆粒會附著堆積在井壁上構(gòu)成一層泥餅堆積在井壁上構(gòu)成一層泥餅(Mud cake)(Mud cake)；隨著泥餅的逐；隨著泥餅的逐漸加厚以及在壓差作用下被壓實，會對裸眼井壁有效地漸加厚以及在壓差作用下被壓實，會對裸眼井壁

7、有效地起到穩(wěn)定和維護作用，這就是起到穩(wěn)定和維護作用，這就是由于泥餅的浸透率遠遠小于地層的浸透率，因此構(gòu)成的泥餅還可有效地阻止鉆井液中的固相和濾液繼續(xù)侵入地層。在鉆井液工藝中，通常用濾失量(Water loss 或Filtration Rate)來表征鉆井液的滲濾速率 濾餅質(zhì)量評價濾餅質(zhì)量評價四、鉆井液的pH值通常用鉆井液濾液的pH值表示鉆井液的酸堿性酸堿性的強弱直接與鉆井液中粘土顆粒的分散程度有關，因此會在很大程度上影響鉆井液的粘度、切力等在實踐運用中，大多數(shù)鉆井液的pH值要求控制在811之間，即維持一個較弱的堿性環(huán)境。這主要是由于有以下幾方面的緣由：可減輕對鉆具的腐蝕；可預防因氫脆而引起的鉆

8、具和套管的損壞；有相當多的處置劑需求在堿性介質(zhì)個才干充分發(fā)揚其效能，如丹寧類、褐煤類和木質(zhì)素磺酸鹽類處置劑鐵人王進喜跳入泥漿池堿性攪拌泥漿調(diào)理鉆井液pH值的方法：參與燒堿有時也運用純堿或石灰五、鉆井液含砂量鉆井液中不能經(jīng)過200目篩網(wǎng)，即粒徑大于74微米的砂粒占鉆井液總體積的百分數(shù)在現(xiàn)場運用中，該數(shù)值越小越好，普通要求控制在0.5以下含砂量過高的危害：使鉆井液密度增大，對提高鉆速不利；使構(gòu)成的泥餅松軟，導致濾失量增大，不利于井壁穩(wěn)定，并影響固井質(zhì)量添加對鉆頭和鉆具的磨損，縮短其運用壽命降低鉆井液含砂量量有效的方法：充分利用振動篩、除砂器、除泥器等設備，對鉆井液的固相含量進展有效的控制六、鉆井液的固相含量鉆井液中全部固相的體積占鉆井液總體積的百分數(shù)固相的組成：膨潤土，石英、長石、重品石，造漿率極低的粘土固相含量的高低以及這些因相顆粒的類型、尺寸和性質(zhì)均對鉆井時的井下平安、鉆井速度及油氣層