护好油气层、环保可接受和经济高效
为原则，同时根据下述方法来确定合适的钻井液体系。
一、根据目的层特性选择钻井液
钻井液在钻进储层时应调整好各项性能，使其符合要求，尽可能减轻对油气层的伤害。钻井液的选择应注意钻井液材料、钻井液的密度、固相含量、与地层岩性的配伍性、与储层流体的配伍性等因素。
油气层的特性不同，对钻井液体系的要求也不一样，钻井液体系应与储层相适应才能
起到保护油气层的作用。
（1）速度敏感性储集层。应选用高温高压滤失量低的钻井液，使进入储层的滤液量少，流速低，不超过临界流速。
（2）水敏感性储集层。首选不滤失水的油基钻井液或气体钻井液，其次可采用具有较
强抑制性的钾基钻井液及加有黏土稳定剂的钻井液。
（3）酸敏感性储集层。钻井液中不应加入酸溶性的处理剂或加重剂，而要使用加有油
溶性封堵材料的水基钻井液或油基钻井液。
（4）化学敏感性储集层。选用与地层水相匹配的钻井液体系，当地层水含有大量
Mg2+
，就不能选用碱石灰处理的钻井液。当地层水中含有CO 2 -
3 ，就不能选用钙处理钻井
液。
（5）物理敏感性储集层。物理敏感性储集层指的是那些容易引起储集层润湿反转、水
锁及乳化等物理变化的储层。可选择具有防水锁、防润湿反转的钻井液体系。
二、根据非目的层特性选择钻井液体系
不同的地层对钻井液的要求也不同，应针对其特点采用相应的措施。选择钻井液时应
根据下述要求来确定合适的钻井液体系，确保钻井作业的安全进行。
1．高压水层
（1）掌握高压水层的地层压力系数，确定合适的钻井液密度，防止地层水侵入污染钻
井液。
（2）根据水质，采用可抗相应盐污染的钻井液类型。
（3）加强钻井液的封堵性和提高薄弱地层的承压能力。
2．盐膏地层
（1）若属薄层或夹层盐膏，可以选用抗盐膏的钻井液处理剂来维护所需钻井液性能。（2）若属厚或较纯的盐层，选用饱和盐水钻井液，并根据井温选择加入适量的盐结晶
抑制剂。
（3）若属厚杂盐层，应分析盐的种类及含量，采用与地层盐类相同的饱和盐水钻井液，二者活度应基本相同。
（4）若属纯石膏层，可选用石膏钻井液。
（5）为了防止井眼的塑性变形，应尽可能提高钻井液密度，以防止缩径和卡钻事故。3．易坍塌地层
（1）对于因地层应力不平衡所引起的坍塌地层，钻井液密度应大于地层的坍塌压力。（2）易坍塌地层钻井，钻井液的黏度、切力不能过低，返速不能过高，以免形成紊流
冲刷井壁，加剧井塌。
（3）钻井液的胶凝强度不能过大，以免造成起下钻及开泵时压力激动。
（4）水敏性强的地层钻井，钻井液的高温高压滤失量应控制在12c m3
之内。
（5）对脆性页岩及微裂缝发育塌层，应添加封堵材料，对微裂缝起到封闭缝作用，减
少滤液进入塌层。
（6）使用抑制性强的钻井液体系。
（7）若地层复杂，水基钻井液不能解决问题，可使用活度值平衡的油基钻井液。
4．易发生压差卡钻地层
易发生压差卡钻的地层，主要是高渗透性地层，如粗砂岩等，易形成较厚的泥饼。对
钻井液的要求如下：
（1）钻井液具有好的流变性能和泥饼质量，泥饼薄而韧。
（2）降低钻井液液柱压力与地层孔隙压力的压差是防卡的最有效措施。
（3）钻井液固相含量尽可能降低，特别是有害低密度固相不要超过5%（体积比）。
（4）根据钻井液类型，选择添加有效的润滑剂。
（5）储备必要数量的解卡剂，一旦发生压差卡钻，及时进行浸泡解卡。
5．易漏地层
（1）尽可能使用平衡地层压力的钻井液密度。
（2）钻井液具有强的封堵性能，可提高地层承压能力。
（3）钻井液具有良好流变性，获得较低的循环当量密度。
（4）针对漏层性质选用相应堵漏措施。在可能的情况下，最好把漏层钻穿后再采取堵· 396 ·漏措施。
（5）储备必要数量的堵漏材料，一旦发生漏失进行及时处理。
三、特殊井对钻井液的要求
相对常规井而言，特殊井在满足常规井性能的基础上对钻井液体系有特殊的要求。如
小井眼钻井要求钻井液有较低的流动摩阻；水平井要求钻井液有更好的悬浮能力；高温高
压井要求钻井液有更高的热稳定能力；深水井要求钻井液有更稳定的流变性能和天然气水
合物的抑制能力等。
1．水平井和分支井对钻井液的要求
（1）有较强的悬浮能力、携岩能力。水平井和分支井从造斜到水平段，井斜角是逐渐
增大时，岩屑在环空内所受到的下滑速度的径向分速度也逐渐增大，岩屑沉淀的机率大大
增加。当岩屑逐渐在环空的底边沉淀并堆积成岩屑床时，循环液体只从环空的高边通过，
“岩屑床”也会越积越厚。根据“Boycott”效应的原理，35°～65°的斜井最易形成“岩
屑床”，也是最危险的井段。由于携岩能力不足，轻者会增加摩阻，起下钻困难，重者会造
成卡钻。
（2）有合理的钻井液密度和较强的抑制性。当井斜角逐渐增加时，易坍塌地层暴露在
裸眼中的面积也会成倍增加，从力学因素来分析，随着井斜角的增加，上覆地层压力的径
向分力也越大，即向井内的侧压力变大，增加了井壁坍塌的风险。从化学因素来分析，由
于水平段暴露在钻井液中的面积增加，也就意味着化学反应量的增加。与直井相比较，坍
塌的风险增加，井眼不稳定的问题更突出。
（3）有较强的防漏能力和尽可能低的固相含量。尽管漏层的属性是客观存在，但引起
井漏的外部条件却由于水平井的特殊条件而与直井有很大不同。当水平段越长，总的流阻
就越大，特别是当有岩屑床存在时，钻井液的循环当量密度增加量会增大，对井底地层的
压力亦显著增加，井漏的风险增加。另外，由于水平段是在储层内进行，钻井液的有害固
相含量和漏失都会对储层造成伤害。
（4）润滑性能好。钻具始终在井眼的下壁旋转、滑动，其摩擦阻力高于常规井，因此
要求钻井液具有良好的润滑性。
海洋石油现有的钻井液体系中能满足水平井和分支井作业要求的体系有PRD（无黏土
相储层钻开液）、油基钻井液体系、合成基钻井液体系、阳离子聚合物水基钻井液体系、聚
合醇钻井液体系等。
2．高温高压钻井对钻井液的要求
（1）具有抗高温的能力（又称高温稳定能力）。在高温的影响下，钻井液性能的变化
加剧，不易掌握和控制。这是由于在高温的作用下，除无机盐如KCl、CaCl2、NaCl 等外，
钻井液中的各种成分和添加剂均将因高温的影响而变质，发生发酵、降解、增稠、失效
等。配浆用的膨润土当温度超过121℃（250 ℉）时就会明显增稠。淀粉类处理剂当温度
超120℃时容易发酵。纤维素类和一般高聚合物类当温度超过140℃就会断链，降解而失去
作用。这些处理剂的化学和物理变化最终反映在钻井液性能的变化和失效，如滤失量增大，
黏度增高，最后导致钻井工程不能正常进行。
（2）具有优良的流变性能和较强的抑制能力。在高温高压井中，地层孔隙压力与破裂
压力的窗口很小，而环空压耗较大，导致钻井液密度的调节区间很小，钻井液要尽可能地
减少环空压耗。而地层的高压力造成了钻井液的高密度，也导致钻井液的高固相。为维护· 397 ·优良的钻井液性能，使用处理剂的浓度也高，钻屑的水化膨胀或水化分散会使钻井液的流
变性能更难控制。
高温高压井钻井液也要有较好的润滑性和环境可接受性。能在高温高压井中使用的
钻井液体系有油基钻井液、聚磺水基钻井液、阳离子型高密度水基钻井液、Pyrodrill 体系
（美国Milpark公司在南海YC21-1-3 井使用的体系）等。
聚磺水基钻井液是对三磺钻井液体系（SMP 磺甲基酚醛树脂、SMC 磺化腐植酸、
SMK 磺化栲胶）的发展。通过引入聚合物材料使钻井液体系在抗高温的情况下具有聚合物
钻井液的优良特性。
3．小井眼钻井对钻井液的要求
（1）抑制能力、剪切稀释性强和流变性能好。小井眼钻井时环空间隙小，较低的排量
就会产生较高的环空返速，对井壁的冲蚀作用大。小井眼中循环系统的压力损失分布与常
规井差别较大。环空的压力损失大，起下钻时更容易造成抽吸或压力激动，导致井下复杂
情况。
（2）润滑性好、固相含量低，最好用无固相钻井液。由于环空间隙小，钻井液的摩阻
和固相含量的增加都可能引发井下复杂情况。
小井眼钻井一般是在储层中钻进，有时还兼有高温高压的条件，因而钻井液应具有保
护储层的特性。目前常用的钻井液体系有：阳离子聚合物水基钻井液、聚合醇钻井液、水
包油钻井液、KCl/ 甲酸钠（CH3COONa）/ 甲酸钾（CH3COOK）无固相体系。当钻井设备
配套有条件时可以选用微泡沫钻井液。
钻井液种类简介 1、聚合物无固相钻井液体系 特点是不含土相，固含低、机械钻速快，用于提高上部地层机械钻速。处理剂以选择性絮凝处理机为主，常用PHP（0.05～0.15%）和K-PAM(0.05～0.3%)。 适用范围：1. 适合于地质情况熟悉的非高地层倾角（≤30°）无流体显示的非易塌构造或区块，主要用于表层的快速钻进。2. 适合于井漏严重、非易塌层位、无流体显示的各构造短时间的强钻。 2、聚合物钻井液体系 聚合物具有很强的包被抑制能力，可以防止粘土矿物进一步水化，防止钻井液性能变差，有利于携带钻屑，保持井壁稳定。 适用范围。 1. 非高地层倾角井的表层易水化分散的泥页岩井段，既有利于防塌，又能适当提高机械钻速。 2. 中深井井段出现恶性纵向裂缝漏失，而上部裸眼井段又易因清水浸泡出现垮塌情况下，作为井底清水强钻时覆盖易塌层的钻井液。 3. 适用于44 4.5mm井眼段大于200m，或311.2mm井眼段1000-2500m，地层倾角小于30度和无固相钻井液已不能适应的井段。 调整原则 随地层破碎程度增加，胶结性变差或裂缝发育，应在保持矿化度的前提下（防起泡）提高沥青类处理剂含量作封堵只用。易塌区块辅
以0.5～1.0%聚合醇或无渗透抑制剂，加强体系的防塌抑制性。 3、聚磺钻井液体系 聚磺钻井液体系具有如下特点：1. 利用KPAM、KPHP、PAC等高分子聚合物作为包被抑制剂，既能提高钻井液体系粘度，同时提供体系K+增强钻井液的抑制性。2. 加入分散型磺化系列处理剂提高钻井液体系的降滤失性能，如加入磺化沥青改善泥饼质量提高护壁能力。 3. 聚磺钻井液体系配制和转化方便。 适用范围 1. 高压力系数的易塌层钻进，能在防塌的基础上适当地提高机械钻速。 2．深井段高温、高密度条件下的易塌层钻进。 3. 适合于非特殊工艺的深井，有利于提高机械钻速，适合于川东地区所有区块。 钻井液现场配制与维护 1、检查井场钻井液材料质量检验单等有关资料，保证钻井液材料的质量。 2、配制钻井液前必须清洗钻井液罐。 3、若需要，必须处理配浆用水。 4、应按钻井液设计要求配制钻井液，并确保其性能达到设计要求。
钻井液种类简介精编 High quality manuscripts are welcome to download
钻井液种类简介 1、聚合物无固相钻井液体系 特点是不含土相，固含低、机械钻速快，用于提高上部地层机械钻速。处理剂以选择性絮凝处理机为主，常用PHP（0.05～0.15%）和K-PAM(0.05～0.3%)。 适用范围：1. 适合于地质情况熟悉的非高地层倾角（≤30°）无流体显示的非易塌构造或区块，主要用于表层的快速钻进。2. 适合于井漏严重、非易塌层位、无流体显示的各构造短时间的强钻。 2、聚合物钻井液体系 聚合物具有很强的包被抑制能力，可以防止粘土矿物进一步水化，防止钻井液性能变差，有利于携带钻屑，保持井壁稳定。 适用范围。 1. 非高地层倾角井的表层易水化分散的泥页岩井段，既有利于防塌，又能适当提高机械钻速。 2. 中深井井段出现恶性纵向裂缝漏失，而上部裸眼井段又易因清水浸泡出现垮塌情况下，作为井底清水强钻时覆盖易塌层的钻井液。 3. 适用于44 4.5mm井眼段大于200m，或311.2mm井眼段1000-2500m，地层倾角小于30度和无固相钻井液已不能适应的井段。 调整原则 随地层破碎程度增加，胶结性变差或裂缝发育，应在
保持矿化度的前提下（防起泡）提高沥青类处理剂含量作封堵只用。易塌区块辅以0.5～1.0%聚合醇或无渗透抑制剂，加强体系的防塌抑制性。 3、聚磺钻井液体系 聚磺钻井液体系具有如下特点：1. 利用KPAM、KPHP、PAC等高分子聚合物作为包被抑制剂，既能提高钻井液体系粘度，同时提供体系K+增强钻井液的抑制性。2. 加入分散型磺化系列处理剂提高钻井液体系的降滤失性能，如加入磺化沥青改善泥饼质量提高护壁能力。3. 聚磺钻井液体系配制和转化方便。 适用范围 1. 高压力系数的易塌层钻进，能在防塌的基础上适当地提高机械钻速。 2．深井段高温、高密度条件下的易塌层钻进。 3. 适合于非特殊工艺的深井，有利于提高机械钻速，适合于川东地区所有区块。 钻井液现场配制与维护 1、检查井场钻井液材料质量检验单等有关资料，保证钻井液材料的质量。 2、配制钻井液前必须清洗钻井液罐。 3、若需要，必须处理配浆用水。 4、应按钻井液设计要求配制钻井液，并确保其性能达到设计要求。 5、应充分水化配制钻井液用膨润土。
石油钻井工初级理论知识试卷（一） 一、单项选择(错1题扣0.5分，满分150分。) 1. 装液压拔缸器的步骤是使丝杠下端凸型爪与阀座挂好，套上( )。 A、液压千斤和垫圈 B、绳套 C、手压泵 D、螺帽 2. 除砂器的排砂形式以( )喷出为宜。 A、柱状 B、泡沫状 C、伞形雾状 D、 旋流状 3. 丈量套管时，长度尺寸要精确到( )米。 A、0.1 B、0.01 C、0.001 D、 0.0001 4. 一水泥墩高0.05米，宽0.80米，长3米，则水泥墩的体积为( )立方米。 A、1.2 B、0.12 C、 120 D、12 5. 液压千斤顶卸压时，打开回油阀不能( )，以防下降速度过快发生危险。 A、太快 B、太慢 C、平 稳D、缓慢用力 6. 溢流发生后，必须观察记录的数据不包括( )。 A、立管压力 B、套管压力 C、溢流量 D、排量 7. 安全卡瓦的尺寸必须与所卡管体( )相符。 A、外径 B、内径 C、钢 级D、长度 8. HSE管理体系中的监测活动不包括( )。 A、检查 B、测试 C、监 测D、申请 9. 在钻井过程中，要求方钻杆比单根长( )米。 A、1～2 B、2～3 C、4～ 5 D、4.5～5.5 10. 实施HSE管理体系的作用不包括( )。 A、贯彻国家可持续发展战略的要求 B、促进我国石油企业进入国际市场 C、减少企业的成本、节约能源和资源 D、不发生任何事故 11. 潜水电泵主要由( )等组成。 A、水泵和电机 B、水泵、电机和密封部分
C、水泵、电机、密封部分和扬水管 D、水泵、发电机、密封部分和扬水管 12. ISO14000由( )个基本要素构成。 A、三 B、四 C、 五 D、七 13. 钻机的游动系统包括( )、游动滑车、大钩和钢丝绳。 A、天车 B、转盘 C、水龙头 D、 绞车 14. 使用压杆式黄油枪注润滑脂时，油枪头与黄油嘴要对正，倾斜角不得大于( )。 A、15° B、25° C、 35°D、45° 15. 钻铤正常磨损后，余牙宽度不低于原牙宽度的( )。 A、1/5 B、1/4 C、 1/3 D、1/2 16. 对吊钳尾绳的要求不包括( )。 A、尺寸符合要求 B、不打结、无严重断丝 C、两端拴牢固 D、不生锈 17. 多人一起抬重物时，要相互配合，以便( )。 A、同时抬起重物 B、先抬起一端 C、背对重物 D、依次抬起重物 18. 钻井所用吊拖钢丝绳绳套一般采用( )。 A、渔夫结 B、套扣结 C、死绳结 D、 直提钢梁结 19. 绞车没挂合离合器，猫头轴就转动的原因可能是( )。 A、传动轴上滑动链轮的铜套卡住 B、离合器中落入了油 C、摩擦片磨损 D、离合器卡住 20. 方钻杆的每米校直标准要小于( )毫米。 A、1 B、1.5 C、 2 D、3 21. 离心泵要挂合( )次使其进入工作状态。 A、一 B、二 C、 三 D、四 22. 经变质作用而形成的岩石称为( )。 A、碎屑岩 B、化学岩 C、变质岩 D、 生物岩 23. 要求完井钻井液及滤液要与地层水相配伍，并对地层中的敏感性矿物具有( )。
环保钻井液技术现状及发展趋势 杨振杰 (西安石油大学石油工程学院,陕西西安) 摘要 综述了环保钻井液技术发展现状,通过分析环保钻井液存在的问题,对环保钻井液的发展趋势提出了认识。环保钻井液应具有:与油基钻井液相当或接近的抑制性能;配制和维护成本与普通水基钻井液相近;满足施工地区的环保排放标准,对农业生产无害,最好是有益于当地的生态环境;保证施工人员的健康和安全;适应于各种复杂井和深井的钻探需要。在今后的环保钻井液技术研究中,应该重视对天然高分子材料和各种环保处理剂的改性和完善以及对无毒无污染的有机盐和无机盐使用技术的攻关,解决环保钻井液抑制性和抗温性问题,开发低成本高性能的无毒环保钻井液。 关键词:钻井液 环境保护 抑制性 生物可降解性 综述 由于对环境保护问题的日益重视,与钻井液有关的环保和安全问题使得高效、低成本和无毒钻井液的研究开发成为发展的重要方向。中国陆上油田由于受钻井液成本等因素的制约,环保钻井液技术发展较慢。本文综述了环保钻井液技术发展现状,通过分析环保钻井液存在的问题,对环保钻井液的发展趋势提出了建议,希望能对环保钻井液的技术进步有所启发。 环保钻井液的发展现状 1.硅酸盐钻井液 硅酸盐钻井液无毒、无荧光、低成本的特性日益受到重视。Barnfather J L等人认为,目前使用的油基钻井液和合成基钻井液并不能真正满足环保、立法和成本控制的要求。研究开发一种既适应复杂地层要求又能满足环保要求的钻井液是目前面临的一个重要问题[1]。硅酸盐钻井液能够稳定各种复杂地层,具有优良的类似于油基钻井液的抑制稳定性能,但也是通过聚合醇和低价无机盐的复配等来强化体系的整体性能。普遍使用的硅酸钠产品溶液模数为2.1,固相含量为42%,密度为1.5g/cm3。典型的硅酸盐钻井液的pH值控制在11.8～12.3之间。硅酸盐钻井液成本比普通水基钻井液高30%左右。 Marquis Fluids公司自1998年起在加拿大西部、英国和哥伦比亚近40口大位移定向水平井、高温高压复杂深井中使用了强抑制性硅酸钠/钾环保钻井液体系,提高了机械钻速,抑制了页岩的水化膨胀,降低了成本,成功地替代了逆乳化钻井液和硫酸钾钻井液。硅酸钾还可以作为化肥,有利于植物的生长发育,只要使用得当对环境完全无害。 Barnfather J L等人将硅酸盐钻井液应用于挪威的海上油田,控制了易膨胀水化的泥页岩。作为油基钻井液和合成基钻井液的替代体系,该体系减少了化学添加剂的排放量,满足了海洋钻井的环保要求[2]。硅酸盐与聚合醇复配,增强了硅酸盐钻井液的整体性能,因为单纯的硅酸盐钻井液难以满足深井和高难度井的钻探需要。新一代硅酸盐聚合物钻井液中液体硅酸盐(固相含量为30%左右)加量为5%～15%[2]。Ward和Chapman J W认为硅酸钠和硅酸钾复配可提高钻井液抑制效果,减少硅酸盐的用量[3],而且具有优良的储层保护性能。 John C U rquhart提出用天然高分子材料复配的无固相硅酸盐钻井液,其组成为30%硅酸钾溶液(有效浓度为30%,模数为2.5,pH值为11)加入3～6kg/m3黄原胶和1～3kg/m3CMC。该体系的滤失量可控制到0,密度可根据需要进行调整[4]。该体系特点为:①真正无毒;②能够防止页岩地层的坍塌,抑制泥岩的水化分散,加固胶结差的地层;③密实的堵塞作用可防止钻井液滤液的侵入。硅酸盐加入钻井液后,提高了钻井液的整体抗温性。 硅酸盐钻井液的开发多数是以聚合物钻井液为基础。硅酸盐钻井液一般都需要与聚合物、盐类、抗高温处理剂等复配来增强抑制能力,由于复配处理剂的影响,这些硅酸盐钻井液难以形成真正的无毒环保钻井液[5～8]。丁锐通过对硅酸盐钻井液稳定井壁机理进行系统研究认为,硅酸盐稳定井壁的机理包括多方面的协同作用:①尺寸分布较宽的硅酸盐粒子通过吸附扩散等途径结合到井壁表面,堵塞缝隙;②侵入地层孔隙内的硅酸根遇到pH值小于9的 第21卷第2期 钻 井 液 与 完 井 液 Vol.21,No.2 2004年3月 DRILLING FLUID&COMPLETION FLUID Mar.2004
钻井液 钻井液工艺（90%的原题，可能考试中有选择，自己感觉吧。 以下内容仅供参考） 一、选择 1、高温对钻井液处理剂的影响是（高温降解、高温交联）。 2、用六速旋转粘度计测量静切力，用（3r/min）的速度。 3、盐水钻井液体系中除了必要的配浆土和盐以外，还需要加入（降粘剂、降滤失剂）。 4、测得某钻井液旋转计600r的读数为60，300r的读数为38，则该钻井液塑性粘度为（22）。 5、机械钻速增大或出现放空现象，并且钻井液中出现油气显示，钻屑中发现油砂或水砂，气测值升高，氯离子含量升高，这种现象一般表示为（井喷）。 6、钻井液密度、粘度、切力和含砂量都有升高，泵压忽高忽低，有时突然憋泵，这属于（井塌）。 7、不能防塌的钻井液是（分散型钻井液）。 8、如果旋流器的底流口调节到比平衡点的开口大，则（这种不合理调节成为湿底）。 9、对于一般地层，API滤失量要求（小于10ml）,HTHP滤失量要求（小于20ml）。10、聚合物钻井液的携岩能力强，主要是因为这种钻井液的剪切稀释性（强），环空钻井液的粘度和切力（大）。11、进入除砂器的钻井液必须首先经过（振动筛）。12、旋流器的规格尺寸指（圆柱部分的内径）。13、钻井液清洁器的筛网通常使用（150）目。14、由于钻井液悬浮性能不好，其中所悬浮的钻屑或重晶石沉淀，埋住井底一段井眼，造成卡钻，称为（沉砂卡钻）。15、若沉砂卡钻发生后不能恢复循环，只能采取（倒扣套铣）。16、钻井液密度在钻井中的主要作用是（平衡地层压力）。17、化学除砂是通过加入化学（絮凝剂），将细小颗粒由小变大，再通过机械方法除砂。18、易塌地层钻进时，滤失量应（不大于5ml）。
钻井液技术发展历史及未来趋势 2014-08-14能源情报文/蔡利山中国石化石油工程技术研究院 钻井液技术的发展与钻井工程的技术需求不可分割，从20 世纪初始以自然造浆方式进行钻探作业到今天专业化多功能的钻井流体的广泛应用（各种钻井液体系的应用情况详见表1），时间经过了大约 1 个世纪。在此期间，钻井液工艺和材料一直在不断发展。由于理论与手段（甚或思维方式）的局限性，其发展过程可能会出现反复，发生技术革命的因素正在积累，但最终的突破点在哪里，目前仍显得扑朔迷离。 从表 1 可以看出三大特点：一是应用于特定环境下的特种钻井流体，如气基、泡沫、盐基流体等，这类技术自出现以后一直应用至今；二是效果稳定、操作简单的体系一直在沿用，如油基钻井液；三是具有持续技术传承的体系，如聚合物及其衍生体系，就目前的发展情况看，由于新材料研发因素的支撑，可能是最具生命力的一个领域。 从本质上讲，钻井液的功能实际上有两个：一是保持井壁稳定，以确保井眼在钻达设计深度之前，上部裸眼井段几何形状的变化不会影响正常的钻进作业；二是及时高效地将钻头破碎的岩屑携带至地面，以保持井筒清洁。除此之外的所有功能都是钻井液的衍生或附加功能，从钻井工程的性质看，保持已钻成井眼的稳定是第一位的，没有这一基础，与钻井工程有关的所有技术环节都无从谈起。鉴于此，围绕井壁稳定需求进行的技术探索从未停止过，相关研究多集中在钻井液体系、工艺材料、应力平衡技术以及能量变化对井壁稳定性影响的研究等方面。 1 钻井液体系的研究 这方面的研究一直是重点，且较为活跃。 1.1 钾基聚合物体系
为了尽可能发挥高价金属离子的化学抑制作用，在钻井液中常常同时加入KCl 和石灰（CaO），以利用Ca2＋稳定矿物晶格的能力，这种体系国外被称为钾钙基或钾石灰聚合物体系。 国内的高钙盐体系于2000 年前后开始投入现场应用，其特点是采用抗钙能力很强的聚合物助剂与CaCl2共同形成Ca2＋高于1000mg/L（滤液）的稳定钻井液体系。考虑到成本因素，现场维护时滤液中的Ca2＋通常保持在1200～1400mg/L，很少超过1600mg/L。此技术有效发挥了Ca2＋能够提高体系化学抑制能力的效率，极大地提高了钾钙基钻井液体系的化学防塌能力，可以认为是钻井液在防塌技术上的一个进步。 1.2 阳离子体系 随着化学抑制理论的不断发展，人们认识到阳离子基团在有序吸附排列于黏土矿物晶层的同时可以有效地将吸附水分子排挤出来，使黏土矿物产生去水化效应，亦即阳离子化以后的钻井液体系能够最大限度地发挥抑制防塌作用。国内在1987 年前后开始在现场试用阳离子钻井液体系（或者是以阳离子化的钻井液助剂对常规钻井液体系进行改造），1995 年以后，关于阳离子钻井液体系及其相关助剂的研究与现场应用案例明显增加。在对以往10 年阳离子钻井液技术研究与应用总结的基础上，殷平艺在1998 年首次提出了“新的钻井液研究必将以带有正电固相颗粒的阳离子钻井液体系为主体”的观点。但就总体效果看，这方面的研究没有突破性进展，但探索性的工作一直没有停止，直到现在仍可看到个别井使用阳离子体系的报道，但大多数时候是将阳离子助剂作为抑制剂或包被剂使用。 1.3 正电钻井液体系 2000 年以后，正电钻井液开始进入现场试用，这实际上是一种完全阳离子化的体系，其标志是体系（或滤液）的ξ 电位至少应大于0，考虑到正、负两种电荷中和效率极高，最终形成的正电钻井液的ξ 电位应不低于20mV，以便能够有足够多的正电荷用于支付以钻屑为主的负电性物质的消耗，如此方可投入现场试用。从部分井的现场应用情况看，正电体系实质上是阳离子化程度较高的阳离子体系，其ξ 电位一般不高于-20mV（传统水基钻井液的ξ 电位通常在-40～-30mV），这主要是因为现场条件下进入浆体的各种物质大多是负电性的，加之体系配伍的正电助剂不成熟，维护处理时仍以常规助剂为主，正电助剂反而成为辅助添加剂，导致正电体系在短时间内回归为常规体系。纵观钻井液化学抑制理论的发展历程，在防塌技术实践中，正电钻井液体系的研究原本是最有希望出现革命性突破的节点，但因理论的运用与现实发生了严重冲突，最终导致这种技术性的探索工作前景黯淡。 1.4 KCl—聚胺强抑制体系
理论知识试题 一、选择题（每题有4个选项，其中只有1个是正确的，请将正确答案的选项号填入括号内）1．AAO01 酸分子是由氢离子和( )组成的。 (A)碱金属 (B)碱性氧化物 (C)酸根离子 (D)氢氧根离子2．AAO01 酸在水溶液中能电离出( )和酸根离子。 (A)H+ (B)OH- (C)Na+ (D)Mg2+ 3．AAO01 酸是一种( )。 (A)单质 (B)化合物 (C)盐 (D)酸性氧化物4．AA002 酸能与单质( )发生置换反应。 (A)Zn (B)O (C)C (D)Si 5．AA002 酸具有的通性是( )。 (A)能使紫色石蕊试纸变成蓝色 (B)能与多种非金属元素起反应 (C)能跟某些金属氧化物起反应 (D)能加热分解 6．AA002 酸能和一些金属氧化物反应生成( )。 (A)盐和氢气 (B)酸和盐 (C)碱和盐 (D)盐和水 7．AA003 盐酸具有( )。 (A)挥发性和腐蚀性 (B)挥发性和脱水性 (C)脱水性和吸水性 (D)脱水性和氧化性 8．AA003 盐酸具有( )。 (A)氧化脱水性 (B)刺激性气味 (C)脱水性 (D)无味特性 9．AA003 常用盐酸的密度为( )。 (A)1.10 g/cm3 (B)1.40 g/cm3 (C)1.19 g/cm3 (D)2.0 g/cm3 10. AA004 HN03是一种( )。 (A)弱酸 (B)强酸 (C)盐 (D)醇 11. AA004 浓HN03洒到皮肤、衣物上时应立即用( )冲洗。 (A)H20和NaOH溶液 (B)H20和CaC03溶液 (C)H20和Na2C03溶液 (D)醇 12. AA004 HN03和大部分金属反应( )。 (A)放出氢气 (B)放出氧气 (C)无氢气放出 (D)上述3项都不对 13. AA005 关于H2S04的溶解性说法正确的是( )。 (A)微溶于水 (B)不溶于水 (C)可以以任意比例溶于水 (D)上述3项都不对 14. AA005 关于H2S04的说法正确的是( )。 (A)只具有吸水性 (B)只具有脱水性 (C)具有吸水性和脱水性 (D)上述3项都不对 15. AA005 H2S04溶于水时( )。 (A)吸热 (B)放热 (C)无变化 (D)上述3项都不对 16. AA006 碱是由金属离子或类似金属离子的( )与氢氧根离子组成的化合物。 (A)原子 (B)分子 (C)质子 (D)基团 17. AA006 烧碱在水溶液中能电离生成( )。 (A)Na+和CO32- (B)Na+、H+和HC03- (C)Na十和OH (D)Na+和N03- 18. AA006 碱在水溶液中能电离生成( )。
我国各油田主要钻井液类型 一、无固相不分散聚合物钻井液 ●基本组成：聚丙烯酰胺或多元乙烯基共聚物类絮凝剂、无机盐等 ●特点：絮凝剂可有效地絮凝钻井过程所产生的岩屑。 ●典型配方： （1）水+ 0.1~0.3% PHP + 0.1~0.2% CaCl2或0.5~1% KCl （2）水+ 0.07~0.14% CPAM + 0.1~0.3% TDC-15（低分子量有机阳离子）+ 0.2% CaCl2 （3）水+ 0.1~0.3% FA-367 + 0.1~0.2% CaCl2或0.5~1% KCl ●适用范围：层理裂隙不发育、正常孔隙压力与弱地应力、中等分散砂岩与泥岩互层；已下技 术套管的低压、井壁稳定的储层等。 二、低固相聚合物钻井液 ●适用范围：用于钻进层理裂隙不发育的易膨胀、强分散或不易膨胀、强分散、软的砂岩与泥 岩互层；已下技术套管的低压储层等。 1、阴离子聚合物钻井液 ●基本组成：多元乙烯基共聚物类、水解聚丙烯腈、部分水解聚丙烯酰胺等 ●特点：高分子量聚合物包被粘土或钻屑，并提供钻井液所需粘度、切力；中分子量和低分子 量聚合物用于控制滤失量并控制粘度、切力。 ●典型配方：膨润土浆+ 0.1~0.3% KPAM + 0.4~0.5% NPAN 2、阳离子聚合物钻井液 ●基本组成：高分子量与低分子量阳离子聚合物，以及淀粉等 ●特点：阳离子聚合物具有极强的稳定页岩的能力，即强吸附、强抑制性；配合使用淀粉类处 理剂调整滤失造壁性。 ●典型配方：膨润土浆+ 0.4% SP-2（阳离子聚合物）+ 0.4% CSW-1（低分子量有机阳离子）+ 1% 改性淀粉 3、两性离子聚合物钻井液 ●基本组成：高分子量和低分子量两性离子聚合物，有时配合加入阴离子聚合物 ●特点：利用聚合物中的阳离子基团增强体系的抑制性，同时大量的阴离子、非离子基团使体 系保持稳定。两性离子聚合物与各种处理剂具有很好的相容性。 ●典型配方：膨润土浆+ 0.1~0.3% FA-367 + 0.05~0.2 %XY-27 + 1~3% 磺化沥青类产品 三、聚磺钻井液 ●基本组成：高分子量聚合物（包括阴、阳、两性离子聚合物）、中分子量聚合物降滤失剂、 磺化酚醛树脂类产品和沥青类产品等。
一、填空题（每空0.5分，共10 分） 1．在三轴应力作用下，岩石的强度随围压的增大而__增大_____；塑性随围压的减小而____减小__ 。 2．牙轮钻头的寿命主要取决于____牙齿的寿命和______轴承的寿命__。 3．钻头的牙齿磨损量是指牙齿的相对磨损高度，牙齿全部磨损时牙齿磨损量 为 1 。 4．牙轮钻头复锥的目的是为了使牙轮在滚动时产生滑动。 5．刮刀钻头破碎塑脆性地层时是由碰撞、挤压、剪切三个基本过程组成的。 6．动滤失是指钻井液在井内循环时的滤失过程。 7．按破岩方式划分PDC钻头是一种切削型的钻头。 8．测量和计算井眼轨迹的三个基本参数是井斜角、井斜方位角 和井深。 9．工程师法和司钻法压井时所遵循的基本原则是，在压井过程中保持 井底的压力不变。 10．根据双向应力椭圆，套管柱在承受轴向拉应力时，其抗外挤强度降低、抗内压强度增大。 11．裸眼完井法分为先期裸眼完井法和后期裸眼完井法。 12．井身结构设计的内容包括套管下入层次及下深的确定、套管—钻头尺寸的配合 和环空中水泥上返高度的确定。 二、名词解释（每词2分，共10分） 1．压持效应：在钻井过程中，井内始终存在钻井液液柱与地层压力之间的压差，在压差的作用下岩石碎屑难以离开井底，造成钻头重复破碎的现象。 2．上覆岩层压力：指该处以上地层岩石基质和孔隙中液体的总重量所产生的压力。 3．门限钻压：指钻头牙齿刚刚吃入岩石时的钻压，其值的大小主要取决于岩石的性质。 4．水泥稠化时间： 指水泥浆从配置开始到其稠度达到其规定值（API规定水泥浆稠度达100BC）所用的时间。 5．工具面：弯接头的轴线是一条折线，折线构成的平面称为弯接头的工具面。 三、简答题（每题5分，共20分） 1．简述异常高压地层形成的原因。 答：地层在沉积压实过程中，能否保持压实平衡主要取决于四个因素：（1）上覆岩层沉积速度的大小，（2）地层渗透率的大小，（3）地层孔隙减小的速度，（4）排出孔隙流体的能力。 在地层的沉积过程中，如果沉积速度很快，岩石颗粒没有足够的时间去排列，孔隙内流体的排出受到限制，基岩无法增加它的颗粒和颗粒之间的压力，即无法增加它对上覆岩层的支撑能力。由于上覆岩层继续沉积，岩层压力增加，而下面的基岩的支撑能力并没有增加，孔隙流体必然开始部分地支撑本应有岩石颗粒所支撑的那部分上覆岩层压力。如果该地层的周围又有不渗透的地层圈闭，就造成了地层的欠压实，从而导致了异常高压的形成。 2．简述钻井液的主要功用。 答：（1）从井底清除岩屑并把岩屑携带到地面上来； （2）冷却和润滑钻头和钻柱； （3）稳定井壁、保护井壁的作用； （4）利用钻井液的液柱压力控制地层压力； （5）循环停止时悬浮岩屑和加重材料，防止下沉；
中国石油天然气集团公司钻井液技术规范 第一章总则 第一条钻井液技术是钻井技术的重要组成部分，直接关系到钻探工程的成败和效益。为提高钻井液技术和管理水平，保障钻井工程的安全和质量，满足勘探开发需要，特制定本规范。 第二条本规范主要内容包括：钻井液设计，现场作业，油气储层保护，钻井液循环、固控和除气设备，泡沫钻井流体，井下复杂的预防和处理，钻井液废弃物处理与环境保护，钻井液原材料和处理剂的质量控制与管理，钻井液资料管理等。 第三条本规范适用于中国石油天然气集团公司所属相关单位的钻井液技术管理。 第二章钻井液设计 第一节设计的主要依据和内容 第四条钻井液设计是钻井工程设计的重要组成部分，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、质量和效益等因素的基础上，制定相应的钻井液技术措施。主要有：地层岩性、地层应力、地层岩石理化性能、地层流体、地层压力剖面（孔隙压力、坍塌压力与破裂压力）、地温梯度等信息；储层保护要求；
本区块或相邻区块已完成井的井下复杂情况和钻井液应用情况；地质目的和钻井工程对钻井液作业的要求；适用的钻井液新技术、新工艺；国家和施工地区有关环保方面的规定和要求。 第五条钻井液设计内容主要包括：邻井复杂情况分析与本井复杂情况预测；分段钻井液类型及主要性能参数；分段钻井液基本配方、钻井液消耗量预测、配制与维护处理；储层保护对钻井液的要求；固控设备配置与使用要求；钻井液仪器、设备配置要求；分段钻井液材料计划及成本预测；井场应急材料和压井液储备要求；井下复杂情况的预防和处理；钻井液HSE管理要求。 第二节钻井液体系选择 第六条钻井液体系选择应遵循以下原则：满足地质目的和钻井工程需要；具有较好的储层保护效果；具有较好的经济性；低毒低腐蚀性。 第七条不同地层钻井液类型选择 1. 在表层钻进时，宜选用较高粘度和切力的钻井液。 2. 在砂泥岩地层钻进时，宜选用低固相或无固相聚合物钻井液；在易水化膨胀坍塌的泥页岩地层钻进时，宜选用钾盐聚合物等具有较强抑制性的钻井液。 3. 在地层破裂压力较低的易漏地层钻进时，宜选用充气、泡沫、水包油等密度较低的钻井液；在不含硫和二氧化碳的易漏地层钻进时，也可采用气体钻井。 4. 在大段含盐、膏地层钻进时，根据地层含盐量和井底温
行业：石油天然气工种：钻井液工等级：初级工鉴定方式：知识 AA001：QHSE管理体系相关知识 1.QHSE管理体系遵循PDCA模式，下面（D）不属于PDCA的内容。 （A）总结（B）改进（C）实施（D）评价 2.应急管理是对事故的全过程管理，贯穿于事故发生前、中、后的各个过程，充分体现了(C)的应
急思想。 (A)安全第一，预防为主 (B)安全第一，常抓不懈 (C)预防为主，常备不懈 (D)预防为主，常抓不懈 3.以下(A)是指设备、设施或技术工艺含有内在的能够从根本上防止发生事故的功能。 (A)本质安全 (B)生产安全 (C)安全功能 (D)安全预防 4. QHSE管理体系是企业管理体系的一部分，是企业建立QHSE方针和目标，并为实现这些目标所建立的行政管理体系。包括体系建立和运行两部分，简单地说，体系建立是指建立一整套行之有效的（A）。 （A）规章制度（B）管理手册（C）记录 (D)文件 5.（×）QHSE管理是上级领导的事，与作业现场操作人员关系不大。 正确答案： QHSE管理是全员参与、人人负责。 6.（√）健康、安全与环境管理体系的一个基本思想是实现持续改进。 AA002：基层标准化管理 1.基层单位及班组应结合施工作业的特点和作业环境的变化，（A）开展危害因素识别，并建立完善“危害因素清单”。 （A）随时（B）每季度（C）半年（D）1年 2.岗位员工巡回检查发现的事故隐患应立即报告（A）。 （A）施工作业现场负责人（B）井队长 （C）基层单位负责人（D）公司HSE部门 3.基层单位在识别和评估危害因素时应考虑（ D ）。 （A）正常作业活动和特殊情况下作业活动（B）所有进入工作场所的人员 （C）工作场所内的设备设施（D）以上3项都包括 4.危害因素主要包括（D）。 （A）职业安全危害因素（B）职业健康危害因素 （C）环境影响因素（D）以上3项都包括 5.（×）“岗位HSE巡回检查表”适用于管理岗位人员，是管理人员开展岗位巡回检查的依据。正确答案：“岗位HSE巡回检查表”适用于基层岗位人员，是员工开展岗位巡回检查的依据。 6.（√）风险管理是HSE管理的核心。 AA003：基层标准化现场
简答题： 1、钻井液是如何让分类的？P2-3 答：钻井液按密度大小可分为非加重钻井液和加重钻井液；按其黏土水化作用的强弱可分为非抑制型钻井液和抑制型钻井液；按其固相含量的多少，将固相含量较低的叫做低固相钻井液，基本不含固相的叫做无固相钻井液；根据分散（流体）介质不同，分为水基钻井液、油基钻井液、气体型钻井流体和合成基钻井液四种类型。 2、主要钻井液类型有哪些？ P3-5 答：主要钻井液类型有：（1）分散钻井液；（2）钙处理钻井液；（3）盐水钻井液和饱和盐水钻井液；（4）聚合物钻井液；（5）钾基聚合物钻井液；(6)油基钻井液；（7）气体型钻井流体；（8）合成基钻井液；（9）保护油气层的钻井液；（10）不侵入地层钻井液。 3、膨润土在钻井液中的主要作用是什么？P31 答：膨润土在钻井液中的主要作用是增加粘度和切力、提高井眼净化能力；形成低渗透率的致密泥饼，降低滤失量；对于胶结不良的地层，可改善井眼的稳定性；防止井漏等。 4、常用配制钻井液的粘土有哪些？P31 答：钻井液常用粘土有膨润土、抗盐粘土（包括凹凸棒石粘土、海泡石粘土等）及有机膨润土。 5、钻井液的功用有哪些？P5 答：钻井液的功用：（1）携带和悬浮岩屑；（2）稳定井壁；（3）平衡地层压力和岩石侧压力；（4）冷却和润滑钻头；（5）传递水动力；（6）获取地下信息。 6、配制泥浆的膨润土的主要作用有哪些？P31 答：膨润土在钻井液中的主要作用是增加粘度和切力、提高井眼净化能力；形成低渗透率的致密泥饼，降低滤失量；对于胶结不良的地层，可改善井眼的稳定性；防止井漏等。 7、什么是压力激动？ 答： 8、简述钻井液的循环过程. P5 答：钻井液的循环是通过钻井泵（俗称泥浆泵）来维持的。从钻井泵排出的高压钻井液经过地面高压管汇、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到钻头，从钻头喷嘴喷出，然后再沿钻柱与井壁（或套管）形成的环形空间向上流动，返回地面后经排出管线、振动筛流入泥浆池，再经各种固控设备惊醒处理后返回水池，进入再次循环，这就是钻井液的循环过程和循环系统。
一、概念 1.粘土晶格取代：在粘土矿物晶体中，一部分阳离子被另外阳离子所置换，而晶体结构保持不变的现象。 2.钻井液剪切稀释性：钻井液中塑性流体和假塑性流体的表观粘度随着剪切速率的增加而降低的特性称为剪切稀释性。 3.碱度：指溶液或悬浮液对酸的中和能力。API选用酚酞和甲基橙两种指示剂来评价钻井液及其滤液碱性的强弱。 4.聚结稳定性：分散相粒子是否容易自动聚结变大的性质。 5. 粘土水化作用：粘土矿物表面容易吸附较多水分子的特性。 6. 流变模式：钻井液流变性的核心问题是研究各种钻井液的剪切应力与剪切速率之间的关系。用数学关系式表示称为流变方程，又称为流变模式。 8.粘土阳离子交换容量：是指在分散介质pH=7时，粘土所能交换下来的阳离子总量，包括交换性盐基和交换性氢。阳离子交换容量以100克粘土所能交换下来的阳离子毫摩尔数来表示．符号为CEC。 9.造浆率：一吨干粘土所能配制粘度（表观粘度）为15mPa.s钻井液的体积数，m3/T。 10.页岩抑制剂：凡是能有效地抑制页岩水化膨胀和分散，主要起稳定井壁作用的处理剂均可称做页岩抑制剂，又称防塌剂。 11．剪切稀释性：塑性流体和假塑性流体的表观粘度随着剪切速率的增加而降低的特性称为剪切稀释性。 12．动切力：塑性流体流变曲线中的直线段延长线与切应力轴的交点为动切力，又叫屈服值。 13．静切力：使流体开始流动的最低剪切应力称为静切力。 14．流变性：是指在外力作用下，物质发生流动和变形的特征；对于钻井液而言，其流动性是主要的方面。 15．滤失造壁性：在压力差作用下，钻井液中的自由水向井壁岩石的裂隙或孔隙中渗透，称为钻井液的滤失作用。在滤失过程中，随着钻井液中的自由水进入岩层，钻井液中的固相颗粒便附着在井壁上形成泥饼(细小颗粒也可能渗入岩层至一定深度)，这便是钻井液的造壁性。 16．粘土高温分散作用：在高温作用下，钻井液中的粘土颗粒分散程度增加，颗粒浓度增加、比表面增大的现象。 17．钻井液高温增稠作用：高温分散作用使钻井液中粘土颗粒浓度增加，钻井液的粘度和切力也均比相同温度下理想悬浮体的对应值高的现象，称为高温增稠作用。 18．钻井液高温胶凝作用：高温分散引起的钻井液高温增稠与钻井液中粘土含量
初级工理论试题 一、选择题 (是题4个选的，足有1个是正确的，的正确的选项填入括号削 1.高温高压下的岩浆从地下深处侵入地壳或喷出地表冷凝而成的岩石口H( )。 (A)变质岩(B)岩浆岩(C)石英(D)石灰岩 2.乙无尾理、块状、很致密而坚硬的岩石是( )。 (A)花岗岩(B)页岩(C)泥岩(D)大理岩 3.岩浆岩按( )的含量分为超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩四大类。 (A)S们，(B)Fez(), (C)MgO (D)Ca() 4.在地壳表层条件下，母岩的风化产物，经搬运、沉积及成岩作用而形成的--类岩石叫( )。 (A)玄武岩(B)岩浆岩(C)沉积岩(D)变质岩 5.直径0.01一Zmm的砂粒经胶结物胶结在一起形成的岩石口q( )。 (A)泥岩(B)砂岩巳)砾岩(D)石灰岩 6.石油和天然气生成在( )中，绝大多数储藏在它的孔隙、裂缝和溶洞申。 (A)岩浆岩(B)沉积岩(C)变质岩山)矿物 7.属于沉积岩的是( )。 (A)花岗岩(B)玄武岩巳)泥岩(n)片麻岩 8.由于岩石具有孔隙，在压差作用下，油、气、水能通过岩石，这种性质叫( )。 (A)渗透性(B)孔隙性(C)解理(D)溶洞 9.呈薄片层状的泥岩称为( )。 (A)石灰岩(B)砂岩(C)砾岩(D)页岩 10.经变质作用而形成的岩石称为( (A)碎屑岩(B)化学岩(C)变质岩(D)生物岩 11.属于变质岩的岩石是( )。 (A)砂岩(B)泥岩(C)大理岩(「))页岩 12．变质作用是指岩浆岩和沉积岩在高温高压作用下，或由下外来物质加入，在( 改变原来的成分、结构，变成新的岩石的作用。 (A)固体(B)液体巳)气体 13.组成岩石和矿石的基本单元的是( (幻砾岩Q)砂质灰岩(C)矿物(D)原子 14．地壳中的化学元素通过地质作用所形成的单质或化合物称为( )。 (A)泥岩(B)页岩(C)砾岩(D)矿物 15．矿物不具有( )的物理性质。 (A)层理(B)解理(C)密度(D)条痕 16．水基钻井液是由粘土、水和各种处理剂及加重材料组成的( )。 (A)溶液(B)悬浮体(C)溶胶(D)溶胶与悬浮体 17．钻井液的动用不包括( )。 (A)稳定井壁(B)形成水锁(C)润滑钻头(D)传递水功率 18．油基钻井液的分散介质是( )。 (A)原油或柴油(B)润滑油(C)汽油(D)水 19．钻井液用来清洗井底，( )钻屑，保持井眼清洁。 (A)悬浮、携带(B)悬浮、冷却(C)携带、润滑(D)携带、冷却 20．单位体积钻井液的( )称为钻井液密度。 (A)质量(B)重量(C)固相含量(D)能量 21．钻井液含砂量是指钻井液中不能通过( )目筛的砂子体积占钻井液体积的百分数。(A)12 (B)20 (C)80 (D)200 22．在钻井过程中，地层( )，钻井液密度会升高。 (A)自然造浆(B)加CMC (C)混油(D)加水 23．用漏斗粘度计测量的钻井液粘度的单位是( )。 (A)s (B)min (C)kPa●s (D)Pa◆s 24，校正漏斗粘度计应该用( ，校正。 (A)蒸馏水(B)淡水(C)盐水 (D，海水 25．钻井液粘度是一种( )。 (A)内摩擦力(B)结构力(C)结构密度(D)剪切力 26．钻井液中网架结构强度越大，钻井液切力( )。 (A)越大(B)越小(C)不变(D)使钻井液流动越大 27．现场测定滤矢量时压力控制在( )MPa。 (A)0.686 (B)丁(C)6.86 (D)7◆5 28．现场测量的钻井液滤矢量是( )。 (A)动失水(B)静失水(C)瞬时失水（D)长期失水 29．通常现场测定的滤矢量是指在( )MPa压力作用下测定的。 (A)0,32 出)0.43 (C)0.52 (D)0,686
钻井液技术新进展 摘要：钻井液技术的革新对加强石油勘探开发，提高石油采收率具有重要作用。本文介绍了国外钻井液技术的新进展，包括井壁稳定、防漏堵漏、抗高温钻井液、提高机械钻速的钻井液、低密度钻井液流体、储层保护等技术，同时介绍了国内钻井液技术的相关进展，通过分析比较，指出开发新型钻井液技术的关键在于研发新的处理剂，为钻井液技术的发展指明了方向。 关键词：水基钻井液；油基钻井液；钻井液处理剂；纳米技术 油气井工作液指在钻井、完井、增产等作业过程中所使用的工作流体，包括钻井液、钻井完井液、水泥浆、射孔液、隔离液、封隔液、砾石充填液、修井液、压裂液、酸液及驱替液等。近年来，钻井液在保障钻井井下安全、稳定井壁、提高钻速、保护储层等方面的作用日益突出，随着当前复杂地层深井、超深井及特殊工艺井越来越多，对钻井液技术提出了更高的要求。为此，国内外对应用基础理论和新技术方面进行了广泛的研究，取得了一系列的研究成果和应用技术，有效的解决了钻井过程中迫切的难题，并为钻井液技术的进一步发展奠定了基础指明了方向。本文在调研近几年国内外钻井液新技术的基础上，对国外和国内钻井液技术的新进展分别进行阐述[1-3]。 1国外钻井液技术新进展 1.1井壁稳定技术 1.1.1高性能水基钻井液技术 国外各大钻井液公司均研发了一种在性能、费用及环境保护方面能替代油基与合成基钻井液的高性能水基钻井液（HPWM）代表性技术有M-I公司的ULTRADRIL体系、哈利伯顿白劳德公司的HYDRO-GUADRTM体系[4-5]。该钻井液体系中，聚胺盐的胺基易被黏土优先吸附，促使黏土晶层间脱水，减小水化膨胀；铝酸盐络合物进入泥页岩内部后能形成沉淀，与地层矿物基质结合，增强井壁稳定性；钻速提高剂能覆盖在钻屑和金属表面，防止钻头泥包；可变形聚合物封堵剂能与泥页岩微孔隙相匹配，形成紧密填充[6]。 在墨西哥湾、美国大陆、巴西、澳大利亚及中国的冀东、南海等地的现场应用效果表明，高性能水基钻井液具备抑制性强、能提高机械钻速、高温稳定、保护储层及保护环境的特点[7-8]。 1.1.2成膜水基钻井液技术 通过在水基钻井液中加入成膜剂，使钻井液在泥页岩井壁表面形成较高质量的膜，以阻止钻井液滤液进入地层，从而在保护储层和稳定井壁方面发挥类似油基钻井液的作用。
钻井液基本知识 钻井液就是用于钻井的流体,在钻井中的功用:1、清洗井底,悬浮携带岩屑,保持井眼清洁。2、平衡地层压力,稳定井壁、防止井塌、井喷、井漏。3、传递水功率、以帮助钻头破碎岩石。4、为井下动力钻具传递动力,5、冷却钻头、钻具。6、利用钻井液进行地质、气测录井。钻井液常规性能对钻井工作有很大的影响。 一、钻井液密度 1、钻井液密度概念:单位体积钻井液的质量称为钻井液的密度,其单位就是克/厘米3(g/cm3)常用符号表示。现场一般用钻井液密度计测定钻井液的密度。 2、钻井液密度的计算公式 P=(P地×102)÷H+Pe P----钻井液密度g/cm3 式中: P地----地层压力MPa H-----井深m Pe-----附加密度、油层附加0、05—0、1气层附加0、07—0、15 由于起钻时可能产生抽吸或液面下降,另外,气体进入井内,也会引起液柱压力降低,因此钻井液密度要有附加值。 3、钻井液密度与钻井工作的关系:在钻井作业中,钻井液密度的作用就是通过钻井液柱对井底与井壁产生压力,以平衡地层中油、气压力与岩石侧压力、防止井喷、保护井壁,同时防止高压油气水侵入钻井液,以免破坏钻井液的性能引起井下复杂情况,在实际工作中,应根据具体情况,选择恰当的钻井液密度,若钻井液密度过小,则不能平衡地层流体压力,与稳定井壁,可能引起井喷、井塌、卡钻等事故,若钻井液密度过大则压漏地层,并易损害油气层。钻井液对钻速有很大的影响,密度大液柱压力也大,钻速变慢,因钻井液柱压力与地层压力之间的正压差使岩屑的清除受到阻碍。造成重复破碎,降低钻头破碎岩石的效率,使钻速下降,通常在保证井下情况正常的前提下,为了提高钻速,应尽量使用低密度钻井液。 二、钻井液粘度 1、钻井液的粘度概念:钻井液粘度就是指钻井液流动时,固体棵粒之间,固体颗粒与液体分子之间, 以及液体分子之间内摩擦的总反映,钻井液粘度可用漏斗粘度计与旋转粘度计进行测定,由于测定的方 法不同,有不同的粘度值,现场常采用漏斗粘度计测量钻井液的粘度,单位就是秒。 2、钻井液与钻井工作关系,钻井液粘度的大小,对钻井液携带岩屑能力有很大的影响,一般来说,钻
文章编号:100125620(2007)0320074204 国外高性能水基钻井液技术发展现状 张启根 陈馥 刘彝 熊颖 (西南石油大学化学化工学院,四川成都) 摘要 介绍了贝克休斯公司开发的高性能水基钻井液的基本组成、优良性能以及在世界部分油田的现场应用情况。该钻井液具有油基钻井液的各种性能,可有效稳定页岩、提高岩屑整体性和机械钻速、减小扭矩和阻力,且有利于环保,已被广泛应用于各种钻井。从应用效果看,无论是PDC 钻头还是牙轮钻头,机械钻速都达到了27.4 m/h ,实现了较低的稀释率和较高的固相清除率,其摩擦系数与油基钻井液相同,最大程度地减少了钻头泥包和聚 结现象。与油基钻井液相比,可大幅度节省钻井期间的完井时间,解决了高性能钻井与环保要求的协调问题。 关键词 高性能水基钻井液 钻井液性能 钻速 井眼稳定 综述中图分类号:TE254.3 文献标识码:A 随着全世界各油田的开发逐渐进入中后期,钻井作业的难度和油气井开发成本都在急剧地增加。典型的高难度井有超深井、高温井、高压井、大位移井和深水井,在多数情况下,井身剖面设计越复杂,在钻井中遇到的井下复杂情况也越多,经常遇到的问题有扭矩过大、起下钻遇阻、卡钻、机械钻速低、井眼失稳、井漏和地层伤害等。在国外,解决这些问题的传统方法是采用油基和合成基钻井液。但是,随着环保部门对钻井液和钻屑毒性的控制日益严格,油基和合成基钻井液的使用受到了很大程度的限制。因此各国石油工作者做了大量的工作,研制出了一系列的功能独特的新型环保钻井液,它们在解决世界各油田的复杂钻井过程中发挥了各自的作用。其中具有代表性的是美国贝克休斯公司近期开发出的高性能水基钻井液,其性能与油基钻井液相似,且具有环保和低成本的特点。 1 高性能水基钻井液介绍 贝克休斯公司的研究人员从考察油基逆乳化钻井液所具有的特性入手,研究了油基逆乳化钻井液的作用机理,做了大量的基础试验、处理剂的筛选试验、体系配伍性试验,采用了一系列来自于非石油行业领域的技术,研制、筛选、改性以及复配了各种新型处理剂,并使用了一些独特的专利产品,最终开发出了这种高性能水基钻井液。该体系的设计思路采 取了“总体抑制”理念,即在保证页岩、黏土和钻屑稳定性的同时,改善一些关键性能,如提高机械钻速、防止钻具泥包及降低扭矩、起下钻遇阻现象等。开发出的高性能钻井液基本配方为[2]: 25.7kg/m 3膨润土+4.3kg/m 3P HPA +10.0kg/m 3铝络合物+14.3kg/m 3聚胺+3.1kg/m 3 低黏度PAC +2.0kg/m 3常规PAC +11.4kg/m 3沥青颗粒 该体系已在世界范围内得到广泛应用,其应用效果已在墨西哥湾、巴西、利比亚、澳大利亚和沙特阿拉伯等地区的现场试验中得到证实。在中东钻井时测得的钻井液性能[2]如下。 <444.5mm 井眼:密度为1.28g/cm 3,塑性黏度为24mPa ?s ,动切力为104.3Pa ,胶凝强度为28.7Pa/71.8Pa/86.2Pa ,滤失量为4.8mL ,p H 值为10.8,高温高压滤失量为15.0mL ,膨润土含量为64.2g/L ,L GS (低密度固相)为7.49%(V /V )。 <311.1mm 井眼:密度为1.88g/cm 3,塑性黏度为36mPa ?s ,动切力为119.7Pa ,胶凝强度为38.3Pa/71.8Pa/91.0Pa ,滤失量为4.0mL ,p H 值为10.7,高温高压滤失量为12.5mL ,膨润土含量为57.1g/L ,L GS 为6.20%(V /V )。 从以上数据可以看出,高性能钻井液的组成与常规水基钻井液有较大的区别,其性能与油基钻井液相差很小,是性能优良又环保的新型水基钻井液。 第一作者简介:张启根,1981年生,西南石油大学在读研究生,主要从事油田应用化学的研究。地址:四川省成都市西南 石油大学硕05级5班;邮政编码610500;E 2mail :zhangqigen1981@https://www.doczj.com/doc/8b504042.html, 。 第24卷第3期 钻 井 液 与 完 井 液 Vol.24No.32007年5月 DRILL IN G FL U ID &COMPL ETION FL U ID May 2007