搞石油工业的从业者都知道钻井液的重要性。钻井管理者经常挂在嘴边一句话“打井就是打 泥浆 ”,“玩泥浆的土博士”名称也由此而来。 先给大家科普一下什么是“泥浆”?
在钻进过程中,用液体或气体的连续循环把孔内的岩屑冲洗或吹洗出来,称为钻孔冲洗。冲洗用的介质,不论是液体还是气体习惯上都被叫做冲洗液或钻井液,英文名称叫做drillingfluid。由于早期的冲洗液多为粘土与水的混合物,所以冲洗液也被笼统地广泛的叫做泥浆,英文名称mud,泥浆这个术语一直沿用,现在还有不少人把钻井液统称为泥浆。 大致上,石油科技工作者,知识分子喜欢“钻井液”这个词,现场监督,工程师们更习惯“泥浆”这个词。
常常有人把钻井液在钻井工程中的作用比做人体中的血液,这是非常恰当的比喻。人体血液约占人体重量的10%,但血液的重要性决非一条胳膊或一条腿的重要性可比,而是对人体生命整体性的影响,钻井液在钻井工程中的影响也同样是整体性的。更重要的是,油田建设投资中, 地面工程与钻完井工程投资各占一半,而其中钻井液(泥浆)成本占钻井成本约10%。
在钻井事故及复杂中所造成的费用损失中,大部分与泥浆密不可分。钻井一旦发生井下事故,无论“漏、喷、卡”都离不开泥浆性能,当然首先会从泥浆上面找原因。总体而言,其中与地层直接接触的只有二项: 钻井液和井下工具。 而钻井事故及复杂主要发生在井下,大部分情况都不可能找井下工具原因。钻井液受地层影响及破坏最严重,钻井液对井壁影响最大。
第三,钻井液与地质录井关系十分密切,在地质录井中专门有钻井液录井项目。 可以说没有钻井液,或者钻井液性能不好,地质录井是不可能顺利实现的。地质录井对钻井液的影响也非常大,二者之间一方面具有指导作用,如:密度、性能等;另外具有制约作用,如:密度、处理剂等。为了保证包括地质录井的工程施工顺利进行,不只是钻井监督,地质监督更有必要全面了解钻井液。
为此,“土博士”小伙伴们设计了“从菜鸟到高手 - 钻井液篇”,列出十大专题,当大家看完这些,即使您对石油工业毫无了解,也能一看就懂,一学就会。
第1章、钻井液的组成、功能与设计
第2章、API钻井液体系分类
第3章、AIDC钻井液处理剂分类
第4章、钻井液性能
第5章、典型钻井液简介:水基和油基
第6章、钻井液现场配制维护与评价
第7章、钻井液材料管理
第8章、钻井液招投标商务
第9章、国内外钻井液技术现状与发展趋势
第10章、中国钻井液面临的挑战与对策
第一节 钻井液的组成
钻井液的主要组成有3部分,分别是:
– 1、连续相
– 2、固相
– 3、添加剂
– 1、连续相包括:
水:水基钻井液
油:油基钻井液
合成基液体:合成基钻井液
气体:空气、氮气、(雾、泡沫)
2、固相
配浆材料(膨润土、凹凸棒石、海泡石等)
加重材料(重晶石、石灰石、铁矿粉等)
钻屑
堵漏材料、固体润滑剂等
不溶性化学沉淀物
某些处理剂中的不溶物
3、添加剂
降滤失剂 杀菌剂
增粘剂 除钙剂
絮凝剂 缓蚀剂
稀释剂(解絮凝剂) 页岩抑制剂
表面活性剂 润滑剂
乳化剂 消泡剂
发泡剂 pH控制剂
第二节 钻井液的功能
主要有9大功能。
1. 清洁井底并携带钻屑至地面
2. 悬浮钻屑和加重材料
3. 控制和平衡地层压力
4. 形成滤饼,保护井壁
5. 冷却和润滑钻头和钻柱
6. 加快机械钻速
7. 控制钻具和套管的腐蚀速率
8. 支撑钻柱和套管的部分重量
9. 提供所钻地层的有关资斜
第三节 钻井液的设计
钻井液的设计原则如下。
第一,钻井液的性能满足要求,包括且不限于:
合理的钻井液密度。
合适的钻井液流变性,能悬浮并及时携带出坍塌物和钻屑。
具有较低的滤失量和较好的滤饼质量。
具有良好的封堵能力。
具有良好的润滑性能。
具有较强抑制性。
具有良好的抗污染能力。
有利于保护储层,且能适应地层的变化和影响,保持性能稳定。
第二,钻井液体系优选,包括与井筒、地层、环境的配伍性等。
(一)设计的主要依据和内容
主要依据包括但不限于以下几方面:
1. 以钻井地质设计、钻井工程设计及其它相关资料为基础,依据有关技术规范、规定和标准进行钻井液设计。
2.钻井液设计应在分析影响钻探作业安全、质量和效益的基础上,制定相应的钻井液技术措施。
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