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钻井液的组成和分类

钻井液的组成

钻井液是由分散介质（连续相）、分散相和化学处理剂组成的分散体。例如，

以水为连续相的水基钻井液是由水（淡水或盐水）膨润土、各种处理剂、加

重材料以及钻屑所组成的多相分散体系。以油为连续相的油包水钻井液是由

油（柴油或矿物油）、水滴（淡水或盐水）、乳化剂、润湿剂、亲油固体等

处理剂所形成的乳状液分散体系。

分散体系的分类

分散体系是指一种或多种物质分散在另一种物质中所形成的体系。被分散的

物质称为分散相（不连续相）另一种物质称为分散介质连续相）。

热力学上把体系中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分称为相。相与相

之间有明显的相界面。例如，膨润土颗粒分散在水中，膨润土颗粒

为分散相，水为分散介质，黏土颗粒和水之间有明显的分界面；水滴分

散在油中,水是分散相,油是分散介质,水滴和油之间有明显的分界面。

分散体系按分散相颗粒的大小分为以下几类：

1.

分子分散体系。

分子分散体系是指溶质以小分子、原子或离子状态分散在溶剂中形成的体系，

没有界面，是均匀的单相，其粒子直径在Inrn以下。通常把这种体系称为真

溶液。

2.胶体分散体系。

胶体分散体系是指分散相颗粒的直径小于IOOnm的分散体系。其目测是均

匀的，但实际是相不均匀体系（也有将分散相颗粒的直径为I-IOOOnm的

颗粒归入胶体范畴），如AgI溶胶等。

3.

粗分散体系。

粗分散体系是指当分散相颗粒的直径大于100nm时，目测是混浊不均匀体

系，放置后会沉淀或分层，如浑浊的河水等。

钻井液中的分散相颗粒一般介于胶体分散体系与粗分散体系之间，其稳定性

规律可以通过研究胶体体系稳定性规律来获得。

钻井液的分类

钻井液按密度可分为非加重钻井液和加重钻井液;按其与黏土水化作用可分

为非抑制性钻井液和抑制性钻井液力安其固相含量来分）各固相含量较低的

称为低固相钻井液，基本不含固相的称为无固相钻井液；根据分散（流体）

介质不同，分为水基钻井液、油基钻井液、气体型钻井流体和合成基钻井液

4种类型。

随着钻井液工艺技术的不断发展，钻井液的种类也越来越多，参考国外钻井

液分类标准，在国内得到认可的主要有以下几种钻井液类型。

1.

分散钻井液

分散钻井液是指用淡水、膨润土和各种对黏土与钻屑起分散作用的处理剂

（简称分散剂）配制而成的水基钻井液。分散钻井液是出现最早、使用时间

最长的一类钻井液。以其配制方法较简单、配制成本较低的优点沿用至今。

分散钻井液的主要特点：①可容纳较多的固相，较适用于配制高密度钻井液。

②容易在井壁上形成较致密的泥饼，故其滤失量一般较低。

③某些分散钻井液，如以磺化楮胶、磺化褐煤和磺化酚醛树脂作为主处理剂

的三磺钻井液具有较强的抗温能力，适用于在深井和超深井中使用。但与后

出现的钻井液类型相比，因其固相含量高，抑制性、抗污染能力较差，对提

高钻速和保护油气层不利。

2.

钙处理钻井液

钙处理钻井液的组成特点是体系中同时含有一定浓度的Ca2+和分散剂。

Ca2+通过与水化作用很强的钠膨润土发生离子交换，使一部分钠膨润土转

变为钙膨润土,从而减弱水化的程度。分散剂的作用是防止Ca2+引起体系

中的黏土颗粒絮凝过度，使其保持在适度絮凝的状态,以保证钻井液具有良

好、稳定的性能。这类钻井液的特点是：抗盐、钙污染的能力较强，并且对

所钻地层中的黏土有抑制其水化分散的作用，因此可在一定程度上控制页岩

坍塌和井径扩大，同时能减轻对油气层的损害。

3.

盐水钻井液和饱和盐水钻井液

盐水钻井液是用盐水（或海水）配制而成的。盐的质量分数从1%（CI-

的质量浓度为6000mg/1直至饱和（C1-的质量浓度为189000mg/1）之

间均属于此种类型。盐水钻井液也是一类对黏土水化有较强抑制作用的钻

井液。

饱和盐水钻井液是指钻井液中NaCI含量达到饱和时的盐水钻井液体系。它

可以用饱和盐水配成，也可先配成钻井液再加盐至饱和。饱和盐水钻井液主

要用于钻其他水基钻井液难以对付的大段岩盐层和复杂的盐膏层，也可以作

为完井液和修井液使用。

4.