钻井全过程PPT教案省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件.pptx

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第一节 钻井液定义和功用
第二节 钻井液组成和分类
第三节 钻井液性能
第四节 钻井液固相控制
第五节 井塌及防塌钻井液
第六节 油气层保护及完井液
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第一节 钻井液定义和功用
一、钻井液定义
钻井时用来清洗井底并把岩屑携带到地面、维持钻井操作正常进行流体称为钻井液或洗井液。
二、钻井液功用
1．携岩
2．冷却和润滑钻头及钻柱
3．造壁，维持井壁稳定
4．控制地层压力
5. 悬浮钻屑和加重材料，预防下沉
6. 取得地层和油气资料
7. 传递水功率
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一、钻井液组成
（1）液相： 液相是钻井液连续相，水或油。
（2）活性固相： 包含人为加入商业膨润土（般土）、有机
膨润土(油基 钻井液用)和地层进入造浆粘土。
（3）惰性固相：惰性固相是钻屑和加重材料。
（4）各种钻井液添加剂: 增粘、稀释、浆失水、PH值、防塌等。
第二节 钻井液组成和分类
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二、钻井液分类
API和IADC分类：
（1）不分散体系—— 膨润土+清水；
天然钻井液（自然造浆而成），浅层钻进。
（2）分散体系—— 水+膨润土+分散剂（铁络木质素黄酸盐等），
深井或复杂井。
（3）钙处理体系—— 水基钻井液+钙盐（石灰、石膏、氯化钙），
抑制粘土膨胀。
（4）聚合物体系——水基钻井液+高聚物（聚丙烯酰胺PAM、PHP），
絮凝劣质土，抑制粘土分散。
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(5）低固相体系——总固相含量6% ~10%，膨润土含量
小于3%，钻屑与膨润土比值小于2∶1。
特点：提升钻速，降低对产层伤害。
（6）饱和盐水体系——氯离子含量达189g/L水基钻井液。
特点： 抗盐侵，抑制粘土水化。海上钻井、钻盐岩层和泥页盐层。
（7）修井完井液体系—— 水+盐+聚合物等；油基钻井液 。
特点： 低密度、无固相、抑制粘土膨胀、低滤失，保护油气层。
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（8）油基钻井液体系—油包水乳化钻井液：油+水+乳化剂
油基钻井液：柴油+氧化沥青、有机酸、碱
特点：耐高温、保护油气层、预防水敏性地层吸水膨胀。
摩阻小，用于大位移水平井，或特出复杂层段。
（9）空气、雾、泡沫和气体体系——欠平衡压力钻井。
特点：提升钻速，保护油气层。
适合用于低压油气层、易漏裂缝性油气层、低渗透油气层等。
井壁应比较稳定地层。
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一、钻井液密度
钻井液密度指单位体积钻井液质量。
加重剂：碳酸钙、重晶石、钛铁矿粉。
二、钻井液流变性能
粘度和切力随流速改变性能。包含静切力、动切力、表观粘度、塑性粘度、流性指数、稠度系数等参数。
（一）液体基本流型
流速梯度（剪切速率）— 钻井液在钻柱和环空内流动时，速度分布
不均匀，中心处流速大，向外流速减小。
单位距离内流速增量称为流速梯度。
第三节 钻井液性能
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剪切应力—液流中各层速度不一样，层间必有相对运动，发生内摩擦，妨碍液层作相对运动。单位面积上内摩擦力称为剪切应力。
依据液体流动时剪应力与流速梯度关系，将液体流动分为四种流型：

牛顿流型：

塑性流型：
假塑性流型（n<1)
膨胀流型 (n>1)
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1．塑性流型特点
(1)所加切应力到达某一最低τs之后才开始流动，这个最低切应力
称为静切应力。又称凝胶强度。
它代表了钻井液静止时单位面积上所形成连续空间网架结构强度。
(2)当切应力继续增大，流变曲线出现直线段，延长该直线与切应力轴相交于τ0 ， 称为动切应力或屈服值。
是钻井液处于层流状态时钻井液中网状结构强度量度。
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（二）塑性流型流变参数及调整
1. 静切力（静切应力）
使钻井液开始流动所需最低切应力，它是钻井液静止时单位面积上所形成连续空间网架结构强度量度。它反应了钻井液触变性好坏。
调整方法：无机盐（改变粘土颗粒间静电力）、降粘剂或增粘剂。
2. 动切应力（屈服值）
流变曲线直线段延长线与切应力轴
交点应力大小。
反应在层流状态下粘土颗粒之间及高聚物
分子之间相互作用力（形成空间网状结构
之力）大小。
调整方法同静切力。
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