钻井液理论Word文件下载.docx

钻井液理论Word文件下载.docx

《钻井液理论Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钻井液理论Word文件下载.docx（9页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

11、当量钻井液密度ECD是指钻井液与钻井液循环时由于所增加的对地层的压力之和。

12、常见粘土矿物有、、。

13、钻井液与油气层中流体不配伍造成的损害主要有、、。

14、在使用饱和盐水钻井液钻进过程中，如果出现粘度、切力明显下降和滤失量上升，应及时补充，并配合烧碱水进行处理。

15、形成有工业价值的的油气藏的四个条件是、、、。

16、高温对钻井液处理剂的影响主要有和。

17、固相含量增加，势必造成钻井液密度，钻速，并钻头寿命。

18、全油基钻井液的组成主要有、、、、。

19、油包水乳化钻井液的水相，以水最好。

20、沉积岩主要分布于地球的处。

21、碱遇石蕊试纸变色

22、EDTA（乙二胺四乙酸盐）可与水或钻井液滤液中的络合。

23、润湿性能的好坏是以的大小来衡量的。

24、泡沫剂分子结构要求：

一是烃链要足够长；

25、钻井液中μm的胶体颗粒对钻速的影响最大。

26、物理吸附和化学吸附是按来区分的。

二、名词解释（每题2分，共10分）

1、键槽卡钻

2、钻井液固相控制

3、流性指数；

4、晶格取代：

5、不分散低固相钻井液体系

三、计算题（每题5分，共20分）

1、某井有密度为1.40g/cm3的钻井液180m3，均匀混入密度为1.60g/cm3的钻井液40m3后，求混浆的密度。

2、某井中密度为1.20g/cm3的钻井液钻至3048m时发生井涌，关井后立管压力稳定后为2.8MPa，求压井钻井液密度为多少？

[T/]

3、某钻井液样品1ml用亚甲基蓝标准溶液滴定至终点，消耗亚甲基蓝6.5ml，计算钻井液中膨润土含量。

4、已知泵排量Q=25L/s，钻头直径DH=21.6cm，钻杆外径Dp=12.7cm，计算环空返速。

四、问答题（每题5分，共40分）

1、为什么要求钻井液具有较好的剪切稀释性

2、简述磺化沥青的防塌机理。

3、简述钻井液中硫化氢的来源

4、简述聚丙烯酰胺絮凝粘土颗粒的过程

5、预防粘附卡钻的主要措施。

6、硅酸盐稳定井壁的机理是什么？

7、影响钻井液滤失量的因素有哪些？

8、大多数钻井液PH值控制在8-11之间的原因？

五、综述题（共20分）

1、试论述有利于提高机械钻速的钻井液处理方法有哪些？

（10分）

2、胜利油田深部广泛分布有盐层、盐膏层，请叙述一下在钻开巨厚盐层、盐膏层前淡水钻井液转化为欠饱和盐水的处理方法。

答案：

1、平原组、明化镇组、馆陶组、东营组、沙河街组、孔店组。

2、缩小、剥落掉块、扩大

3、速敏性评价、水敏性评价、盐敏性评价、酸敏性评价、碱敏性评价

4、OH—和CO32—

5、缩聚反应

6、硅氧四面体晶片和铝氧八面体晶片

7、化学结合水（晶格水）、自由水（液态水）、吸附水（束缚水）

8、泥饼的渗透率、固体含量、压差、渗滤时间、滤液粘度

9、大、小、0.36-0.48

10、提高钻速

11、静液柱压力、流阻

12、蒙脱石、伊利石、高岭石

13、无机垢堵塞、有机垢堵塞、乳化堵塞—

14、护胶剂（如Na-CMC）

15、地层破裂梯度

16、高温降解、高温交联

17、增加、降低、缩短

18、连续相、分散相、稳定剂（皂化剂）、热稳定剂、加重剂

19、饱和盐

20、地表

21、变蓝色

22、Ca2+

23、润湿角

24、亲水基极性强

25、小于1

26、吸附剂和吸附质之间的作用力不同

当井身质量不好，在某一井段内井斜角和方位角发生骤然变化，即形成所谓的“狗腿子”井眼时，由于经常起下钻，钻具在“狗腿子”的弯曲部位拉出键槽。

在起下钻或钻进过程中，钻头或钻具嵌入键槽发生的卡钻，叫键槽卡钻。

是指在保存适量有用固相的前提下，尽可能地清除无用固相。

在幂律模式中，指数n表示假塑性流体在一定剪切速率范围内所表现出的非牛顿性的程度，指数n通常被成为流性指数。

粘土矿物中硅氧四面体中的硅和铝氧八面体中的铝分别被低一价的原子取代，而使粘土矿物表面带负电的现象。

不分散低固相钻井液就是通过使用高分子化学絮凝剂而不使用促进粘土水化分散的分散剂，并采用固相控制工艺而实现不分散和低固相这两个特点的钻井液体系。

三、计算题（每题4分，共16分）

1、解：

ρ=

（1.40×

180+1.60×

40）/（180+40）=1.44（g/cm3）

解：

根据公式：

ρ加重＝ρ原＋[100（ρ立＋ρ安全）]÷

H………………………………………………（1.5）

得ρ加重＝1.2+[100×

（2.8＋1.5）]÷

3048＝1.34（g/cm3）………………………（3）

答：

压井钻井液密度为1.34g/cm3。

……………………………………………………………（0.5）

3、解：

V土=14.3×

亚甲基蓝用量=14.3×

6.5=92.95（g/L）

4、解：

=12.74×

[25/（21.62-12.72）]=1.04（m/s）

四、问答题（每题4分，共40分）

若钻井液具有较强的剪切稀释性，当钻井液循环到环形空间时，由于γ低，ηa大，有利于携带钻屑；

当钻井液循环到钻杆内和钻头水眼时，由于γ大，ηa小，有利于降低循环压耗及提高水力破岩效率。

磺化沥青的防塌机理既有化学作用又有物理作用，处理剂溶于水的阴离子基团，主要起降滤失作用，并吸附在泥页岩裂缝边缘处阻止泥页岩进一步水化。

同时油溶的沥青颗粒在一定的温度和压力下软化变形，在井内压差的作用下,沥青颗粒被挤入页岩孔隙、裂缝和层面，封堵页岩层理和微裂缝，提高了对页岩裂缝的粘结力，在井壁处形成具有护壁作用的、憎水的内、外泥饼，阻止水份进入泥页岩。

。

钻井液中硫化氢的主要来源

1）、打开含硫化氢地层，地层流体侵入钻井液，使钻井液中硫化氢的主要来源。

2）、某些钻井液处理剂经过高温高压热分解产生硫化氢，可能来自于钻井液完井液中的有机磺化物（磺化酚醛树脂、磺化沥青、磺化褐煤等）在温度超过150℃条件下发生的热分解产生硫化氢，也可能硫酸盐还原而产生的硫化氢。

3）、细菌作用产生硫化氢。

4）、某些钻具丝扣用螺纹脂在高温下与游离硫反应生成硫化氢（在含硫气井中禁止使用红丹螺纹脂）

简述聚丙烯酰胺絮凝粘土颗粒的过程；

对粘土颗粒的絮凝分三个步骤：

第一是通过分子链上羟基（-OH）或酰胺基（-CONH）吸附在粘土颗粒上；

第二是一条分子链吸附多个粘土颗粒形成架桥；

第三是分子链发生旋转和运动将小颗粒聚集到一块，形成絮凝团块下沉。

（1）在确保不发生井喷的前提下，尽可能降低钻井液密度。

（2）保持钻井液性能良好、均匀、稳定，钻井液滤失量特别是高温高压滤失量要小，泥饼要薄而坚韧致密，且有低的渗透性和良好的可压缩性。

（3）对于直井，要尽可能把井打直，避免井斜角和方位角剧变。

注意活动钻具，减少钻具与井壁的接触时间。

（4）采用优质钻井液，在钻井液中混油或加入润滑剂，降低泥饼摩擦系数，同时要使用固控设备，降低钻井液的含砂量。

（5）减少岩屑床厚度。

对于大位移井和水平井，应依据井斜角的大小选用合适的钻井液流变参数以及合理的环空流型和环空返速，尽量减少岩屑床的厚度。

（1）硅酸盐在水中可以形成不同尺寸的胶体和高分子的纳米级粒子。

这些粒子通过吸附、扩散或在压差作用下进入井壁的微小孔隙中，其硅酸根离子与岩石表面或地层水中的钙、镁离子发生反应，生成硅酸钙沉淀覆盖在岩石表面起封堵作用。

（2）当进入地层的硅酸根离子遇到PH值小于9的地层水时，会立即变成凝胶，形成三位凝胶网络，封堵地层的孔隙和裂缝。

（3）当温度超过80℃时，硅酸盐的硅醇基与粘土矿物的铝醇基发生缩合反应，产生胶凝物质，将粘土等矿物颗粒结合成牢固的整体，从而封固井壁。

（4）硅酸盐稳定含烟膏地层主要是通过硅酸根于地层中的钙、镁离子生成沉淀，从而在含盐膏地层表面形成坚韧致密的封固壳来加固井壁。

影响钻井液滤失量的因素：

首先是钻井液中粘土含量和粘土颗粒的粒度分布。

钻井液中粘土含量、粘土颗粒粒度分布对钻井液失水，特别是高温高压失水影响较大。

粘土含量高、粘土颗粒粒度分布合理时，滤失量易控制。

其次钻井液用水的矿化度，以及水的类型对钻井液失水影响很大。

第三、钻井液中固相的含量、固相组成对钻井液失水也有较大影响。

第四、使用的钻井液处理剂对钻井液失水的影响。

8、答：

（1）可减轻对钻具的腐蚀

（2）可预防因氢脆而引起的钻具和套管的损坏（3）可抑制钻井液中钙、镁盐的溶解（4）有相当多的处理剂需在碱性介质中才能发挥其效能。

1答案：

1）在确保井控安全、井壁稳定的前提下，降低钻井液密度，可降低压持效应，提高机械钻速。

2）降低钻井液粘切或提高钻井液的剪切稀释特性，可有效提高充分发挥钻头水马力，提高水力破岩的效率。

3）提高钻井液的抑制性，可有效降低钻井液中细的固相颗粒的含量，同时减轻钻头泥包现象，有利于提高机械钻速。

4）降低钻井液中的固相含量，特别是亚微米级的细颗粒的固相含量，有利于提高机械钻速。

5）使用表面活性剂，改变钻头牙齿的润湿特性，使其由侵水变为侵油，防止粘土泥包钻头，有利于钻头破岩提高机械钻速。

2答案：

1）首先是钻井液基浆的处理。

控制钻井液中低密度固相的含量，尽量清除钻井液中的低密度固相，控制粘土含量控制在20-40g/l之间，需要的钻井液密度越高，粘土含量越低。

2）对钻井液进行护胶处理。

使用抗盐效果好的处理剂对粘土进行充分护胶，防止在加入盐时钻井液极度增稠。

3）根据确定的矿化度计算出的盐含量，加入需要的盐，加盐的同时以烧碱、高分子聚合物、降粘剂调整钻井液性能。

4）加盐到需要的浓度后，钻井液循环均匀，根据钻井液实际性能与设计性能的差距再进行调整。

主要调整失水及流变性，若失水大、粘切低，通常使用抗盐降失水剂等增粘降滤失的处理剂；

若失水大、粘切高，通常使用LV-CMC等降粘降滤失的处理剂。