鉆井液實用手冊

目錄

第一篇鉆井液基礎知識和基本技能.................................1

第一章鉆井液相關概念........................................1

第一節鉆井液的功用......................................1

第二節鉆井液的類型......................................1

第三節鉆井液的組成......................................4

第四節鉆井液性能及其作用................................4

第二章勝利油田及其它地區地質情況簡介........................9

第一節平原組地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術..........9

第二節明化鎮組Nm地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術.……10

第三節館陶組Ng地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術......11

第三節東營組Ed地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術......12

第四節沙河街組Es地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術....13

第五節孔店組EK地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術.....18

第六節白堊系K地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術.......20

第七節侏羅系J地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術.......21

第八節二迭系P地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術.......22

第九節石碳系C地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術.......24

第十節奧陶系。地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術.......25

第十一節寒武系€地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術......26

第十二節泰山群Ars地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術.......28

第三章粘土知識與配漿.......................................28

第一節粘土礦物的分類及主要性質.........................28

第二節粘土的水化作用...................................33

第三節膨潤土漿的現場配制工藝技術.......................36

第四章鉆井液性能測試及實驗.................................39

第一節鉆井液密度.......................................39

第二節粘度和靜切力.....................................41

第三節API濾失量.......................................44

第四節水、油和固相含量.................................49

第五節含砂量...........................................53

第六節亞甲基藍容量.....................................54

第七節pH值............................................56

第八節化學分析.........................................60

第五章濾液分析.............................................68

第一節鈣離子含量.......................................68

第二節鎂離子含量.......................................70

第三節硫酸鈣含量.......................................70

第四節硫化物含量.......................................72

第五節碳酸鹽含量.......................................76

第六節鉀離子含量（濃度高于5000mg/L）.....................................79

第七節鉀離子含量（濃度低于5000mg/L）.................................81

第六章固相控制.............................................84

第一節鉆井液中的固相物質...............................84

第二節固相控制的方法...................................88

第三節固相控制設備.....................................88

第七章鉆井液處理劑.........................................96

第一節加重劑...........................................96

第二節降濾失劑.........................................99

第三節頁巖抑制劑......................................123

第四節降粘劑..........................................144

第五節增粘劑..........................................151

第六節潤滑劑..........................................162

第七節油層保護劑......................................171

第八節堵漏劑..........................................175

第九節解卡劑..........................................177

第十節乳化劑、發泡劑..................................179

第-一節滲透劑........................................185

第十二節pH調節劑.....................................186

第十三節無機鹽........................................189

第九章鉆井液類型及維護處理方法............................194

第一節常規水基鉆井液..................................194

第二節油基鉆井液......................................207

第三節新型鉆井液完井液體系............................217

第二編勝利鉆井液工藝技術....................錯誤！未定義書簽。

第一章一口井的鉆井液工藝技術...............錯誤！未定義書簽。

第一節鉆井液設計應注意的問題...........錯誤！未定義書簽。

第二節鉆井液對設備要求.................錯誤！未定義書簽。

第三節鉆井液技術.......................錯誤！未定義書簽。

第二章深井鉆井液...........................錯誤！未定義書簽。

第一節概述.............................錯誤！未定義書簽。

第二節深井、超深井地層特點及對鉆井液的要求錯誤！未定義書

簽。

第三節深井、超深井鉆井液...............錯誤！未定義書簽。

第四節常用的深井鉆井液.................錯誤！未定義書簽。

第五節深井鉆井液復雜情況的處理措施.....錯誤！未定義書簽。

第三章井壁穩定工藝技術.....................錯誤！未定義書簽。

第一節井壁不穩定的顯示與判斷...........錯誤！未定義書簽。

第二節井壁不穩定的危害及原因...........錯誤！未定義書簽。

第三節井塌的預防措施...................錯誤！未定義書簽。

第四節井塌時的處理工藝.................錯誤！未定義書簽。

第四章防漏鉆井液工藝技術...................錯誤！未定義書簽。

第一節井漏的原因及分類.................錯誤！未定義書簽。

第二節漏層位置的確定及井漏原因.........錯誤！未定義書簽。

第三節井漏的預防.......................錯誤！未定義書簽。

第四節井漏的處理.......................錯誤！未定義書簽。

第五章防卡鉆井液工藝技術...................錯誤！未定義書簽。

第一節壓差卡鉆的原因和象征.............錯誤！未定義書簽。

第二節壓差卡鉆的預防措施...............錯誤！未定義書簽。

第三節解除壓差卡鉆的方法...............錯誤！未定義書簽。

第四節沉砂卡鉆.........................錯誤！未定義書簽。

第五節井塌卡鉆、砂橋卡鉆和掉塊卡鉆.....錯誤！未定義書簽。

第六節縮徑卡鉆.........................錯誤！未定義書簽。

第七節鉆頭/扶正器泥包卡鉆..............錯誤！未定義書簽。

第六章防噴鉆井液工藝技術...................錯誤！未定義書簽。

第一節井控及其相關概念.................錯誤！未定義書簽。

第二節井噴失控的原因及危害.............錯誤！未定義書簽。

第三節溢流的原因、預防與檢測...........錯誤！未定義書簽。

第四節溢流顯示與發現...................錯誤！未定義書簽。

第五節防噴鉆井液工藝技術...............錯誤！未定義書簽。

第七章特殊工藝井鉆井液技術.................錯誤！未定義書簽。

第一節水平井、大位移井鉆井液技術.......錯誤！未定義書簽。

第二節欠平衡壓力鉆井液技術.............錯誤！未定義書簽。

第三節分支井鉆井液技術.................錯誤！未定義書簽。

第四節長裸眼井鉆井液技術...............錯誤！未定義書簽。

第五節小眼井鉆井液技術.................錯誤！未定義書簽。

第八章特殊情況下鉆井液處理工藝.............錯誤！未定義書簽。

第一節粘土侵處理.......................錯誤！未定義書簽。

第二節鹽水侵處理.......................錯誤！未定義書簽。

第三節鹽侵的處理.......................錯誤！未定義書簽。

第四節鈣侵的處理.......................錯誤！未定義書簽。

第五節油、氣侵.........................錯誤！未定義書簽。

第六節H2s氣侵的預防與處理.............錯誤！未定義書簽。

第七節松軟地層劃眼的原因和預防.........錯誤！未定義書簽。

第八節電測遇阻的原因及預防.............錯誤！未定義書簽。

第九節PDC鉆頭發生泥包的原因及預防措施..錯誤！未定義書簽。

第十節HC03.和CO32-污染.................錯誤！未定義書簽。

第九章保護油氣層的鉆井液技術...............錯誤！未定義書簽。

第一節保護油氣層的技術概論.............錯誤！未定義書簽。

第二節保護油氣層的鉆井液類型及其應用.……錯誤！未定義書簽。

第十章廢棄鉆井液對環境的污染及其處理.......錯誤！未定義書簽。

第一節廢棄鉆井液對環境的影響...........錯誤！未定義書簽。

第二節廢棄鉆井液的物理處理方法.........錯誤！未定義書簽。

第三節廢棄鉆井液的化學處理方法.........錯誤！未定義書簽。

第四節其它方法..........................錯誤！未定義書簽。

第十一章鉆井液有關計算......................錯誤！未定義書簽。

第一節鉆井液常用計量單位及其換算.......錯誤！未定義書簽。

第二節容積體積計算......................錯誤！未定義書簽。

第三節鉆井液流量流速計算...............錯誤！未定義書簽。

第四節鉆井液組分的計算..................錯誤！未定義書簽。

第五節鉆井液配制和維護處理的有關計算.……錯誤！未定義書簽。

第六節循環系統的壓力損耗計算...........錯誤！未定義書簽。

第七節處理復雜情況的鉆井液計算.........錯誤！未定義書簽。

附錄...................................錯誤！未定義書簽。

泥漿公司重點科研儀器..........................錯誤！未定義書簽。

Fann50sL型高溫高壓流變儀及其應用........錯誤！未定義書簽。

OFI900型粘度計及其應用..................錯誤！未定義書簽。

動態線性膨脹儀............................錯誤！未定義書簽。

高溫高壓井壁穩定性模擬實驗儀及應用.......錯誤！未定義書簽。

硅酸鈉封固作用P.T.實驗結果................錯誤！未定義書簽。

4

作用的正向P.T.PF@tPa)

3.5作用后正向P.T.(及向的)PFZCMPA)

反向P.T.P上用MPa)

3第二次正向P.T/反囪后)PF/tMPa)

￡2.5

32

圖1.5

1

0.5

0

100120

時間(m)

錯誤！未定義書簽。

DW-III高溫高壓動態污染儀的簡介錯誤！未定義書簽。

第一編鉆井液基礎知識和基本技能..................................1

第一章鉆井液相關概念.........................................1

第一節鉆井液的功用.......................................1

第二節鉆井液的類型.......................................1

一、水基鉆井液.........................................2

1、分散鉆井液(DispersedDrillingFluids).....................2

2、不分散鉆井液(Non-DispersedDrillingFluids).........2

3、鈣處理鉆井液(Calcium-treatedDrillingFluids)........2

4、鹽水鉆井菠(Sal-twaterDrillingFluids)..................2

5、飽和鹽水鉆井液(SaturatedSalt-waterDrillingFluids)

..............................................................................................................2

6、聚合物鉆井液(PolymerDrillingFluids)..................3

7^鉀基聚合物鉆井液(Potassium-basedPolymerDrilling

Fluids)................................................................................................3

二、油基鉆井液(oil-basedDrillingFluids)............................3

三、氣體型鉆井流體(Gas-typedDrillingFluids)..................3

1、空氣或天然氣鉆井流體(Air/NaturalGasDrilling

Fluids)................................................................................................3

2、霧狀鉆井流體(MistGasDrillingFluids)................3

3、泡沫鉆井流體(FoamDrillingFluids)........................3

4、充氣鉆井液(AeratedDrillingFluids).........................3

四、合成基鉆井液(SyntheticDrillingFluids)........................4

五、保護油氣層的鉆井液(Drilling-inFluids)...........................4

第三節鉆井液的組成.......................................4

第四節鉆井液性能及其作用................................4

一、鉆井液密度(DrillingFluidDensity)......................................4

二、鉆井液的流變性(RheologicalPropertiesofDrilling

Fluids)........................................................................................................5

三、鉆井液的濾失造壁性(FiltrationProperiiesofDrilling

Fluids)........................................................................................................5

四、鉆井液的pH值和堿度(pHValueofDrillingFluids)..…6

1)鉆井液的PH值(pHValue)..............................................6

2)鉆井液的堿度....................................6

五、鉆井液含砂量(SandContentofDrillingFluids).............6

六、鉆井液固相含量(SolidContentofDrillingFluids)............7

1)鉆井液中固相的類型..............................7

2)鉆井液固相含量與井下安全的關系..................7

3)鉆井液固相含量對鉆速的影響......................8

七、鉆井液中膨潤土的含量(BentoniteContentofDrilling

Fluids)........................................................................................................8

八、鉆井液濾液(DrillingFluidsFliltrate).......................................8

1)氯離子..........................................8

2)鈣、鎂離子......................................8

第二章勝利油田及其它地區地質情況簡介.........................9

第一節平原組地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術..........9

一、巖性組合特征.......................................9

二、復雜情況提示.......................................9

三、復雜情況的原因.....................................9

四、鉆井液技術要點.....................................9

第二節明化鎮組Nm地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術…..…10

一、巖性組合特征......................................10

二、復雜情況提示......................................10

三、復雜情況的原因....................................10

四、鉆井液技術要點....................................10

第三節館陶組Ng地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術......11

一、巖性組合特征......................................11

館陶組上段........................................11

館陶組下段........................................11

二、復雜情況提示......................................11

三、復雜情況的原因....................................11

四、鉆井液技術要點....................................12

第三節東營組Ed地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術.......12

一、巖性組合特征......................................12

東營組一段........................................12

東營組二段........................................12

二、復雜情況提示......................................13

三、復雜情況的原因....................................13

四、鉆井液工作提示....................................13

第四節沙河街組Es地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術....13

一、巖性組合特征......................................13

沙一段Esi...................................................................................13

沙二段ES2.................................................................................14

沙三上ES3...................................................................................14

沙三中ES3...................................................................................14

沙三下ES3...................................................................................14

沙四上ES4...................................................................................15

沙四中ES4.................................................................................15

沙四下ES4.................................................................................15

二、復雜情況提示......................................15

三、復雜情況的原因....................................16

四、鉆井液技術........................................16

第五節孔店組EK地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術.......18

一、巖性組合特征......................................18

孔一段Eki...................................................................................18

孔二段Ek2...................................................................................18

孔三段Ek3...................................................................................18

二、復雜情況提示......................................18

三、復雜情況的原因....................................19

四、鉆井液工作提示....................................19

第六節白堊系K地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術.......20

一、巖性組合特征......................................20

王氏組............................................20

青山組............................................20

二、工程故障提示......................................20

三、鉆井液工作提示....................................20

第七節侏羅系J地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術.......21

一、巖性組合特征......................................21

蒙陰組............................................21

三臺組............................................21

坊子組............................................21

二、工程故障提示......................................21

三、鉆井液工作提示....................................22

第八節二迭系P地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術........22

一、巖性組合特征......................................22

石千峰組..........................................22

上石盒子組........................................22

下石盒子組........................................22

山西組............................................23

二、工程故障提示......................................23

三、鉆井液工作提示....................................23

第九節石碳系C地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術.......24

一、巖性組合特征......................................24

太原組............................................24

本溪組............................................24

二、工程故障提示......................................24

三、鉆井液工作提示....................................24

第十節奧陶系。地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術........25

一、巖性組合特征......................................25

八陡組............................................25

馬家溝組..........................................25

冶里-亮甲山組.....................................26

二、工程故障提示......................................26

三、鉆井液工作提示....................................26

第十一節寒武系€地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術.......26

一、巖性組合特征......................................26

鳳山組............................................26

長山組............................................27

崗山組............................................27

張夏組............................................27

徐莊組............................................27

毛莊組............................................27

饅頭組............................................27

二、工程故障提示......................................28

三、鉆井液工作提示....................................28

第十二節泰山群Ars地層綜合狀況、復雜情況及鉆井液技術........28

一、巖性組合特征......................................28

二、工程故障提示......................................28

三、鉆井液工作提示....................................28

第三章粘土知識與配漿........................................28

第一節粘土礦物的分類及主要性質..........................28

一、粘土礦物的分類及主要特點..........................28

1、高嶺石(Kaolinite)...........................................................29

2、蒙脫石(Montmorillonite)................................................29

3、伊利石(Illite)..................................................................29

4、綠泥石(Chlorite).............................................................29

5、海泡石族(Attapulgite)....................................................29

6、混合晶層粘土礦物...............................29

二、粘土礦物的主要性質................................29

1、粘土的吸附作用.................................29

(1)物理吸附.................................29

(2)化學吸附一離子交換吸附...................30

2、吸附水的性質...................................30

3、粘土礦物的水化膨脹性質.........................31

4、粘土礦物受熱后的性質...........................31

5、粘土礦物與有機化合物間的反應...................31

(1)靜電引力.................................31

(2)范德華力是分子間的作用力.................32

6、粘土礦物的其它性質.............................32

(1)光學性質.................................32

(2)電學性質.................................32

(3)溶解性...................................32

(4)密度.....................................33

(5)X衍射...................................33

第二節粘土的水化作用...................................33

一、粘土水化作用產生的原因及其方式....................33

1、粘土表面直接吸引水分子而水化...................33

2、粘土表面間接吸引水分子而水化...................33

二、粘土水化膨脹的過程................................33

1、表面水化.......................................33

2、滲透水化.......................................34

三、影響粘土水化作用的因素............................34

第三節膨潤土漿的現場配制工藝技術.......................36

一、粘土的造漿率......................................36

二、膨潤土的鑒定方法..................................36

1、實驗室鑒定方法.................................36

2、現場鑒定方法...................................36

三、膨潤土漿的配制工藝................................36

四、兒種情況下配漿與混漿..............................38

1＞大井眼配漿開鉆：..............................38

2、鹽水/海水配漿..................................38

3、鉆井過程中膨潤土漿使用.........................38

第四章鉆井液性能測試及實驗..................................39

第一節鉆井液密度.......................................39

1.1概述.............................................39

1.2儀器.............................................39

1.3測定程序.........................................39

1.4校正程序.........................................40

1.5含有氣體或空氣的鉆井液密度測定...................40

1.5.1概述........................................40

1.5.2儀器........................................40

1.5.3測定程序....................................40

154校正程序.....................................41

第二節粘度和靜切力.....................................41

2.1概述.............................................41

2.2漏斗粘度.........................................41

2.2.1儀器........................................41

2.2.2測定程序....................................42

2.3塑性粘度、表觀粘度、動切力和靜切力...............42

2.3.1儀3號........................................42

2.3.2測定程序....................................43

2.3.3計算........................................44

第三節API濾失量........................................44

3.1概述.............................................44

3.2低溫低壓試驗.....................................44

321低溫低壓試驗用儀器...........................44

3.2.2低溫低壓濾失量測定程序.......................45

3.3高溫高壓試驗.....................................46

3.3.1高溫高壓試驗用儀器...........................46

3.3.2溫度低于150℃時的測定程序...................46

3.3.3溫度高于150℃時的測定程序...................47

第四節水、油和固相含量..................................49

4.1概述.............................................49

4.2儀器.............................................49

4.3測定程序.........................................50

4.4計算.............................................51

第五節含砂量............................................53

5.1概述.............................................53

5.2儀器.............................................53

5.3測定程序.........................................53

第六節亞甲基藍容量.....................................54

6.1概述.............................................54

6.2儀器和藥品.......................................54

6.3測定程序.........................................55

6.4計算.............................................55

第七節pH值.............................................56

7.1概述.............................................56

7.2儀器.............................................56

7.3PH值的測定程序..................................58

7.4電極維護程序.....................................59

第八節化學分析..........................................60

8.1堿度和石灰含量...................................60

8.1.1概述.........................................60

8.1.2儀器和藥品..................................61

8.1.3濾液堿度Pf、Mf的測定程序....................61

8.1.4鉆井液堿度Pm測定程序.......................61

8.1.5Pf.Mf的計算................................62

8.1.6石灰含量的測定程序..........................62

8.2氯離子含量......................................63

8.2.1概述.........................................63

822儀器和藥品...................................63

8.2.3測定程序....................................63

8.2.4計算........................................63

8.3以鈣計的總硬度..................................65

8.3.1概述.........................................65

8.3.2儀器和藥品..................................66

8.3.3測定程序....................................66

8.3.4計算........................................67

第五章濾液分析..............................................68

第一節鈣離子含量........................................68

5.1.1概述............................................68

5.1.2儀器和藥品......................................68

5.1.3測定程序........................................69

5.1.4計算............................................69

第二節鎂離子含量........................................70

5.2.1概述............................................70

5.2.2測定程序........................................70

5.2.3計算............................................70

第三節硫酸鈣含量........................................70

5.3.1概述............................................70

5.3.2儀器和藥品......................................71

5.3.3測定程序........................................71

第四節硫化物含量........................................72

5.4.1概述............................................72

5.4.2儀器和藥品......................................73

5.4.3測定程序........................................74

5.4.4計算............................................75

第五節碳酸鹽含量........................................76