内容发布更新时间 : 2024/11/8 17:14:42星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
泥浆技术员应知应会基础知识与试题
第一章 钻井液性能与钻井的关系 第一节 钻井液的功用 1、 携带和悬浮岩屑
2、 稳定井壁和平衡地层压力 3、 冷却和润滑钻头、钻具 4、 传递水动力
第二节 钻井液性能 一、密度
是指一定体积的钻井液质量与其体积的比值。 符号：ρ
公式：钻井液密度（ρ）=钻井液质量（m）/钻井液体积（v） 二、粘度
1、 塑性粘度：钻井液在层流时，钻井液中的固体颗粒之间、固体颗粒与液体分子之间、液
体分子与液体分子之间内摩擦力的总和。 符号：η塑
单位：mpa﹒s
2、 表观粘度：用一定体积的钻井液流经规定尺寸的小孔所需的时间来表示，故也叫漏斗粘
度
符号：Γ 单位：s
三、切力：钻井液中的粘土颗粒，由于其形状不规则，表面带电性和亲水性不均匀，常易形
成网状结构，破坏钻井液中单位面积上的网状结构所需的最小切应力，称为钻井液的极限静切力，简称：切力。 符号：θ
单位：mg/cm2 初切（θ1）：钻井液静止1min后所测的切力。 终切（θ10）：钻井液静止10min后所测的切力。 触变性：初切与终切的差值。 四、滤失和滤饼
1、 滤失：在井眼内钻井液中的部分水分因受压差的作用而渗透到地层中去的现象。
滤失量：钻井液滤液进入地层的多少。 （1） 静滤失：钻井液在静止条件下的滤失作用。 （2） 动滤失；钻井液在循环条件下，滤饼形成和破坏达到动太平衡时的滤失。 动滤失量：在一定剪切速率下测定的滤失量。
（3） 瞬时滤失：在钻井过程中，地层被钻开，滤饼在未形成之前，钻井液中的大量水分
在短时间内迅速渗入地层。
2、 API滤失量：钻井液在常温及一定压差作用下（0.098MPa），30min内,透过直径为75mm
的过滤面积所滤失的水量。
3、 高温高压滤失：钻井液在高温（150℃）、高压（3.5MPa）作用下, 透过直径为75mm的
过滤面积所滤失的水量。
4、 滤饼：因液柱与地层的压差作用，在滤失的同时，粘土颗粒在井壁上形成一层粘土与处
理剂的堆积物。 符号：K 单位：mm
五、滤饼的摩擦系数：钻井液形成的滤饼表面上有一定的粘滞性，当一物体在其表面产生相
对运动时所受到的摩擦力。
六、含砂量；钻井液中不能通过200目筛子的砂粒（直径大于0.074mm），占钻井液总体积
的百分数。 符号：N
七、酸碱值（PH值）：代表钻井液含酸、碱的程度。
八、固相含量：钻井液中除液体以外的全部固体占钻井液总体积的百分数。
表示：%
第三节 钻井对钻井液性能的基本要求 一、钻井液密度
1、 密度对钻井的影响：一是平衡地层压力 二是对钻速的影响 2、 钻井对密度的要求：适当 3、 密度的调整
（1）提高钻井液密度：
① 加入惰性的、密度大的固体。如：重晶石、石灰石 ② 加入可溶性盐类。 如：NaCl、CaCl2、KCl （2）降低钻井液密度： ① 机械除砂； ② 清水稀释； ③ 加发泡剂； ④ 加絮凝剂。 二、钻井液粘度
1、 钻井液对粘度的要求
粘度高：钻速低、流动阻力大、排量低、不易除气、除砂困难。 粘度低：不利于携带岩屑净化井底，不利于悬浮加重材料。 要求：粘度适当 2、 粘度的调整 （1）提高粘度
① 提高固相含量
② 固体颗粒间形成局部网状结构 ③ 加入水溶性高分子化合物 ④ 提高固相分散度 （2）降低粘度 ① 加水 ② 加稀释剂 ③ 升高温度 三、钻井液切力
1、 钻井液对切力的要求
钻井液具有切力，有利于携带和悬浮岩屑、重晶石等，不会因停泵而发生沉砂卡钻，也不至于因重晶石沉淀而难于加重。
切力太大：除砂除钻屑困难，密度上升快，含砂高，机械磨损大，开泵困难，易憋漏地 层，转动扭矩大，浪费动力，滤饼质量差，滤失大，易引起缩径、井漏、卡
钻等事故。
切力太小：携带和悬浮岩屑能力降低，停泵易造成沉砂，下钻不到底甚至沉砂卡钻。 要求：根椐情况选择适当的切力。 2、 切力的调整 （1）提高切力
① 提高钻井液中固体颗粒含量 ② 提高粘土颗粒分散度
③ 加入适当电解质（如NaCl、KCl、CaCl2） ④ 加入水溶性高分子化合物 （2）降低切力
① 加水或低浓度处理剂溶液，增大颗粒间距离，降低粘土含量 ② 加稀释剂
四、钻井液的滤失量和滤饼 1、 滤失量与滤饼之间隔的关系
同一钻井液：滤失量愈大，滤饼愈厚。不同钻井液：滤失量相同滤饼厚度不一定相同，致密而坚韧的滤饼能控制滤失量较小。在其它条件相同的情况下，压差对滤失也有影响，不同的钻井液存在三种不同的情况： （1）随压差增大而变大 （2）不随压差变化而变化
（3）压差越大，滤失量反而愈小 2、 影响滤失量与滤饼质量的因素
（1）钻井液中膨润土的含量 （2）固体颗粒的分散度 （3）滤液粘度的影响
（4）地层岩石的孔隙度与渗透率 （5）钻井液液柱与地层的压力差 （6）温度对滤失与滤饼的影响 （7）时间对滤失与滤饼的影响 3、钻井工艺对滤失量和滤饼的要求
钻井液的滤饼质量高，具有润滑作用，有利于防止粘附卡钻，有利于井壁稳定，防止地层坍塌与剥蚀掉块。钻井液滤失量过大，滤饼过厚而虚，会引起下列问题： （1）损坏油气层
（2）环空变小，泵压升高
（3）易引起泥包钻头，下钻遇阻、遇卡或堵水眼 （4）在高渗透性地层引起阻卡，甚至压差卡钻 （5）电测不顺利，电测解释不准确，易漏掉油气层 （6）易泡垮地层，形成不规则井眼，引起井漏等 4、滤失量的确定原则
钻井液的滤失量并不是越小越好 （1）浅时可放宽，井深时要从严
（2）裸眼时间短时可放宽，裸眼时间长要从严 （3）使用不分散剂时可放宽，使用分散剂时要从严
（4）矿化度高者可放宽，矿化度低者要从严
（5）在油气层中钻进，尤其是在高温高压时，滤失量应在10-15ml （6）在易塌地层钻进，API滤失量小于5ml
（7）一般地层API滤失量小于10ml，高温高压滤失量小于20ml （8）要求滤饼薄而坚韧，以利于保护井壁，避免压差卡钻 （9）加强对钻井液滤失性能的监测
（10）根椐钻井液类型，及具体情况选择适当的降滤失剂
总之，要根椐钻井实际情况，以井下情况正常为原则，正确制定并及时调整钻井液滤失量，既要快速节省，又要保证井下安全、不损害油气层。 5、 降滤失量的方法
（1）控制固相，清除岩屑和劣质粘土等到有害固相，使膨润土含量保持在一定范围内。 （2）钻井液受污染后，加电解质清除污染，恢复粘土良好的水化分散状态。
（3）加入降滤失剂，依靠高分子化合物的保护作用和增加滤液粘度来降低滤失量。 五、滤饼摩擦系数
滤饼摩擦系数太大，对钻具摩擦阻力大，磨损严重，易粘附卡钻，起下钻遇阻。因此，滤饼摩擦系数越小越好。
降低摩阻的方法：加入润滑剂、混一定量的原油、加入高分子聚合物等。 六、钻井液含砂量
1、钻井对含砂量的要求
含砂量高：密度高、钻速低、滤饼质量差、滤失量大、滤饼摩擦系数大。影响固井质量，电测遇阻，地质资料不准确，对设备磨损严重。因此，含砂量越小越好。一般控制在0.5%以下。
2、降低含砂量方法 （1）机械除砂。 （2）化学除砂。 七、钻井液PH值 1、钻井液的酸碱度
2、钻井液酸碱度对其性能的影响 （1）对钻井液类型的影响 （2）对粘土水化分散的影响 （3）对处理剂的影响
3、PH值对钻井工艺的影响
（1）PH值过高，会促进泥页岩水化膨胀和分散，不利稳固井壁，引起井下复杂情况。 （2）PH的变化，可以预测井下情况。 4、钻井对钻井液PH值的要求
（1）一般钻井液PH值控制在8.5-9.5范围内 （2）饱和盐水钻井液PH值控制在8.0-9.0范围内 （3）不分散型：PH=7.5-8.5 （4）分散型：PH﹥10
（5）钙处理钻井液PH﹥11。为防止CO2腐蚀，PH值应控制在9.5以上。 八、钻井液中固相含量 1、固相含量
（1）有用固相：钻井液配方中有用的固相。如：膨润土、化学处理剂、加重剂等。 （2）无用固相：对钻井液性能有害的固相。如：钻屑、劣质土和砂粒等。