环境友好型水基钻井液 GREEN-DRILL的研制与应用
第４２卷第２期
石 油 钻 探 技 术Ｖｏｌ畅４２Ｎｏ畅２２０１４年３月ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＤＲＩＬＬＩＮＧ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳＭａｒ．，２０１４收稿日期：２０１３０３１０；改回日期：２０１４０１０９。作者简介：胡进军（１９７８—），男，２００１年毕业于重庆石油学校石油地质专业，２０１０年获长江大学石油工程专业学士学位，工程师，主要从事海上钻井液完井液技术研究及应用工作。联系方式：（０３１６）３３６７０５４，ｈｕｊｊ５＠ｃｏｓｌ．ｃｏｍ．ｃｎ。基金项目：中海油田服务股份有限公司项目“环保型水基钻井液ＧＲＥＥＮ‐ＤＲＩＬＬ研发”（编号：ＹＨＢ１２ＹＦ００９）部分研究内容。磼钻井完井磾ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１０８９０．２０１４．０２．０１５环境友好型水基钻井液ＧＲＥＥＮ‐ＤＲＩＬＬ的研制与应用
胡进军１，孙 强１，夏小春１，魏子路２，冀 腾１，项 涛１
（１．中海油田服务股份有限公司油田化学研究院，河北三河０６５２０１；２．中海油田服务股份有限公司油田化学事业部，天津３００４５８）
摘 要：为了提高海上油气田钻井液的环保性能，在开发环保型高效封堵剂ＧＳ、水基润滑剂ＧＬ和水溶性抑制
剂ＧＧ的基础上，研制出了环境友好型水基钻井液ＧＲＥＥＮ‐ＤＲＩＬＬ。性能评价结果表明，水基钻井液ＧＲＥＥＮ‐ＤＲＩＬＬ的基本性能稳定，抑制性能与聚合醇钻井液基本相当，其生物需氧量与化学耗氧量的比值为６７畅５％，对蒙古裸腹溞Ⅰ龄幼体７２ｈ半数致死浓度大于６００００ｍｇ／Ｌ，高于国家一级海域生物毒性容许值，符合国家一级海域排放标准。同时，在水中稀释后无油膜、无黑色漂浮物。渤海油田５井次的现场应用表明，水基钻井液ＧＲＥＥＮ‐
ＤＲＩＬＬ能解决渤海油田存在的渗漏和井漏问题，性能稳定，环保性能优良。关键词：海上钻井环境保护水基钻井液生物降解现场应用
中图分类号：ＴＥ２５４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１０８９０（２０１４）０２００７５０５ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ‐ＦｒｉｅｎｄｌｙＤｒｉｌｌｉｎｇＦｌｕｉｄＧＲＥＥＮ‐ＤＲＩＬＬ
ＨｕＪｉｎｊｕｎ１，ＳｕｎＱｉａｎｇ１，ＸｉａＸｉａｏｃｈｕｎ１，ＷｅｉＺｉｌｕ２，ＪｉＴｅｎｇ１，ＸｉａｎｇＴａｏ
１
（１．ＯｉｌｆｉｅｌｄＣｈｅｍｉｃａｌＲ＆ＤＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣｈｉｎａＯｉｌｆｉｅｌｄＳｅｒｖｉｃｅｓＬｔｄ．，Ｓａｎｈｅ，Ｈｅｂｅｉ，０６５２０１，Ｃｈｉｎａ；２．ＯｉｌｆｉｅｌｄＣｈｅｍｉｃａｌｓＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＣｈｉｎａＯｉｌｆｉｅｌｄＳｅｒｖｉｃｅｓＬｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ，３００４５８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＷａｔｅｒｂａｓｅｄｄｒｉｌｌｉｎｇｆｌｕｉｄＧＲＥＥＮ‐ＤＲＩＬＬｈａｓｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｏｆｆｓｈｏｒｅｄｒｉｌｌｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔｅｃｏ‐ｆｒｉｅｎｄｌｙｐｌｕｇｇｉｎｇａｇｅｎｔ（ＧＳ），ｗａｔｅｒｂａｓｅｄｌｕｂｒｉｃａｎｔ（ＧＬ），ａｎｄｓｏｌｕｂｌｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒ（ＧＧ）．ＬａｂｅｖａｌｕａｔｉｏｎｔｅｓｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅＧＲＥＥＮ‐ＤＲＩＬＬｗａｓｓｔａｂｌｅ，ｉｔｓｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｗａｓｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｔｏｔｈａｔｏｆｇｌｙ‐ｃｏｌｄｒｉｌｌｉｎｇｆｌｕｉｄ，ｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｙｇｅｎｄｅｍａｎｄｔｏｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｙｇｅｎｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｗａｓ６７畅５％，ａｎｄｔｈｅ７２ｈｍｅｄｉａｎｌｅｔｈａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｗａｓｍｏｒｅｔｈａｎ６０，０００ｍｇ／ＬｗｉｔｈｌａｒｖａｏｆＭｏｎｇｏｌｉａｂａｒｅａｂｄｏｍｅｎＩａｇｅ，ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｅｐｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅｖａｌｕｅｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｔｏｘｉｃｉｔｙｆｏｒｌｅｖｅｌⅠｓｅａａｒｅａｉｎＣｈｉｎａ，ａｎｄｍｅｅｔｉｎｇｔｈｅｎａ‐ｔｉｏｎａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅｓｔａｎｄａｒｄ．Ｏｎｔｈｅｏｔｈｅｒｈａｎｄ，ｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｔｏｉｌｆｉｌｍａｎｄｂｌａｃｋｆｌｏａｔａｇｅｉｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆＧＲＥＥＮ‐ＤＲＩＬＬｄｉｌｕｅｎｔｓｆｌｕｉｄ．ＦｉｅｌｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＢｏｈａｉＯｉｌｆｉｅｌｄｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｗａｔｅｒｂａｓｅｄｄｒｉｌｌｉｎｇｆｌｕｉｄＧＲＥＥＮ‐ＤＲＩＬＬｃｏｕｌｄｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｌｅａｋａｇｅａｎｄｌｏｓｔｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ，ｗｉｔｈｓｔａｂｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎ‐ｍｅｎｔｆｒｉｅｎｄｌｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｆｆｓｈｏｒｅｄｒｉｌｌｉｎｇ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｗａｔｅｒ‐ｂａｓｅｄｄｒｉｌｌｉｎｇｆｌｕｉｄ；ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ；ｆｉｅｌｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 海洋钻井要求钻井液具有常规性能的同时，还
要钻井液毒性小、生物降解性好、无生物积累以及排
放后对环境无害等［１］。而传统的水基钻井液大部分
是由合成的高分子聚合物及一些不易被生物降解的
处理剂构成的，如人工合成的高分子聚合物增黏剂、
高分子聚合物降滤失剂、改性纤维及既不溶于水也
不溶于油的树脂等。由这些处理剂构成的水基钻井
钻井液工程软件发展现状
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/b63114115.html, 钻井液工程软件发展现状 作者：卢小川王伟徐博韬邓义成 来源：《科技视界》2015年第35期 【摘要】钻井液工程软件已经成为了现代钻井液技术的重要组成部分，而我国钻井液工 程软件与国外相比存在明显差距。介绍了国外主流钻井工程软件中的钻井液模块、Drillbench 模拟软件、MI SWACO公司的系列钻井液软件和专项技术软件，以及国内钻井液工程软件的发展现状，并提出了我国发展钻井液工程软件的建议。 【关键词】钻井液；钻井工程；工程软件发展现状 钻井技术的发展经历了经验钻井阶段、钻井发展阶段和科学钻井阶段，已初步实现了自动化钻井并日趋成熟[1]。钻井工程软件是实现自动化智能化钻井的重要手段之一，钻井作业的 各个环节，从工程设计、施工到经验总结，都越来越多的依赖于专用工程软件[2]。作为钻井 工程的“血液”，钻井液技术及相关的工程软件也在近30年得到了巨大的进步，从早期的计算程序逐步发展为系统化的专业软件。Halliburton、Schlumberger等国际钻井服务公司都组建了自己的软件团队，开发了专用的钻井液工程软件并广泛应用于钻井实践。从笔者近年参与的国际钻井液招投标工作情况来看，钻井液工程软件已成为钻井液技术服务的重要内容和参与全球化竞争的技术门槛。因此，了解国内外钻井液工程软件发展现状，对科学规划我国钻井液工程软件发展，掌握自主知识产权的工程软件具有重要意义。 1 国外钻井液工程软件 国外已有30多年钻井工程软件开发的经验，目前商品化的工程软件大多由Halliburton、Schlumberger等大的技术服务公司和Paradigm、SPT Group等一些中小型服务公司开发。 1.1 常用工程软件的钻井液模块 由于钻井液与钻井工程密不可分的血肉关系，在开发钻井工程软件时，大多将钻井液作为一个专业模块来实现相关工程模拟和计算。例如，Halliburton 公司Landmark 钻井工程软件的WellPlan（钻完井工程施工参数设计分析模块）能够进行水力学计算、激动和抽汲压力计算、井控计算；Schlumberger公司开发的Drilling Office 钻井工程设计软件的Hydraulics模块也可以进行ECD计算、井眼清洁分析等水力学计算[3]。Paradigm公司的钻井工程设计软件Sysdrill 则包含了水力学模块和温度模块，可模拟高温高压条件下的钻井液流变性和井下ECD、ESD。 1.2 Drillbench软件 SPT Group与挪威国家石油研究院联合开发的Drillbench软件经历了20多年的开发和升级，研发总投入超过20亿美元，是目前功能最强大的水力学模拟软件之一。该软件的主要模块包括：Presmod（动态水力学与温度模块）、Hydraulics（静态水力学模块）、Frictionmaster
钻井液体系和配方
钻井液体系和配方 一.不分散聚合物体系 不分散聚合物钻井液体系指的是经过具有絮凝及包被作用的有机高分子集合物处理的水基钻井液。常用的不分散集合物钻井液类型大体有三种：及多元素聚合物体系、复合粒子性聚合物体系、阳离子聚合物体系。 1.不分散聚合物体系特点 （1）具有很强的抑制性。通过使用足量额高分子聚合物作为絮凝包被剂，实现强包被“被包”钻屑，在钻屑表面形成一层光滑的保护膜，抑制钻屑分散，使钻出的钻屑基本保持原状而不分散，以立于地面机械清除，从而实现低密度、低固相，提高钻速。 （2）具有较强的悬砂、携砂功能。通过控制适当的般土，使聚合物钻井液形成较强的网架结构，确保其悬砂、携砂功能，满足井眼净化需求。 （3）通过使用磺化沥青、超细碳酸钙等降低泥饼渗透率，能偶获得良好的泥饼质量。 （4）该体系以其良好的稀释特性是的钻头水眼粘度小，环空粘度打，
有利于喷射钻井、优化钻井钻头水马力的充分发挥，从而提高机械钻速。 （5）低密度、低固相、有利于实现近平衡压力钻井 （6）抑制性强，且粘土微粒含量较低，滤液对底层所含粘土矿物有抑制膨胀作用，故可减轻对油气层的损害。 2.配方
3.技术关键 1.加大包被剂用量（171/2″井眼平均约3.5千克/米，121/4″井眼约3.0 千克/米），并采用2种以上包被剂复配以达互补增效功能，突然强包被，抑制钻屑钻分散，防止钻屑粘聚包被剂以胶液形式钻进时细水长流式补充到井浆中。 2.控制适当的般土含量以获得良好的流变性集携砂、悬砂功能（MBT最佳 范围为30～45克/升）。般土含量的控制以淡水预化般土浆形式需要时直接均匀补充道井浆中。 3.使用磺化沥青（2%）和超细碳酸钙（2%）改善和提供聚合物钻井液的泥 饼质量。 4.使用足量的润滑剂RH-3(0.5%～0.8%)及防泥包剂RH-4（0.3%～0.5%），降
钻井液组成及作用
钻井液（drilling fluid） 钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。清水是使用最早的钻井液，无需处理，使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区。泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。 旋转钻井初期，钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带至地面。目前，钻井液被公认为至少有以下十种作用： （1）清洁井底，携带岩屑。保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率。 （2）冷却和润滑钻头及钻柱。降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命。 （3）平衡井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁。防止对油气层的污染和井壁坍塌。 （4）平衡（控制）地层压力。防止井喷，井漏，防止地层流体对钻井液的污染。 （5）悬浮岩屑和加重剂。降低岩屑沉降速度，避免沉沙卡钻。 （6）在地面能沉除砂子和岩屑。 （7）有效传递水力功率。传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率。 （8）承受钻杆和套管的部分重力。钻井液对钻具和套管的浮力，可减小起下钻时起升系统的载荷。 （9）提供所钻地层的大量资料。利用钻井液可进行电法测井，岩屑录井等获取井下资料。 （10）水力破碎岩石。钻井液通过喷嘴所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石。 钻井液的运用历史 很久以前，人们钻井通常是为了寻找水源，而不是石油。实际上，他们偶然间发现石油时很懊恼，因为它把水污染了！最初，钻井是为了获得淡水和海水，前者用于饮用、洗涤和灌溉；后者用作制盐的原料。直到19 世纪早期，由于工业化增加了对石油产品的需求，钻井采油才逐渐普及。 有记载的最早的钻井要追溯到公元前三世纪的中国。他们使用一种叫做绳式顿钻钻井的技术，实现方式是先使巨大的金属钻具下落，然后用一种管状容器收集岩石的碎片。中国人在这项技术上比较领先，中国也被公认为是第一个在钻探过程中有意使用流体的国家。此处所讲的流体是指水。它能软化岩石，从而使钻具更容易穿透岩石，同时有助于清除被称作钻屑的岩石碎片。（从钻孔中清除钻屑这一点非常重要，因为只有这样，钻头才能没有阻碍地继续深钻。）
塔里木常用钻井液体系简介
塔里木常用钻井液体系简介 塔里木常用的钻井液体系主要以水基钻井液体系为主，油基钻井液只在少数几口井使用，一是为开发而进行的油基钻井液取心做业，二是用来解决极为严重的井下复杂情况，总的归纳起来大致有以下几种：不分散聚合物体系，分散型聚合物体系（即塔里木聚合物磺化体系），钾基（抑制性）钻井液体系，饱和盐水钻井液体系，正电胶钻井液体系，油基钻井液体系，”三低”正电胶钻井液体系。 1. 不分散聚合物钻井液体系 不分散聚合物钻井液体系指的是经过具有絮凝及包被作用的有机高分子聚合物处理的水基钻井液。塔里木使用的不分散聚合物钻井液体系大致有三种；既多元聚合物体系，复合离子型聚合物体系，阳离子聚合物体系。 塔里木不分散聚合物钻井液体系特点： （1）具有很强的抑制性。通过使用足量的高分子聚合物作为 絮凝包被剂，实现强包被钻削，在钻削表面形成一层 光滑的保护膜，抑制钻削分散，使所钻出来的钻削基 本保持原状而不分散，以利于地面固控清除，从而实 现低密度，低固相，提高钻速。 （2）具有较强的悬砂，携砂功能。通过控制适当的板土含量， 使聚合物钻井液形成较强的网架结构，确保其悬砂， 携砂功能，满足井眼净化需求。 （3）通过使用磺化沥青，超细碳酸钙等降低泥饼渗透率，能 够获得良好得泥饼质量。 （4）该体系以其良好的剪切稀释特性使得钻头水眼小，环空 粘度大，有利于喷射钻井，能使钻头水马力充分发挥， 钻速提高。 （5）低密度。低固相有利于实现近平衡钻井，
（6）抑制性强，且粘土微粒含量较低，滤液对地层所含粘土 矿物有抑制膨胀作用，故可减轻对油气层的损害。 2.配方(1).多元聚合物体系（2）.复合离子型聚合物 体系 材料名称加量材料名称 加量 扳土4% 扳土 4% KPAM PMNK 80A51任意两种0.6-1% FA-367 0.4-0.6% HPAN 0.15% XY-27 0.15% MAN101 0..1% JT-888 0.2-0.3 SAS 5.0% SAS 5.0 QS-2 2.0% QS-2 2.0% RH-3D 0.4-0.6% RH-4 0.3-0.5% RH-4 0.3-0.5% RH-3D 0.4-0.6 % （3）阳离子聚合物体系 材料名称加量 扳土4% SP-2 0.3-0.4% CSW-1 0.1%
钻井废弃泥浆处理
油气田企业固体废物主要有三类：钻进废弃泥浆、岩屑，落地原油，油泥与油砂。 1，钻井废弃泥浆 （1）分类： 水基钻井泥浆、油基钻井泥浆和气基钻井泥浆。 （2）来源： 一是由于地质性质的变化，更换泥浆体系产生的废弃泥浆，也即不适于钻井工程和地质要求的钻井泥浆，在钻井过程中，因部分性能不合格而被排放的钻井泥浆；二是钻完井后弃置于井场的泥浆。即完井时井筒内被清水替出的钻井泥浆；三是泥浆循环系统渗漏产生的废弃泥浆，即循环系统跑、冒、滴、漏而排出的钻井泥浆。万米进尺废弃泥浆产生量为634T/104米，钻井废弃泥浆排放量约为40×104T/年，排放率40%左右。 （3）主要成分： 取决于钻井泥浆的类型以及使钻井泥浆满足钻井要求而加入的添加剂。一般情况下，钻井泥浆的主要成分有水、油、黏土、加重材料、泥浆处理剂（有机处理剂、无机处理剂、表面活性剂）、堵漏材料等。 （4）主要污染物： 烃类、盐类、各种有机聚合物、木质素磺酸盐、某些重金属（如汞、铬、铜、铅、砷）及重晶石中的杂质。 （5）性质： PH值较高，约为8.5~12，呈碱性；含有一定量的加重剂和化学处理剂；有些钻井泥浆含有油类；有些含有毒性（由于所钻进的地层中含有有毒物质，添加剂中含有有毒物质）。 （6）危害： 过高的PH值、高浓度的可溶性盐及石油类影响土壤的结构和危害植物生长；有害的重金属离子，如六价铬、二价汞、二价镉、二价铅及不易被动植物降解的有机物、分子聚合物易进入食物链，并在环境或动植物体内蓄积，危害人类的身体健康和生命安全；废物中的有机处理剂使水体的COD、BOD增高，影响水生生物的正常生长。 （7）控制措施： A，合理选用泥浆体系及泥浆的使用与回用 ①使用无毒低污染泥浆。为保护浅层地下水不受污染，表层钻进时，使用清水泥浆，尽可能不使用化学添加剂。配制钻井液时，严格控制有毒、有害泥浆添加剂的使用。钻井中遇到浅水层，下套管时应注水泥封固，防止地下水水层被地层其他流体或钻井泥浆污染。开发研究无毒无害钻井泥浆体系。某油田通过在钻井泥浆中加入钾离子、铵离子等农作物生长所需要的成分，形成对土壤环境有利的绿色钻井泥浆体系。 ②采用闭合泥浆循环系统。对钻井液性能进行四级净化，避免钻井液的频繁稀释及反复加药，这样可以使钻井液体积减小，耗药量降低，从而使完井后的废钻井液处理量降低。对废泥浆池进行防渗处理，防止污染地下水。 ③泥浆的再循环利用。完井后对泥浆进行回收，重复使用。
油基钻井液介绍及应用
油基钻井液 一、油基钻井液发展概述 1、定义及类型 油基钻井液是指以油作为连续相的钻井液。 两种油基钻井液——全油基钻井液和油包水乳化钻井液。在全油基钻井液中，水是无用的组分，其含水量不应超过10%；而在油包水钻井液中，水作为必要组分均匀地分散在柴油中，其含水量一般为10~60%。 2、油基钻井液的优缺点 与水基钻井液相比较，油基钻井液具有能抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度较小等多种优点。 目前已成为钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层的重要手段，并且还可广泛地用作解卡液、射孔完井液、修井液和取 心液等。 油基钻井液的配制成本比水基钻井液高得多，使用时往往会对井场附近的生态环境造成严重影响。 为了提高钻速，从20世纪70年代中期开始，较广泛地使用了低胶质油包水乳化钻井液。 为保护环境，适应海洋钻探的需要，从80年代初开始，又逐步推广使用了以矿物油作为基油的低毒油包水乳化钻井液。 3、油基钻井液的发展阶段
二、油基钻井液的组成 1、基油(BaseOil) 油包水乳化钻井液是以水滴为分散相，油为连续相，并添加适量的乳化剂、润湿剂、亲油胶体和加重剂等所形成的稳定的乳状液体系。 ?在油包水乳化钻井液中用作连续相的油称为基油，目前普遍使用的基油为柴油(我国常使用零号柴油)和各种低毒矿物油。 ?为确保安全，其闪点和燃点应分别在82℃和93℃以上。 ?由于柴油中所含的芳烃对钻井设备的橡胶部件有较强的腐蚀作用，因此芳烃含量不宜过高，一般要求柴油的苯胺点在60℃以上。苯胺点是指等体积的油和苯胺相互溶解时的最低温度。苯胺点越高，表明油中烷烃含量越高，芳烃含量越低。 ?为了有利于对流变性的控制和调整，其粘度不宜过高。 各种基油的物理性质 注：Mentor26、Mentor28、Escaid110、LVT和BP8313均为常用矿物油的代号。 2、水相(WaterPhase)： ?淡水、盐水或海水均可用作油基钻井液的水相。但通常使用含一定量CaCl2
第二章 钻井液体系
第二章钻井液体系 目前，国内常用的钻井液体系分为水基、油基和含气钻井液三大系列。水基钻井液因使用方便、配制简单、价格低廉、对环境污染较小而应用广泛；油基钻井液由于其良好的抗泥页岩水化膨胀缩径性能而主要应用于泥页岩水化缩径严重的区块和对油气层保护要求较高的井；含气钻井液主要用于钻易漏的低压底层。 上世纪90年代又成功发展出合成基钻井液、超低渗透钻井液和不渗透钻井液并在大量井现场应用中取得良好的效果。合成基钻井液对环境污染更小，并具有部分油基钻井液的特性，能很好的保持井壁稳定；超低渗透钻井液和不渗透钻井液在防止地层损害和提高油气井产量上有较突出的效果而得到较广泛的应用； 各种钻井液体系是人们在钻井液技术发展过程中不断实践创造和完善的，不要死记硬背，生搬硬套，而应该对其熟练掌握、灵活应用，并在解决所遇到的各种钻井液问题中不断总结，积累并不断的加以完善。 一、膨润土浆（坂土浆） 1、膨润土浆是常用的水基钻井液的基础结构，用于代替清水开钻，形成泥饼以加固上部地层井壁防止冲坏基础和防止井漏；也用于储备钻井液，在钻井过程中各种事故复杂处理后钻井液量不足时用于做配制钻井液的基浆。 2、常规膨润土浆配方： （1）钠膨润土：水+ 0.1-0.2%烧碱+ 0.2-0.3 纯碱+ 6-10% 钠膨润土 （2）钙膨润土：水+ 0.3-0.5%烧碱+ 8-12% 钙膨润土+ 纯碱（钙膨润土的6%）配置好水化24小时以后可加入0.1-0.3%的CMC-LV护胶降失水。 土是膨润土浆的基础结构，烧碱用于除去水中镁离子和调节膨润土浆PH值并促进膨润土水化，纯碱用于除去水中钙离子和促进膨润土水化；实际应用中，烧碱和纯碱的加量可根据配浆水中的钙镁离子含量来适当增减调节。 3、配置步骤 （1）清淘干净一个配浆罐，用清水清洗干净后装入配浆水（配浆水要求总矿化度小于1000mg/L）。 （2）软化配浆水：检测配浆水中钙镁离子含量，根据钙镁离子含量加入纯碱、烧碱除去配浆水中钙镁离子，软化水质，以提高膨润土的造浆率，使配制出的膨润土浆有较理想的粘度。 （3）室内小型实验，配制小样，检测小样性能。 （4）通过加重泵按实验合格的小样配浆，配浆前应用配浆水排替管线，配好后连续搅拌并用泵循环2-4小时，然后预水化24小时备用。 （5）如有必要，加入一定数量的护胶剂护胶，通常是加入0.1-0.3%CMC-LV或中小分子处理剂。 4、膨润土浆性能指标：
泥浆材料及用途
加重材料 指标 名称主要成份分子式密度数目可配最高密度 石灰石粉碳酸钙CaCO3 2.7-2.9 200 1.68 超细粉碳酸钙CaCO3 2.8-3.1 600 1.80 重晶石粉硫酸钡BaSO4 3.9-4.2 200 2.3 活性重晶石粉硫酸钡BaSO4 3.9-4.2 200 3.1 铁矿粉氧化铁Fe2O3 4.9-5.3 150 4.0 方铅矿粉硫化铅PbS 7.4-7.7 150 5.2 三无机盐类 一、碳酸钠 1、物理性质 碳酸钠（Na2CO3）又称纯碱、苏打，白色粉末结晶，密度2.5，易溶于水，水溶液呈碱性，在空气中易吸潮结块，要注意防潮。 2、化学性质 a、电离：Na2CO3=2Na +＋CO32– b、水解：CO32– + H2O = HCO3– + OH– HCO3– + H2O = H2CO3 + OH– c、沉淀钙离子、镁离子 Ca2++ CO32–= CaCO3↓ Mg2++ CO32–= MgCO3↓↓ 3、作用
沉淀膨润土中的钙离子、镁离子，改善水化性能，促进膨润土分散造浆，降低泥浆的失水，提高泥浆的粘度和切力，改善泥饼的质量。 4、加量 准确加量应根据膨润土质量通过实验确定，一般为膨润土重量的5%。 5、测试 1%水溶液PH值大于12为合格品。 二、氢氧化钠 1、物理性质 氢氧化钠又称烧碱、火碱或苛性钠。白色结晶，有液体、固体片状三种产品，纯度从50%至99%不等，密度2-2.2，易吸潮，有强烈的腐蚀性，暴露在空气中，会吸收CO2，变成Na2CO3。 2、作用 a、调节泥浆PH值。 b、促使膨润土分散造浆。 c、加快有机处理机溶解。 3、加量 根据产品纯度和需要决定加量，一般加量为泥浆的 0.1%—0.5%. 4、测试
钻井液体系和配方
钻井液体系和配方 不分散聚合物体系 不分散聚合物钻井液体系指的是经过具有絮凝及包被作用的有机高分子集合物处理的水基钻井液。常用的不分散集合物钻井液类型大体有三种：及多元素聚合物体系、复合粒子性聚合物体系、阳离子聚合物体系。 1. 不分散聚合物体系特点 （1）具有很强的抑制性。通过使用足量额高分子聚合物作为絮凝包被剂，实现强包被“被包”钻屑，在钻屑表面形成一层光滑的保护膜，抑制钻屑分散，使钻出的钻屑基本保持原状而不分散，以立于地面机械清除，从而实现低密度、低固相，提高钻速。 （2）具有较强的悬砂、携砂功能。通过控制适当的般土，使聚合物钻井液形成较强的网架结构，确保其悬砂、携砂功能，满足井眼净化需求。 （3）通过使用磺化沥青、超细碳酸钙等降低泥饼渗透率，能偶获得良好的泥饼质量。 （4）该体系以其良好的稀释特性是的钻头水眼粘度小，环空粘度打, 有利于喷射钻井、优化钻井钻头水马力的充分发挥，从而提高机械钻速。 （5）低密度、低固相、有利于实现近平衡压力钻井 （6）抑制性强，且粘土微粒含量较低，滤液对底层所含粘土矿物有抑制膨胀作用，故可减轻对油气层的损害。
2. 配方 3. 技术关键1.加大包被剂用量（17人〃井眼平均约3.5千克/米,127 4〃井眼约3.0 千克/米），并采用2种以上包被剂复配以达互补增效功能，突然强包被, 抑制钻屑钻分散，防止钻屑粘聚包被剂以胶液形式钻进时细水长流式补充到井浆中。 2. 控制适当的般土含量以获得良好的流变性集携砂、悬砂功能（MBT最佳范 围为30?45克/升）。般土含量的控制以淡水预化般土浆形式需要时直接均匀补充道井浆中。
3. 使用磺化沥青（2%和超细碳酸钙（2%改善和提供聚合物钻井液的泥饼质量。 4. 使用足量的润滑剂RH-3（0.5%?0.8%）及防泥包剂RH-4（0.3%?0.5%）,降 低磨阻，防止钻头泥包。 5. 使用适量的HPAN双聚铵盐等中小分子聚合物与高分子聚合物匹配（大/ 小分子 聚合物的最佳比例2.5?3:1 ），降低滤失，有利于形成优质泥饼。 6. 不使用稀释剂。 4. 推荐性能 5. 使用环境 主要用于解决遇巨厚地址年代较晚的第三系强胶性泥岩地层（粘土矿物以伊 利石为主，其次为绿泥石和高岭石及少量伊利石、蒙脱石混层2000以上的地层）时所遇到的井眼缩小导致起下钻阻卡严重等复杂问题。 分散型聚合物体系——聚合物磺化体系 聚合物磺化钻井液指的是以磺化处理剂及少量聚合物作为主要处理剂配制成而成的水基钻井液。 1.体系特点 1）具有良好的高温稳定性，抗温可高达180C以上，适用于深井段、超深井段钻井。 2）使用磺化沥青类页岩抑制剂稳定硬脆性泥岩、少量高分子聚合物稳定伊/ 蒙混层粘土矿物的机理来防止井壁坍塌。故具有一定防塌能力。
第八章 水基钻井液滤液化学分析
第八章水基钻井液滤液化学分析 一、氯离子含量的测定 钻遇岩盐层或盐水层时，NaCl等无机盐会进入钻井液造成污染，使其性能变坏，因此需要检测钻井液滤液中Cl-浓度。检测方法，取1毫升钻井液滤液，用0.0282M 标准AgNO3溶液滴定，指示剂为K2CrO4，当试样中出现橘红色Ag2CrO4沉淀时为终点。 1、仪器和试剂 （1）硝酸银溶液 : 浓度为0.0282N和0.2820N ； （2）铬酸钾溶液 : 5g/100 ml水； （3）硫酸或硝酸溶液: 0.02N 标准溶液； （4）酚酞指示剂：将1g酚酞溶于100 ml浓度为50%的酒精水溶液中配制而成； （5）沉淀碳酸钙：化学纯； （6）蒸馏水； （7）带刻度的移液管: 1 ml和10 ml的各一支； （8）锥形瓶: 100-150 ml，白色。 （9）搅拌棒。 2、测定步骤 （1）取1ml或几ml滤液于滴定瓶中，加2～3滴酚酞溶液。如果显示粉红色，则边搅拌边用移液管逐滴加入酸，直至粉红色消失。如果滤液的颜色较深，则 先加入2 ml 0.2N硫酸或硝酸并搅拌，然后再加入1g碳酸钙并搅拌。（现 场实际操作中此步意义不大，粗略测定情况下此步可省略）（2）加入25-50 ml蒸馏水和5-10滴铬酸钾指示剂。在不断搅拌下，用滴定管或移液管逐滴加入硝酸银标准溶液，直至颜色由黄色变为橙红色并能保持30s 为止。记录达到终点所消耗的硝酸银的ml数。如果硝酸银溶液用量超过10 ml，则取少一些滤液进行重复测定。如果滤液中的氯离子浓度超过 1000mg/l，应使用0.2820N的浓度的硝酸银溶液。 3、计算 AgNO3 + CL-→ AgCL↓ + NO3- 如果取样1ml滤液，用0.282N当量浓度的AgNO3的标准溶液滴定，0.282N当量浓度的AgNO3摩尔浓度为0.282 mol/L，硝酸银和氯离子反应的关系是1：1，假如滴定时消耗Xml的硝酸银，就消耗了0.282*X mol的硝酸银，就说明有0.282X mol的CL-，在把它转换成自量浓度mg/L，就成了0.282*X*35.45*1000mg/L。（其中35.45为CL-的摩尔质量分数，1000为ml到L的换算系数）
油气田废弃钻井液处理技术规范——编制说明
陕西省地方标准 《油气田废弃钻井液处理技术规范》编制说明 一、工作概况 1.1 任务来源 本项地方标准是根据陕市监标[2019]6号文件《关于下达2019年第一批地方标准制修订计划项目的通知》。 1.2 协作单位 本标准由陕西延长（石油）集团有限责任公司牵头、西安石油大学和西安厚雍环保科技有限公司协作完成。 1.3 任务背景 油气田钻井工程中产生的废弃钻井液由于含有大量的石油类、重金属等污染物，不经处理直接外排对周边环境危害极大。随着国家和地方环保法律日趋严格，多数地区对此类废弃物处理提出“不落地”的要求，生产企业必须遵循“谁污染，谁治理”原则。 目前，陕北地区各个采油厂对于废弃钻井液处理主要采用钻后治理模式，即修建泥浆池将废弃钻井液暂存，钻井工程结束后进行集中固化填埋处理。采用钻后治理模式，不仅泥浆池基建费用高，不同废弃钻井液集中混存产生污染同化现象，致使复杂废弃物处理难度加大，而且这种处理模式存在渗漏的安全隐患。随着国家、地方环保法律法规的日趋严格和人民环保意识的逐渐增强，这种钻后治理模式越来越不适宜。榆林市环保局多次印发通知并召开座谈会申明，钻井现场未配备废弃钻井液收集设备设施的井场不得开钻，油井现场未配备废水收集罐的井场不得开展相关作业。传统的钻后治理模式与榆林环保部门的要求相差较远，因此2017年榆林地区部分采油厂已经停钻一年之久。延油字［2017］21号文件中，延长油田股份有限公司申请在榆林地区实施勘探开发追加投资1.22亿元，以便达到要求。 因此，解决钻井工程生产现场泥浆问题迫在眉睫，而目前关于废弃钻井液井场处理技术相关的标准尚属空白，该标准可借鉴内容十分有限，这一环节的空缺严重制约钻完井工程污染防治和清洁生产水平，制约钻完井废弃物减量化、资源
水基钻井液配方组合的回顾与展望
水基钻井液配方组合的回顾与展望 摘要：本文是对我国水基钻井液技术的发展的一篇综合分析及发展趋向。介绍及叙述了聚磺钻井液的形成过程、硬脆性泥页岩地层分析及处理措施、从半透膜机理发展出的4种新体系（聚多醇类，甲酸盐类，甲基葡糖苷，硅酸盐类）、无渗透钻井液、胺基钻井液配方的组成和处理剂的发展新技术，最后提出了几点展望意见。 关键词：水基钻井液配方组合回顾综述我国钻井液处理剂技术在几十年的 发展中有两次关键性的突破。一次是70年代在四川地区钻7000米的深井三磺钻井液处理剂的研制成功，解决了深井钻井的井壁稳定问题。另一次是80年代研制成功的多类型有机聚合物处理剂，解决了浅井膨胀性泥页岩地层的“井壁稳定”问题。通过多年摸索，最终形成了目前的“聚磺钻井液”模式和十几种常用的钻井液处理剂。 1聚磺钻井液的形成 上世纪50年代初我国的钻井液类型属于细分散型，不久(1952年)即开始向用钙（石灰、石膏）处理的粗分散阶段过渡；70年代中期，三磺处理剂（磺化丹宁，磺化酚醛树脂，磺化褐煤）的研制成功，为四川地区钻探7000米深井提供了保障，到现在仍为深井不可缺少的主要处理剂。80年代初全国开展了“不分散低固相聚合物”钻井液的攻关工作，以丙烯酰胺或丙烯腈为主要原料的产品如雨后春笋，很快研制出了十几个品种，最终解决了钻浅部地层（2500m以上）、富含蒙脱土地层的膨胀、缩径等问题，进而形成了以“聚合物钻井液”命名的钻井液。但是这一钻井液不能适应井深超过2500m的地层，当进入伊利石含量较多的硬脆性地层时，所用钻井液就不能“不分散”了，必须加入某些磺化物或分散性类处理剂。当时为了克服各地区使用钻井液时出现的问题，全国开展了各种探索攻关课题。80年代由原石油部钻井司组织了一个全国性的基础课题,即“钻进地层和油层岩石矿物组份和理化性能的研究及分区分层钻井液标准设计的研究”。这一课题有全国19个油田和一个科研单位参加，共分析了全国的2万多块泥页岩，历时8年，综合后拟定了我国的“钻进地层的分类方法”和各地区的“分区分层的标准钻井液设计”。当时的想法是通过深入全面的地层岩石矿物分析和理化性能分析，拟定各地区的钻井液标准配方,以解决当时各油田遇到的井壁稳定问题但是对各地区的标准钻井液设计进行综合分析后却意外地发现：尽管全国各油田所处地区不同，地层性质有差异,但在钻井液技术的对策方面却有明显的规律可循,而且惊人地相似。 2硬脆性泥页岩地层分析及处理措施 尽管已经形成了较成熟的水基钻井液配方组合模式（聚磺钻井液），但还是不能得心应手，时有事故发生。这时开展了全国性的硬脆性泥页岩稳定问题科研攻关工作（列入中石油总公司的研究课题）。（根据已发表的30多篇文献）有关硬脆性泥页岩的主要观点和建议归纳如下。 （1）“七五”期间，由原石油部钻井司组织开展了“钻进地层和油层岩石矿物组成和理化性能的研究及分区分层钻井液标准设计的研究”课题[1]，对全国19个油田的钻进地层和油层岩石矿物组成和理化性能作了全面、系统的剖面分
废弃钻井液处理技术
废弃钻井液处理技术 摘要:综述了近年来废钻井液无害化处理发展概况,介绍了国内外废钻井液处理技术现状及发展趋势,并对废钻井液处理方法 作了评述,认为废钻井液处理技术是一种技术上和经济上都可行的 处理方法。指出推行清洁生产、开发利用综合技术、加强源头与过程控制是目前治理废弃钻井液的当务之急, 同时对治理废弃钻井液的 未来发展趋势做了展望。 关键词:废弃钻井液;污染;处理方法;固化 0前言 随着石油工业的快速发展, 由废弃钻井液带来的污染问题越来越受到世界各国的重视. 石油工业的全部过程（勘探、钻井、开发、储运和加工）在相应的条件下都会产生各种污染物（原油、油田污水、废弃钻井液和钻屑）,如不加以处理就直接排放,必然会对自然生态环境造成一定的破坏。废弃钻井液是石油工业的主要污染物之一。据统计,钻一口 3000～4000m的普通油气井, 完井后废弃的钻井液接近300 m 3。根据中国石油天然气集团公司2008年对石油污染源的调查结果, 我国油田每年钻井产生的废弃钻井液约1200多万吨,其中1/2 直接排放到周围环境中。 近几年来世界各国迫于对能源的需求，导致钻井液的种类不断增加, 添加剂及有毒有害成分也日益增多，使其组成极为复杂。然而随着世界各国对环保要求的提高,对废弃钻井液的无害化治理已经成为当前亟待解决的问题。本文从废弃钻井液的组成及对环境的危害分析出发, 对近年来国内外各油田处理废弃钻井液的技术方法进行了综述。 1废弃钻井液的组成无害化处理的目的及意义 在钻井作业中,钻井液是钻井的血液,是保证钻井正常运行不可缺少的物质,它能起到平衡地层压力、携带悬浮钻屑、清洗井底、保护井壁、录井、冷却、润滑钻具及传递动力等作用。由于野外作业的特征,完井后施工现场存留的大量的废弃钻井液及废弃物几乎全部堆积于井场周围的废弃钻井泥浆储存坑内,这就使本来成分复杂的废弃钻井液更加复杂,最终形成一种由粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等组成的多相悬浮性的体系。 这些体系在相应的条件下都会破坏自然生态环境。石油、油碳氢化合物、油废钻井液和钻屑,以及含有各种化学物质的污水,都能够对空气、水、土地、动物界和人类起危害作用。前苏联学者对石油和天然气工业生产过程中产生的污染及其生态危害有过详尽的论述。废
钻井液的作用
聚 乙 烯 醇 在 钻 井 液 中 的 应 用 班级：10油田化学三班 姓名：李涛涛
聚乙烯醇，英文名称2： polyvinyl alcohol，viny)alcohol polymer，poval，简称PVA，分子式： [C2H4O]n 摘要：主要讲述了聚乙烯醇胶乳对油井水泥浆的失水、稠化性能、游离水和水泥石抗压强度等参数的影响。结果表明，胶乳加量增大时，油井水泥浆的失水量迅速变小，稠化时间延长，初始稠度减小，游离水得到有效的控制，水泥石的抗压强度减小而柔性增大。试验证明，聚乙烯醇胶乳通过成膜、吸附、水化等作用能有效地控制油井水泥浆的液相运移情况，调节其稠化性能，改善水泥石的物理力学性能。自行设计了一套测定水泥石胶结强度的装置，实验证明所提出的测定方法是可行的。 首先聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性聚合物,分子中有大量的羟基存在。因此,可以把它作为油井水泥降失水剂的原料。文章研究了在不同的聚合度和醇解度的PVA作为油井水泥降失水剂的滤失性能,研究发现PVA17-88是以PVA作为油井水泥降失水剂的最好原料。并对PVA17-88作为油井水泥降失水剂与分散剂和消泡剂的配伍性、耐温、抗盐以及水泥浆的综合性能进行了系统的研究。 高分子聚合物材料作为油井水泥外加剂在油田固井工程中的应用,其地位日益突出,对提高固井质量起到了重要的作用.该文较详强的介绍了固井工程与油井水泥外加剂的关系以及相关的概念,综述了前人的研究成虹,研制出了新型聚合物胶乳水泥体系,同时设计了相应的特种实验仪器.该文重点研究了水溶性聚合物-聚乙烯醇作为油井水泥外加剂的一些行为特征,同时研究了配套组分对聚合物水泥浆体系的性能影响.聚乙烯醇水溶液与硼砂在碱性条件下交联是该文 研究应用的最基本原理之一,聚乙烯醇与硼砂交联形成了一定的网状结构,加入的有机酸组分参加进一步的交联,使之形成了立体柔性的网状交联结构,这种结构吸附到水泥颗粒上,阻碍和束缚了水泥浆中自由水的运移,同时这种交联吸附性质使水泥浆体系在压差作用下能够在滤失界的目的,减少了水泥石的表观和 内部体积由于失水而造成的收缩,同时也对地层流体的外窜起到了封堵作用,保证了水泥浆在井下的正常凝固.另外聚乙烯醇与其他组分的配合作用,使水泥浆体系还具备了"直角稠化","零自由水"和剪切稀释等特性.该文发展了油田固井工程中的防窜理论,在水泥外加剂的研究方面达到了一个新的水平.在现场试验和推广应用过程中为解决大庆油田的高压层固井、水平井固井,地矿部浅气层固井和渤海海上深层气层固井问题起到了重要作用. 聚乙烯醇用作石油及天燃气钻井、固井过程中的降失水添加剂增强水泥浆保水作用防止水泥浆在渗透性地层中先期脱水，对缓凝时间和抗压强度影响小，并有效防止气窜用作石油及天然气钻井过程中的防塌添加剂，能有效阻止钻井液滤液浸入泥页岩，从而达到防止井壁失稳甚至井壁坍塌的作用聚乙烯醇的抑制防塌性能是长久有效。聚乙烯醇等是我国近年来研究应用最广的堵水调剖剂，包括合成聚合物、自然改性聚合物、生物聚合物等。它们的共同特点是溶于水，在水中有优良的增粘性，线性大分子链上都有极性基团，能与某些多价金属离子或有机基团（交联剂）反应，天生体型的交联产物冻胶，粘度大幅度增加，失往活动性和水溶性，显示较好的粘弹性。 聚丙烯酰胺的大量应用，给化学堵水调剖技术开创了新局面。将聚丙烯酰胺水解后溶于水，混进甲醛或306树脂（多羟基的三聚氰胺酰化物），在酸性条件下，缩聚天生冻胶。本剂适合层间或层内纵向渗透率差异较大但油层无裂缝
钻井液技术规范正文终审稿
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
关于石油钻井泥浆处理初步方案
关于石油钻井泥浆（石油钻井水基钻井液废弃物）处理初步方案 1概述 在石油钻井的各个阶段，钻井液多级固控系统会排出含有钻井液体的岩屑；在完钻后也会产生一些废弃的钻井液。在钻井现场，对这些废弃岩屑和废弃钻井液进行固液分离处理，达到无害化或减少危害环境的目的。 2废弃物处理的基本要求 根据石油钻井工程设计的描述与要求，对固控排出的废弃岩屑浆料在现场进行脱水处理后，废弃的岩屑要能够成堆，便于进一步处理；对废弃的钻井液进行澄清处理后，液体应该清澈，达到回注的要求。 3流程简述 从钻井液固控系统固体排出的浆料汇集在一个容积为的储罐内，由进料泵送入到离心机内进一步脱水。与卧螺离心机配套的自动加药装置将按3‰浓度配置的絮凝剂PAM水溶液由加药泵送入到离心机内，与进入的浆料在离心机内充分混合产生絮凝后，固液分离。 排出离心机的固体沉渣，可以外运待处理；澄清液可以回到钻井液循环系统重复使用。 处理废弃钻井液时，只要将废弃钻井液和一定量的絮凝剂一起送入离心机内，将其中的固体分离出来可以外运处理；清液可以回注。 4主要配置设备（不同项目配置不同） 1.调节槽撬式 20立方碳钢 2.自动加药装置 PY3-3000 不锈钢总功率：3千瓦 3.污泥泵 XG085B06-33-11-ZA 泥浆专用 4.加药泵 XG030B06-2.4-1.1-JF 不锈钢 5.卧螺离心机LWK550*1900 转鼓尺寸：550*1900（mm） 螺旋形式：单线滞后 主电机：45千瓦 辅电机：18.5千瓦
转子部分：不锈钢 机罩部分：不锈钢 其余：优质碳钢 6.螺旋输送机 WLS400 长度可配 螺旋：锰钢 壳体：不锈钢 电机功率：4.5千瓦 5、运行费用 5.1絮凝剂费用 一般每处理1吨绝干泥，消耗絮凝剂2~3公斤。约40~60元人民币不等。如果离心机每小时处理绝干泥是4.5吨，药耗是225元人民币左右。 5.2设备运行费 钻井废弃物处理装置总电耗约65千瓦。每小时电耗约65元人民币。 运行总费用约290元/小时。 更多污泥脱水方案尽在浙江天宇环保设备有限公司
钻井液技术难点与现场应用
钻井液技术难点与现场应用 某井是吉林油田部署在松辽盆地南部英台断陷五棵树Ⅶ号构造带上的一口预探井，设计井深4532m，完钻井深4467m。该井嫩江组和姚家组地层岩性以紫红、棕红、灰色泥岩为主，由于埋藏浅，易造浆、易发生井眼缩径；青山口组紫红色泥岩胶结性差易吸水膨胀发生坍塌掉块；泉头组泥岩无层理，不均质，易发生崩塌，砂岩渗透性好易发生漏失；营城组富含CO2气体，易污染钻井液。根据该井地层特点，二开采用聚合物钻井液，三开采用水基抗高温成膜钻井液，并结合之采取预防井下复杂情况的技术措施，顺利完成该井施工任务。 标签：水基抗高温成膜钻井液；井壁稳定；高温稳定性；CO2污染 近年来，随着油气资源勘探开发扩大，了解和开发深部地层油气资源已成为油田行业的主攻目标，深探井存在钻遇地层层系多，复杂地层多，地层压力估计不准，地温梯度高，可钻性差等难题，对钻井液技术提出了更高的要求。 1 地质工程概况 1.1 地质概况。 某井自上而下钻遇地层为泰康组、明水组、四方台组、嫩江组、姚家组、青山口组、泉头组、登娄库组、营城组。其中姚家组以上地层，以紫红色、棕红色泥岩为主，易造浆；姚家组底部、青山口组，紫红色、灰、灰绿色泥岩与深灰、灰色泥质粉砂岩、粉砂岩组成不等厚互层，易坍塌；泉头组，暗紫红色泥岩与浅灰、灰细砂岩组成不等厚互层，易发生泥岩崩塌，下部由暗紫色泥岩与含砾粗砂岩、杂色砂砾岩组成不等互层，易发生渗透性漏失；营城组，火山碎屑岩与砂泥岩，富含CO2气体，易污染钻井液。目的层位，登娄库组、营城组二段。完钻层位，营城组二段。钻探目的，扩大该区勘探成果，进一步了解营二段气藏特征；落实营城组二段储量规模。 1.2 工程概况。 一开使用Φ444.5mm钻头钻至井深608m，下入Φ339.7mm套管607m；二开使用Φ311.15mm钻头钻至井深3047m，下入Φ244.5mm套管3032m；三开使用Φ215.9mm钻头钻至井深4467m，下入Φ139.7mm套管4318m。定向造斜深度1225m，最大井斜17.92°，最大水平位移426.94m。 2 鉆井液技术难点 （1）明水组、四方台组、嫩江组、姚家组以紫红色、棕红色泥岩为主，泥质较软，地层易造浆，易缩径，造成起下钻困难。 （2）青山口组，紫红色泥岩，胶结性差，易发生井壁坍塌。
第6章钻井液设计
第8章钻井液设计 本章主要介绍了新疆地区常用的钻井液体系，结合A1-4井及探井资料，设计了A区块井组所使用的钻井液体系、计算了所需钻井液用量，提出了钻井液材料计划等。 8.1 钻井液体系设计 钻探的目的是获取油气，保护地层是第一位的任务，因此，搞好钻井液设计，首先必须以地层类型特性为依据，以保护地层为前提，才能达到设计的目的。 新疆地区常用钻井液体系简介[16]： (1)不分散聚合物钻井液体系：不分散聚合物钻井液体系指的是具有絮凝及包被作用的有机高分子聚合物机理的水基钻井液。该体系的特点是：具有很强的抑制性；具有强的携沙功能；有利于提高钻速；有利于近平衡钻井；可减少对油气层的伤害。 (2)分散性聚合物体系（即聚合物磺化体系）：聚合物磺化体系是指以磺化机理及少量聚合物作用机理为主配置而成的水基钻井液。该体系的特点是：具有良好的高温稳定性，使用于深井及超深井；具有一定的防塌能力；具有良好的保护油层能力；可形成致密的高质量泥饼，护壁能力强。 (3)钾基（抑制性）钻井液体系：该体系是以聚合物的钾，铵盐及氯化钾为主处理剂配制而成的防塌钻井液。它主要是用来对付含水敏性粘土矿物的易坍塌地层。该体系特点：对水敏性泥岩，页岩具有较好的防塌效果；抑制泥页岩造浆能力较强；对储层中的粘土矿物具有稳定作用；分散型钾基钻井液有较高的固相容限度。 (4)饱和盐水钻井液体系：该体系是一种体系中所含NaCl达到饱和程度的钻井液，是专门针对钻岩盐层而设计的一种具有较强的抑制能力，抗污染能力及防塌能力的钻井液。该体系特点：具有较强的抑制性，由于粘土在其中不宜水化膨胀和分散，故具有较强的控制地层泥页岩造浆的能力；具有较强的抗污染能力，由于它已被NaCl所饱和，故对无机盐的敏感性较低，可以抗较高的盐污染，性能变化小；具有较强的防塌能力，尤其再辅以KCL对含水敏性粘土矿物的页岩具有较强抑制水化剥落作用；可制止盐岩井段溶解成大肚子井眼。由于钻井液中氯化钠已达饱和，故钻遇盐岩时就会减少溶解，以免形成大井眼；缺点是腐蚀性较强。 (5)正电胶钻井液体系是一种以带正电的混合层状金属氢氧化物晶体胶粒(MMH或MSF）为主处理剂的新型钻井液体该体系的特点：具有独特的流变性;有利于提高钻井速度；对页岩具有较强的抑制性；具有良好的悬浮稳定性；有较
钻井液体系和配方
钻井液体系和配方 一. 不分散聚合物体系 不分散聚合物钻井液体系指的是经过具有絮凝及包被作用的有机高分子集合物处理的水基钻井液。常用的不分散集合物钻井液类型大体有三种：及多元素聚合物体系、复合粒子性聚合物体系、阳离子聚合物体系。 1.不分散聚合物体系特点 （1）具有很强的抑制性。通过使用足量额高分子聚合物作为絮凝包被剂，实现强包被“被包”钻屑，在钻屑表面形成一层光滑的保护膜，抑制钻屑分散，使钻出的钻屑基本保持原状而不分散，以立于地面机械清除，从而实现低密度、低固相，提高钻速。 （2）具有较强的悬砂、携砂功能。通过控制适当的般土，使聚合物钻井液形成较强的网架结构，确保其悬砂、携砂功能，满足井眼净化需求。 （3）通过使用磺化沥青、超细碳酸钙等降低泥饼渗透率，能偶获得良好的泥饼质量。 （4）该体系以其良好的稀释特性是的钻头水眼粘度小，环空粘度打，有利于喷射钻井、优化钻井钻头水马力的充分发挥，从而提高机械钻速。 （5）低密度、低固相、有利于实现近平衡压力钻井 （6）抑制性强，且粘土微粒含量较低，滤液对底层所含粘土矿物有抑制膨胀作用，故可减轻对油气层的损害。
3.技术关键113.0/″井眼约″1217/米/井眼平均约3.5千克1.加大包被 剂用量（，42米/千克突然强包被，种以上包被剂复配以达互补增效功能，，并 采用2）防止钻屑粘聚包被剂以胶液形式钻进时细水长流式补充抑制钻屑钻分散，到井浆中。最佳范MBT2.控制适当的般土含量以获得良好的流变性集携砂、悬 砂功能（。般土含量的控制以淡水预化般土浆形式需要时直接升）45克/围为30～均匀补充道井浆中。）改善和提供聚合物钻井液的泥饼2%使用磺化沥青（2%）和超细碳酸钙（3. 质量。降，0.5%）及防泥包剂RH-4（0.3%～4.使用足量的润滑剂RH-3(0.5%～0.8%) 低磨阻，防止钻头泥包。/、双聚铵盐等中小分子聚合物与高分子聚合物匹配（大使用适量的HPAN5. ,降低滤失，有利于形成优质泥饼。2.5最佳比例～3:1）小分子聚合物的