鉆井液的類型

1、、鉆井液的類型隨著鉆井液工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，鉆井液的種類越來越多。目前， 國(guó)內(nèi)外對(duì)鉆井液有各種不同的分類方法。其中較簡(jiǎn)單的分類方法有以下幾種：按其密度大小可分為非加重鉆井液和 加重鉆井液。按與粘土水化作用的強(qiáng)弱可分為非抑制性鉆井液和 抑制性鉆井液。按其固相含量的不同，將固相含量較低的叫做低固相鉆井液，基本不含固相的叫做 無固相鉆井液。然而，一般所指的分類方法是按鉆井液中流體介質(zhì)和體系的組成特點(diǎn)來進(jìn)行分類的。根據(jù)流體介質(zhì)的不同，總體上分為水基鉆井液、油基鉆井液和氣體型鉆井流體等三種類型。由于水基鉆井液在實(shí)際應(yīng)用中一直占據(jù)著主導(dǎo)地位，根據(jù)體系在組成上的不同又將其分為若干種類型。下面是在參考國(guó)外鉆井

2、液分類標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，在國(guó)內(nèi)得到認(rèn)可的各種鉆井液類型。1 分散鉆井液(Dispersed Drilling Fluids)分散鉆井液是指用淡水、膨潤(rùn)土和各種對(duì)粘土與鉆屑起分散作用的處理劑( 簡(jiǎn)稱為分散劑 ) 配制而成的水基鉆井液。它是一類使用歷史較長(zhǎng)、配制方法較簡(jiǎn)單且配制成本較低的常用鉆井液。其主要特點(diǎn)是：(1) 可容納較多的固相，較適于配制高密度鉆井液。(2) 容易在井壁上形成較致密的泥餅，故其濾失量一般較低。(3) 某些分散鉆井液，如以磺化栲膠、磺化褐煤和磺化酚醛樹脂作為主處理劑的三磺鉆井液具有較強(qiáng)的抗溫能力，適于在深井和超深井中使用。但與其它鉆井液類型相比，它也有一些缺點(diǎn)。除抑制性和抗污染

3、能力較差外，還因體系中固相含量高，對(duì)提高鉆速和保護(hù)油氣層均有不利的影響。2 鈣處理鉆井液(Calcium-treatedDrillingFluids)(質(zhì)量濃度)的Cc2和分使一部分鈉膨潤(rùn)土轉(zhuǎn)變CT引起體系中的粘土鈣處理鉆井液的組成特點(diǎn)是體系中同時(shí)含有一定濃度散劑。CeT通過與水化作用很強(qiáng)的鈉膨潤(rùn)土發(fā)生離子交換， 為鈣膨潤(rùn)土，從而減弱水化的程度。分散劑的作用是防止 顆粒絮凝過度，使其保持在適度絮凝的狀態(tài)，以保證鉆井液具有良好、穩(wěn)定的性 能。這類鉆井液的特點(diǎn)是，抗鹽、鈣污染的能力較強(qiáng)；并且對(duì)所鉆地層中的粘土 有抑制其水化分散的作用，因此可在一定程度上控制頁(yè)巖坍塌和井徑擴(kuò)大，同時(shí) 能減輕對(duì)油氣層的

4、損害。3 鹽水鉆井液(SeltweterDrillingFluids)鹽水鉆井液是用鹽水( 或海水 ) 配制而成的。在含鹽量從1 (Cl- 質(zhì)量濃度為6000mg 1)直至飽和(Cl -質(zhì)量濃度為189 000mg 1)之前的整個(gè)范圍內(nèi)都屬于此種類型。鹽水鉆井液也是一類對(duì)粘土水化有較強(qiáng)抑制作用的鉆井液。4 飽和鹽水鉆井液(SeturetedSeltweterDrillingFluids)是指鉆井液中NaCI含量達(dá)到飽和時(shí)的鹽水鉆井液體蒙。它可以用飽和鹽水配成，亦可先配成鉆井液再加鹽至飽和。飽和鹽水鉆井液主要用于鉆其它水基鉆井液難以對(duì)付的大段巖鹽層和復(fù)雜的鹽膏層，也可作為完井液和修井液使用。5

5、聚合物鉆井液(PolymerDrillingFluids)聚合物鉆井液是以某些具有絮凝和包被作用的高分子聚合物作為主處理劑的水基鉆井液。由于這些聚合物的存在，體系所包含的各種固相顆?？杀３衷谳^粗的粒度范圍內(nèi)，與此同時(shí)所鉆出的巖屑也因及時(shí)受到包被保護(hù)而不易分散成微細(xì)顆粒。其主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：(1) 鉆井液密度和固相含量低，因而鉆進(jìn)速度可明顯提高，對(duì)油氣層的損害程度也較小。(2) 剪切稀釋特性強(qiáng)。在一定泵排量下，環(huán)空流體的粘度、切力較高，因此具有較強(qiáng)的攜帶巖屑的能力；而在鉆頭噴嘴處的高剪切速率下，流體的流動(dòng)阻力較小，有利于提高鉆速。(3) 聚合物處理劑具有較強(qiáng)的包被和抑制分散的作用，因此有利于保持井

6、壁穩(wěn)定。因此，自20 世紀(jì) 70 年代以來，該類鉆井液一直在國(guó)內(nèi)外得到十分廣泛的應(yīng)用，并且其工藝技術(shù)不斷得到完善和發(fā)展。6 鉀基聚合物鉆井液(Potassium-basedPolymerDrillingFluids)鉀基聚合物鉆井液是一類以各種聚合物的鉀( 或銨、鈣 ) 鹽和 KCl 為主處理劑的防塌鉆井液。在各種常見無機(jī)鹽中，以KCl 抑制粘土水化分散的效果為最好；而聚合物處理劑的存在使該類鉆井液具有聚合物鉆井液的各種優(yōu)良特性。因此，在鉆遇泥頁(yè)巖地層時(shí)，使用它可以取得比較理想的防塌效果。7 油基鉆井液(Oil-basedDrillingFluids)以油 ( 通常使用柴油或礦物油) 作為連續(xù)

7、相的鉆井液稱做油基鉆井液。目前含水量在5%以下的普通油基鉆井液已較少使用，而主要使用油水比在(5080):(5020)范圍內(nèi)的油包水乳化鉆井液。與水基鉆井液相比較，油基鉆井液的主要 特點(diǎn)是能抗高溫，有很強(qiáng)的抑制性和抗鹽、鈣污染的能力，潤(rùn)滑性好，并可有效地減輕對(duì)油氣層的損害等。因此，使用該類鉆井液已成為鉆深井、超深井、大位移井、水平井和各種復(fù)雜地層的重要手段之一。但另一方面，由于其配制成本較高，以及使用時(shí)會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定污染，因而使其應(yīng)用受到一定的限制。8 . 合成基鉆井液(SyntheticDrillingFluids)合成基鉆井液是以合成的有機(jī)化合物作為連續(xù)相，鹽水作為分散相，并含有乳化劑、

8、降濾失劑、流型改進(jìn)劑的一類新型鉆井液。由于使用無毒并且能夠生物降解的非水溶性有機(jī)物取代了油基鉆井液中通常使用的柴油，因此這類鉆井液既保持了油基鉆井液的各種優(yōu)良特性，同時(shí)又能大大減輕鉆井液排放時(shí)對(duì)環(huán)境造成的不良影響，尤其適用于海上鉆井。9 氣體型鉆井流體(Gas-typedDrillingFluids)氣體型鉆井流體主要適用于鉆低壓油氣層、易漏失地層以及某些稠油油層。其特點(diǎn)是密度低，鉆速快，可有效保護(hù)油氣層，并能有效防止井漏等復(fù)雜情況的發(fā)生。通常又將氣體型鉆井流體分為以下4 種類型：(1) 空氣或天然氣鉆井流體(Air NaturalGasDrillingFluids)即鉆井中使用干燥的空氣或天

9、然氣作為循環(huán)流體。其技術(shù)關(guān)鍵在于必須有足夠大的注入壓力，以保證能達(dá)到將全部鉆屑從井底攜至地面的環(huán)空流速。(2)霧狀鉆井流體(MistGasDrillingFluids)即少量液體分散在空氣介質(zhì)中所形成的霧狀流體。它是空氣鉆井流體與泡沫 鉆井流體之間的一種過渡形式。(3)泡沫鉆井流體(FoamDrillingFluids)鉆井中使用的泡沫是一種將氣體介質(zhì)(一般為空氣)分散在液體中，并添加適 量發(fā)泡劑和穩(wěn)定劑而形成的分散體系。(4)充氣鉆井液(AeratedDrillingFluids)有時(shí)為了降低鉆井液密度，將氣體(一般為空氣)均勻地分散在鉆井液中，便 形成充氣鉆井液。顯然，混入的氣體越多，鉆井液密度越低。三、鉆井液的組成由1返回水基鉆井液是由膨潤(rùn)土 (Bentonite)、水(或鹽水)、各種處理劑、加重材料以及鉆屑所組成 的多相分散體系。其中膨潤(rùn)土和鉆屑的平均密度均為2. 6g/cnf,通常稱它們?yōu)榈兔芏裙滔?；而加重材料常被稱為高密度固相。最常用的加重材料為API重晶石，其密度為 4. 2g/cm3。由于在水基鉆井液中膨潤(rùn)土是最常用的配漿材料，在其中主要起提粘切、降濾失和造壁等作 用，因而又將它和重晶石等加重材料稱做有用固相，而將鉆屑稱做無用固相。在鉆井液中， 應(yīng)通過各種固控措施盡量減少鉆屑的含量，膨潤(rùn)土的用量