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本节课程内容
一、密度
二、流变性(漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、
动切力、静切力等)
三、滤失造壁性(滤失量、滤饼厚度、滤饼性能等)
四、pH值
五、含砂量
六、固相含量等。
钻井液常规性能
一 钻井液密度
钻井液的密度是指每单位体积钻井液的质量,常用g/cm3(或kg/m3)表示。在钻井工程上,钻井液密度和泥浆比重(Mud weight)是两个等同的术语。其英制单位通常为lbm/ga1(即磅/加仑,或写做ppg),1 g/。
钻井液密度是确保安全、快速钻井和保护油气层的一个十分重要的参数。通过钻井液密度的变化,可调节钻井液在井筒内的静液柱压力,以平衡地层孔隙压力时亦用于平衡地层构造应力,以避免井塌的发生。
1. 钻井液密度与安全密度窗口
一 钻井液密度
安全密度窗口(△P)
井漏
井喷
复杂情况
坍塌
钻具
厚泥饼
卡钻
安全密度窗口:安全钻进时的 泥浆密度范围
1. 钻井液密度与安全密度窗口
一 钻井液密度
坍塌压力P塌和泥浆压力P泥
井眼形成后,地应力在井壁上的二次分布所产生的指向井内引起井壁岩石向井内移动的应力,称为井壁(地层)坍塌应力P塌。P塌一旦产生(P塌≥0),井壁岩石必然逐渐掉(挤)入井中(垮塌)。
钻井过程中P塌可以(也只能)用井内泥浆液柱压力来有效地平衡,P泥≥P塌时则井壁保持稳定;P泥<P塌时,则发生井塌。
1. 钻井液密度与安全密度窗口
一 钻井液密度
泥浆压力P泥和破裂压力P破
除了P塌之外,裸眼井段还有地层流体压力(P地)和地层破裂压力P破(P漏)等两个地层压力。钻进过程中,我们人为施加的是泥浆压力P泥。
当P泥>P破(P漏)则发生井漏;P泥<P地时,则发生井涌或井喷。
1. 钻井液密度与安全密度窗口
一 钻井液密度
安全密度窗口问题分析
P塌 、P地
P泥
P破(P漏)
安全密度窗口△P=P破-P地(P塌)
常规地层
井口
易漏,低P破
P泥
P泥
低压地层
高压地层
易喷地层,高P地
常规地层
一 钻井液密度
钻井液密度是用一种专门设计的钻井液比重秤(Mud Balancer)测得的,比重秤的外观如下图所示。测定时,首先在泥浆杯中盛满钻井液,盖上计量盖,然后用棉纱布擦净从计量盖小孔溢出的钻井液。再将比重秤刀口放置在底座的刀垫上,不断移动游码,直至水平泡位居两条线的小央。此时游码左侧的到度即表示所测量钻井液的密度。
2. 钻井液密度的测量
一 钻井液密度
加入重晶石等加重材料是提高钻井液密度最常用的方法。
在加重前,应调整好钻井液的各种性能,特别要严格控制低密度固相的含量。一般情况下,所需钻井液密度越高,则加重前钻井液的固相含量及粘度、切力应控制得越低。
加入可溶性无机盐也是提高密度较常用的方法。如在保护油气层的清洁盐水钻井液中,通过加入NaCl, g/cm3左右。
一 钻井液密度
为实现平衡压力钻井或欠平衡压力钻井,有时需要适当降低钻井液的密度。通常降低密度的方法有以下几种:
最主要的方法是用机械和化学絮凝的方法清除无用固相,降低钻井液的固相含量。
加水稀释。但往往会增加处理剂用量和钻井液费用。
混油。但有时会影响地质录井和测井解释;
钻低压油气层时可选用充气钻井液等。