油田化学第二章 新.ppt

第二节 钻井液密度及其调整 第二节 钻井液密度及其调整 在外力作用下，物质发生流动和变形的特性。 一、基本概念 1、剪切速率γ ：指垂直于流速方向上单位距离上 的流速变化。 在钻井过程中，钻井液在各个部位的剪切速率不同： 2、剪切应力τ：流体单位面积上的内摩擦力。 二、流变模式 1、宾汉模式 ③调整 （2）动切力τd τ1/2 =τC 1/2+η?1/2γ1/2 τC — 卡森动切力 η? — 卡森的极限粘度 物理意义：反映钻井液网架结构的强弱 1、井壁稳定性 1、盐： KCl、 NaCl 2、阳离子表面活性剂 （1）中和粘土的负电荷 4、非离子型聚合物 （1）类型：氧化沥青、改性沥青粉、 磺化沥青（水溶）、乳化沥青 第九节 卡钻与解卡 2、压差卡钻原因 静止钻具与泥饼接触后其摩擦力大于钻机的最大提升力。 第九节 卡钻与解卡 粘附卡钻断面位置 F----提力 r----卡钻处钻柱半径 θ----泥饼与钻柱的包角 L----粘附长度 ρm----钻井液密度 h----卡钻深度 pf----地层压力 f----摩擦系数 式中： 提力=粘附面积×粘附压差×摩阻系数 实例： 某井在1000米深处卡钻,钻杆尺寸为114mm,围包角90°,泥饼粘附长度15m,钻井液比重1.20,地层孔隙水的压力100atm（10MPa) ,泥饼摩擦系数0.25, 解卡所需力为67吨 第九节 卡钻与解卡 三、解卡 1、使用解卡剂浸泡 降低摩擦系数 2、降低钻井液密度 降低压差 第九节 卡钻与解卡 √ 液体润滑剂（柴油） 沥青 表面活性剂 解卡剂 降低ρm，f 第十节 钻井液中的漏失与地层的堵漏 第二章 钻井液化学 井漏的原因 钻井过程中，井内钻井液液柱压力大于地层破裂压力便会发生井漏。 引起井漏的因素主要有两方面：一是井下地层破裂压力异常低，岩层孔隙度大、渗透性好，或有裂缝、溶洞等；另一方面是由于钻井工艺措施不当，如钻井液密度过大、压力过高，或开泵过猛以及下钻速度过快而造成井下压力激动等。 井漏会造成钻井液池面下降，返出的钻井液量减小，严重的井漏则会使钻井液失去循环，只进不出，进而会导致井壁坍塌或井喷。 井漏的现象: 一、漏失定义及类型 1、定义：钻井过程中，钻井液大量流入地层的现象 2、类型： (1)渗透性漏失： 砂岩或砾岩地层，漏失速率0.5-10m3/h，钻井液液面缓慢下降。 第十节 钻井液中的漏失与地层的堵漏 (2)裂缝性漏失： 裂缝性灰岩和砂岩地层，漏失速率10-100m3/h，钻井液液面迅速下降。 (3)溶洞性漏失： 溶洞性灰岩地层，漏失速率100m3/h，钻井液只进不出。 第十节 钻井液中的漏失与地层的堵漏 第十节 钻井液中的漏失与地层的堵漏 （a）渗透性漏失 （c）溶洞性漏失 （b）裂缝性漏失 第七节 钻井液润滑性及其改善 第二章 钻井液化学 第七节 钻井液润滑性及其改善 钻井液润滑性: 钻井液能使钻柱与井壁之间 的干摩擦变成湿摩擦,从而使摩擦产生的阻力减小，钻井液的这种性能称钻井液润滑性。 一、钻井液润滑性 摩阻系数：一定条件下，相对运动物体所产生的摩擦力与垂直摩擦面作用力的比值。 1、概念 摩擦系数空气为0.5，清水为0.35，柴油为0.07 水基钻井液摩阻系数在0.20～0.35之间 油基钻井液的摩阻系数在0.08～0.09之间 水平井要求钻井液的摩阻系数在0.08～0.10范围 第七节 钻井液润滑性及其改善 减少钻柱的摩擦阻力，缩短起下钻时间 能用较小的动力来转动钻具 能防粘卡，防止钻头泥包 第七节 钻井液润滑性及其改善 2、为什么钻井液要具有良好的润滑性 润滑性是钻水平井、大位移井、超深井等 复杂井的关键技术 （1）固相的影响 固相含量增高，钻井液润滑性变差 （2）有机高分子处理剂的影响 改善泥饼质量 在井壁上形成吸附膜 降低摩擦阻力 （3）润滑剂 第七节 钻井液润滑性及其改善 3、钻井液润滑性影响因素 1、液体类润滑剂 类型：矿物油、植物油和表面活性剂等 第七节 钻井液润滑性及其改善 二、钻井液润滑性改善 合理使用润滑剂可以降低摩阻系数改善润滑性 第七节 钻井液润滑性及其改善 第七节 钻井液润滑性及其改善 作用机理：通过在金属、岩石和粘土表面形成吸附膜，减少钻具对井壁和套管的摩擦 第七节 钻井液润滑性及其改善 形成均匀油膜，润滑效果好 亲水