钻井液完井液化学9、10章讲解.pptVIP

糖类 ---甲基葡萄糖甙 糖类是众所周知的低分子量增粘剂，与环境匹配，在一定浓度下可提高泥浆滤液粘度，降低页岩中水的流动。另外可以降低水相的活性。这样可以使页岩脱水，缺点是容易被生物降解。而甲基葡萄糖甙可以克服此问题。 糖类推荐为钻屑及井壁稳定剂，相对高的用量（一般＞30%w/w）限制了其使用，这一加量达到理想的效果，但其花费高，最好是与盐混合使用。 合成基钻井液 第一代： 醚类 脂类 聚?-烯烃 第二代（毒性、生物降解性、成本等方面改进）：直链烯烃 防塌钻井液的密度确定 与下列因素有关: 地层孔隙压力 地应力大小与方向 地层力学性能 上覆压力 地层破裂压力 钻井液与地层作用的水化应力 钻井液与地层作用时间 钻井液的水力参数 井斜角等 钻井液密度窗口 密度窗口 裸眼井段的三个压力剖面: P破 P地 P坍 裸眼井段钻井的安全压力（泥浆密度）窗口： 若P地 P坍 则 P破 P泥 P地 若P坍 P地 则 P破 P泥 P坍 若△P P循环压耗，则无法正常钻井 泥浆作用：使P坍上升， P地 上升、P破下降， △P减小 对水敏地层（泥页岩） 水化： 产生膨胀压，改变井周应力分布 增加地层塑性，强度降低 胶结物溶解 地层孔隙压力增大 对破碎性地层（稳定性取决于本体力学性质、岩体结构面或弱面的多少及性质、井斜、方位等） 用P泥平衡P坍时： 若结构面闭合， P泥对防塌有利； 若结构面不闭合， P泥使钻井液进入结构面，导致： a) P泥有效作用下降，甚至为零 b) 使P坍上升，形成恶性循环，且P泥愈大， P坍愈大，以致使P泥作用完全失效 必须使用合理配套的钻井液技术，以达到以下要求： 将地层水化抑制，使P坍不上升 （1）页岩水化（抑制水化）程度的测定技术 （2）页岩水化及抑制水化的泥浆技术 完全封堵井壁地层（近井壁渗透率为零），使P坍、P地不上升，P泥完全有效，并使P破不下降 安全压力窗口不变窄 第三节、井喷 井喷的原因 钻井液密度偏低（钻井过程中井喷） 起钻抽吸、泥包、井漏、起钻未及时灌泥浆等引起压力降低、油气侵入、油气上窜时体积膨胀（起钻过程、下钻过程、下钻后循环时井喷） 进入高压油气层的显示 机械钻速升高或钻具放空 泥岩岩屑变大，棱角分明，泥页岩密度下降 荧光显示好或发现油砂 钻井液密度下降 泵压下降且泵压不稳 钻井液含气量上升，严重时钻井液液面有气泡 泥浆池液面升高 井涌 油气上窜引起井喷示意图 井喷示意图 压井用重泥浆密度确定 P地=0.1 ?原H+P立 0.1 ?重H=P地+P附 ?重= ?原+10(p立+p附)/H 第四节、卡钻 概念： 在钻井过程中，钻具在井下不能转动又不能自由地上下活动而被卡死的井下事故。 与泥浆有关的卡钻类型： 泥饼卡钻 沉砂卡钻通过增强携带能力解决 砂桥卡钻通过增强携带能力解决 井塌卡钻使用防塌钻井液 泥包卡钻增强抑制性 缩径卡钻提密度、增强抑制性 泥饼粘附卡钻（压差卡钻） 概念： 在井下压差作用下，钻具粘附在井壁泥饼上，既不能上提下放又不能转动的井下复杂事故。 原因： 渗透性强的地层，形成泥饼厚 钻具在井下静置时间长 压差大 泥饼粘附卡钻示意图 予防措施 工程方面： 用较小直径，较短的方形或螺旋形钻铤 加扶正器 控制井斜及方位变化 泥浆方面： 尽可能用低密度泥浆 维持低滤失量 加润滑剂 勤活动钻具 加强固控 解卡所需上提力计算 F=R?L(P液柱-P地层)? R---钻柱半径 ?---包角 L---粘附长度 ?---泥饼摩擦系数 F---上提力 解卡措施 低密度泥浆大排量循环，上提猛放，适当转动 注解卡液（油，油基泥浆，饱和盐水，酸，特制解卡液） 爆炸松扣，套铣 使用钻杆测试工具 填井、侧钻 习题 1、7、9 页岩中砂岩透镜体孔隙压力异常引起坍塌示意图 受预应力作用（地层倾角大、断层附近地层破碎等）页岩坍塌示意图 井壁力学不稳定的三种可能机理 构造应力 非正常 孔隙压力 裂缝 关于泥页岩水化 表面水化： 驱动力：表面水化能（为主）、范德华力、 静电引力 特点：作用距离短，膨胀压大，体积膨胀小 渗透水化： 驱动力：双电层斥力（为主）、渗透压力 特点：作用距离长，体积膨胀大，膨胀压小， 达平衡慢，电解质影响显著 泥页岩分类（按坍塌原因分） 软胶泥页岩 具有应力和压力的页岩 水敏性硬质页岩