高分子钻井液概论

第一节 钻井液的功用、类型和组成
一、 钻井液的功用
钻井液（Drilling Fluids）是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。钻井液又称作钻井泥浆（Drilling Muds），或简称为泥浆（Muds）。钻井液最基本的功用有以下几点：
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
二、 钻井液类型
目前，国内外对钻井液有各种不同的分类方法。其中较简单的分类方法有以下几种：
按其密度大小可分为非加重钻井液和加重钻井液
按与粘土水化作用的强弱可分为非抑制性钻井液和抑制性钻井液
按其固相含量的不同，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。
由于水机钻井液在实际应用中一直占据着主导地位，根据体系在组成上的不同又将其分为若干种类型。下面是在参考国外钻井液分类标准的基础上，在国内得到认可的各种钻井液类型。
1、 分散钻井液（Dispersed Drilling Fluids）
分散钻井液是指用淡水、膨润土和各种粘土与钻屑起分散作用的处理剂（简称为分散剂）配制而成的水基钻井液。它是一类使用历史较长、配制方法较简单且配制成本较低的常用钻井液。其主要特点是：
（1） 可容纳较多的固相，较适于配制高密度钻井液。
（2） 容易在井壁上形成较致密的泥饼，故其滤失量一般较低。
（3） 某些分散钻井液，如以磺化栲胶、磺化褐煤和磺化酚醛树脂作为主处理剂的三磺钻井液具有较强的抗温能力，适于在深井和超深井中使用。但于其它钻井液类型相比，它也有一些缺点。除抑制性和抗污染能力较差外，还因体系中固相含量高，对提高钻速和保护油气层均有不利的影响。
2、 钙处理钻井液（Calcium-treated Drilling Fluids）
钙处理钻井液的组成特点是体系中含有一定浓度（质量浓度）的Ca2+和分散剂。Ca2+通过于水化作用很强的钠膨润土发生离子交换，使一部分钠膨润土转变为钙膨润土，从而减弱水化的程度。分散剂的作用是防止Ca2+引起体系中的粘土颗粒絮凝过度，使其保持在适度絮凝的状态，以保证钻井液具有良好、稳定的性能。这类钻井液的特点是，抗盐、钙污染的能力强；并且对所钻地层中的粘土有抑制其水化分散的作用，因此可在一定程度上控制页岩坍塌和井径扩大，同时能减轻对油气层的损害。
3、 盐水钻井液（Saltwater Drilling Fluids）
盐水钻井液是用盐水（或海水）配制而成的。在含盐量从1％（Cl-质量浓度为6000mg/l）直至饱和（Cl-质量浓度为189000mg/l）之前的整个范围内都属于此种类型。盐水钻井液也是一类对粘土水化有较强抑制作用的钻井液。
4、饱和盐水钻井液（Saturated Saltwater Drilling Fluids）
是指钻井液中NaCl含量达到饱和时的盐水钻井液体系。它可以用饱和盐水配成，亦可先配成钻井液再加盐至饱和。饱和盐水钻井液主要用于钻其它水基钻井液难以对付的大段岩盐层和复杂的盐膏层，也可作为完井液和修井液使用。
5、聚合物钻井液（Polymer Drilling Fluids）
聚合物钻井液是以某些具有絮凝和包被作用的高分子聚合物作为主处理剂的水基钻井液。优点：
（1） 钻井速度可明显提高，对油气层的损害程度也较小
（2） 剪切稀释特性强
（3） 利于保持井壁稳定
6、钾基聚合物钻井液（Potassium-based Polymer Drilling Fluids）
钾基聚合物钻井液是一类以各种聚合物的钾（或铵、钙）盐和氯化钾为主处理剂的防塌钻井液。
7、油基钻井液（Oil-based Drilling Fluids）
以油（通常使用柴油或矿物油）作为连续相的钻井液称为油基钻井液。主要特点是：抗高温，有很强的抑制性和抗盐、钙的能力，润滑性好，并可有效地减轻对油气层的损害等。但另一方面，由于配制成本较高，以及使用时会对环境造成污染，因而使用受到一定限制。
8、合成钻井液（Synthetic Drilling Fluids）
它是以合成的有机化合物作为连续相，盐水为分散相，并含有乳化剂、降滤失剂、流型改进剂的一类新型钻井液。
9、气体型钻井流体（Gas-typed Drilling Fluids）
气体型钻井流体主要使用于钻低压油气层、易漏失地层以及某些稠油油层。其特点是：密度低，钻速快，可有效保护油气层，并能有效的防止井漏等复杂情况的发生。通常又将气体型钻井流体分为4中类型：
（1） 空气或天然气钻井流体
（2） 雾状钻井流体
（3） 泡沫钻井流体
（4） 充气钻井液
10、保护油气层的钻井液（Drilling-in Fluids）
三、钻井液的组成
水基钻井液是有膨润土、水（或盐水）、各种处理剂、加重材料以及钻屑所组成的多相分散体系。其中膨润土和钻屑的平均密度均为2.6g/cm3,,通常称他们为低密度固相；而加重材料常被成为高密度固相。由于在水基钻井液中膨润土是最长用的配浆材料，再起中主要起粘切、降滤失和造壁作用，因而又将它和重晶石等加重材料称作有用固相，而将钻屑称作无用固相。
油基钻井液是以水滴为分散相，油为连续相，并添加适量乳化剂、润湿剂亲油的固体处理剂、石灰和加重材料等所行成的乳状液体系。

怪码字太多,楼主该改改了！！