3__钻井液性能及其测试.pptVIP

在钻井液工艺中，通常用一个重要参数——滤失量(Water loss 或Filtration Rate)来表征钻井液的渗滤速率。钻井液的滤失性也是钻井液最重要的性能之一，有关内容将在后面的教学工作中详述。 右图表示经预水化的膨润土基浆(其中膨润土含量为57.1kg/m3)的表现粘度随pH值的变化。由图可知，当pH值大于9时，表现粘度随pH值升高而剧增。其原因是当pH值升高时，会有更多OH-被吸附在粘土晶层的表而，进一步增强表面所带的负电性，从而在剪切作用下使粘土更容易水化分散。 泥饼中级砂粒含量过高会使泥饼的摩擦系数增大，容易造成压差卡钻； 增加对钻头和钻具的磨损，缩短其使用寿命。 降低钻井液含砂量量有效的方法，是充分利用振动筛、除砂器、除泥器等设备，对钻井液的固相含量进行有效的控制。 激光粒度分析仪 高温高压页岩膨胀仪 高温高压失水仪 高温高压堵漏仪 滤饼质量评价 滤饼质量评价 光滑性：将滤饼放在一平面上，用手指触摸，如果滤饼薄而光滑，并无有砂子的感觉则光滑性好，否则，光滑性不好。 坚实性：将滤饼放在一容器里，并装入水或柴油，放置24小时，观察其破坏滤饼的程度，如果滤饼经过浸泡而松散或消失，证明坚实性较差，否则，则好。 韧 性：将滤饼放在一立方形物品(桌面)边缘，向下折90°，如果滤饼无明显断裂，证明韧性较 好，否则较 差。 四、钻井液的pH值和碱度 1.钻井液的pH值 通常用钻井液滤液的pH值表示钻井液的酸碱性。由于酸碱性的强弱直接与钻井液中粘土颗粒的分散程度有关，因此会在很大程度上影响钻井液的粘度、切力和其它性能参数。 松科1井，470m处井口泥浆，pH为6.5，失水量为18ml；加入0.5%KOH后，pH为10.5，失水量为14.4ml。 在实际应用中，大多数钻井液的pH值要求控制在8～11之间，即维持一个较弱的碱性环境。这主要是由于有以下几方面的原因： 可减轻对钻具的腐蚀； 可预防因氢脆而引起的钻具和套管的损坏； 可抑制钻井液中钙、镁盐的溶解； 有相当多的处理剂需要在碱性介质个才能充分发挥其效能．如丹宁类、褐煤类和木质素磺酸盐类处理剂。 烧碱（即工业用NaOH）是调节钻井液pH值的主要添加剂，有时也使用纯碱和石灰。 在常温下，它们的水溶液具有如下的pH值： 10% NaOH 溶液，pH＝12.9； 10% Na2CO3 溶液，pH＝11.1； 饱和Ca(OH)2溶液，pH＝12.1。 通常使用pH试纸测量钻井液的pH值，如要求的精度较高时，可使用pH计。 五、钻井液含砂量 钻井液含砂量是指钻井液中不能通过200目筛网，即粒径大于74微米的砂粒占钻井液总体积的百分数。在现场应用中，该数值越小越好，一般要求控制在0.5％以下。这是由于含砂量过大会对钻井过程造成以下危害： 使钻井液密度增大，对提高钻速不利； 使形成的泥饼松软，导致滤失量增大，不利于井壁稳定，并影响固井质量； 含砂量的测量 六、钻井液的固相含量 钻井液固相含量通常用钻井液中全部固相的体积占钻井液总体积的百分数来表示，固相含量的高低以及这些因相颗粒的类型、尺寸和性质均对钻井时的井下安全、钻井速度及油气层损害程度等有直接的影响。因此，在钻井过程中必须对其进行有效的控制。 1．钻井液中固相的类型 一般情况下，钻井液中存在着各种不同组分、不同性质和不同颗粒尺寸的固相。根据其性质的不同，可将钻井液中的固相分为两种类型，即活性固相(Active So1ids)和惰性固相(Inert So1ids)。凡是容易发生水化作用或易与液相中某些组分发生反应的称为活性固相，反之则称为惰性固相。前者主要指膨润土，后者包括石英、长石、重品石以及造浆率极低的粘土等。除重晶石外，其余的惰性固相均被认为是有害固相，是需要尽可能加以清除的物质。080305 15:35 2.钻井液固相含量对与井下安全的关系 使钻井液流变性能不稳定，粘度、切力偏高，流动性和携岩效果变差。 使井壁上形成厚的泥饼，而且质地松散，摩擦系数大，从而导致起下钻遏阻，容易造成粘附卡钻。 泥饼质量不好会使钻井液滤失量增大，常造成井壁泥页岩水化膨胀、井径缩小、井壁剥落或坍塌； 钻井液易发生盐钙侵和粘土侵，抗温性能变差，维护其性能的难度明显增大。 3.钻井液固相含量对钻速的影响 大量钻井实践表明，钻井液中因相含量增加是引起钻速下降的一个重要原因。此外，钻井液对钻速的影响还与固相的类型、固相颗粒尺寸和钻井液类型等因素有关。 根据100口井统计资料做出的钻井进尺、钻头使用数量及钻井天数与钻井液固相含量的关系曲线如下图所示。虽然这些曲线不能用来预计某口井的钻速，但是可以表明固相含量对钻速影响的大概趋势。 关于固相类型对钻速的影响，一般认为．重晶石、砂粒等惰性固相对钻速的影响较小，钻屑、低造浆率