鉆井液培訓(xùn)教材習(xí)題集

鉆井液培訓(xùn)教材習(xí)題集三、名詞解釋說明瞬時濾失、動濾失、靜濾失各自的涵義。答：鉆頭剛破碎井底巖石形成井眼的一瞬間，鉆井液便迅速向地層孔隙滲透。在濾餅尚未形成的一段時間內(nèi)的濾失稱為瞬時濾失。鉆井液在井內(nèi)循環(huán)流動時的濾失過程稱為動濾失。鉆井液在靜止循環(huán)時的濾失稱為靜濾失。四、簡答題鉆井液與鉆井工程關(guān)系如何？鉆井液有哪些功用？答：鉆井液與鉆井工程關(guān)系密切。鉆井液在鉆進(jìn)時用來清洗井底并把巖屑攜帶到地面、維持鉆井操作正常進(jìn)行。鉆井液具有以下功用：（1）從井底清除巖屑；（2）冷卻和潤滑鉆頭及鉆柱（3）造壁性能（4）控制地層壓力（5）從所鉆地層獲得資料說明鉆井液的一般組成及鉆井液的分類。答：鉆井液的一般組成：液相：是鉆井液的連續(xù)相，可以是油或水?；钚怨滔啵喊ㄈ藶榧尤氲纳虡I(yè)膨潤土、地層進(jìn)入的造漿粘土和有機(jī)膨潤土。惰性固相：包括鉆屑和加重材料。各種鉆井液添加劑：可以利用不同類型的添加劑配制性能各異的鉆井液，并對鉆井液性能進(jìn)行調(diào)整。鉆井液的分類：不分散體系。包括開鉆鉆井液、天然鉆井液及輕度處理的鉆井液。分散體系。在可能出現(xiàn)難題的深井條件下，鉆井液常被分散，特別使用鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽或其他類似產(chǎn)品，這些類似產(chǎn)品屬于有效的反絮凝劑和降失水劑。另外，常加入特殊化學(xué)劑以維護(hù)特殊的鉆井液性能。鈣處理體系。雙價離子如鈣、鎂等常被加入鉆井液中以抑制地層中粘土和頁巖的膨脹和分散。聚合物體系。在絮凝鉆井液中，一般使用長鏈、高分子量化學(xué)劑能夠有效的增加粘度，降低失水和穩(wěn)定性能。低固相體系。屬于此類體系的鉆井液中，其所含固相的類型和數(shù)量都加以控制，這樣可以明顯的提高機(jī)械鉆速。飽和鹽水體系。完井修井液體系。用來最大限度的降低地層損害。它與酸有相容性，并可用作壓裂液（酸溶），具有抑制粘土膨脹保護(hù)儲層的作用。此體系由經(jīng)高度處理的鉆井液（封隔液）和混合鹽或清潔鹽水組成。油基鉆井液體系。常用于高溫井、深井及易出現(xiàn)卡鉆和井眼穩(wěn)定性差的井以及許多特種地區(qū)?？諝狻㈧F、泡沫和氣體體系。大多數(shù)鉆井液屬什么流體類型，寫出其流變方程。答：大多數(shù)鉆井液屬于塑形流型，其流變方程為：г-г0=μpvdv/dxг——切應(yīng)力г0——動切應(yīng)力μpv——塑形粘度說明靜切力、動切力、表觀粘度、塑性粘度的物理意義。怎樣調(diào)整這些參數(shù)。答：靜切力是使鉆井液開始流動所需的最低切應(yīng)力，它是鉆井液靜止時單位面積上所形成的連續(xù)空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的量度。調(diào)整鉆井液中粘土的含量及分散度，加無機(jī)電解質(zhì)調(diào)整粘土顆粒間的靜電斥力和水化膜斥力，加降粘劑等措施可調(diào)整鉆井液靜切應(yīng)力。動切力是延長流變曲線直線段與切應(yīng)力軸相交得的假像值，反映鉆井液處于層流狀態(tài)時鉆井液中網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的量度。調(diào)整方法與靜切力相同。表觀粘度又稱視粘度或有效粘度，它是在某一流速梯度下剪切應(yīng)力與相應(yīng)流速梯度的比值。鉆井液在不同流速下的表觀粘度是不同的。表觀粘度的調(diào)整采用調(diào)節(jié)動切力和塑形粘度的辦法。塑性粘度是塑性流體流變曲線段斜率的倒數(shù)。它不隨剪切力而變化，相當(dāng)于體系中結(jié)構(gòu)拆散速度等于恢復(fù)速度時的粘度。塑性粘度由鉆井液中的固相含量、固相顆粒的形狀和分散程度、表面潤滑性及液相本身的粘度等因素決定。體系中塑性粘度太高需要降低時，一般使用固控設(shè)備降低固相含量，增加體系的抑制性，降低活性固相的分散度；如急需降低可加水稀釋。如果要提高體系的塑性粘度可加入高分子有機(jī)聚合物增粘劑。今有一種液體在管中作層流流動，管長L＝15cm的管段兩端壓差△P=3kPa,求半徑R＝3cm處的液層所受的剪切應(yīng)力是多少？答：鉆井液的流態(tài)對鉆井作業(yè)影響如何？答：鉆井液流態(tài)與鉆井工程關(guān)系密切。層流和紊流都不利于巖屑的攜帶，改性層流有利于巖屑攜帶，使井眼凈化，對井壁沖刷較輕。鉆井液具有剪切稀釋特性，在鉆頭水眼處紊流磨阻小，有利于提高鉆速，而在環(huán)空中有利于巖屑和加重材料的懸浮等。但終切不能太大，否則影響開泵和產(chǎn)生壓力激動等。從靜濾失方程分析影響靜濾失量的因素。答：由靜濾失方程可以清楚的分析影響濾失量的各種因素。濾失時間：鉆井液的濾失量與濾失時間的平方根成正比。壓差：濾失量應(yīng)該與壓差的平方根成正比變化。但在泥餅的情況下要根據(jù)泥餅的性質(zhì)決定。溫度：溫度升高引起濾液黏度下降，導(dǎo)致濾失速率增加。固相含量及類型：濾餅中固相含量越低，濾失量越少。濾餅的滲透率：是影響鉆井液濾失量的主要因素?？刂茷V失量最好的方法是控制濾餅的滲透性。降濾失劑是如何起降濾失作用的？答：護(hù)膠作用增加鉆井液中粘土顆粒的水化膜厚度，降低濾失量。提高濾液粘度，降低濾失量。降濾失劑分子本身的堵孔作用。引起井壁不穩(wěn)定的因素有哪些？答：地質(zhì)因素：異常壓力地層的壓力釋放，鉆遇地質(zhì)破碎帶、斷層、含有大量微裂縫地層及煤層等。工程因素：鉆井液排量過大，沖蝕井壁；起下鉆太快，造成壓力激動，壓裂地層；鉆井液液柱壓力低于底層壓力及鉆井液浸泡時間過長等。泥、頁巖的水化膨脹造成井壁不穩(wěn)定。從鉆井液角度出發(fā)，為了防止井塌應(yīng)采取什么措施。答：應(yīng)采取三方面的措施：鉆井液中加入K+、NH4+無機(jī)陽離子鉆井液中加入高聚物利用瀝青類物質(zhì)在井壁上起封堵作用說明鉆井液固相對鉆速的影響。答：鉆井液中的固相含量對鉆速的影響：鉆速隨固相含量升高而下降。研究表明，固相含量每降低1﹪，鉆速至少可以提高10﹪。固相類型對鉆速的影響：砂子、重晶石等惰性固相對鉆速影響較小，鉆屑、低造漿率的劣質(zhì)土的影響居中，而高造漿率粘土的影響最大。小于1μm的溶膠顆粒對鉆速的影響最大。固相控制設(shè)備有幾種，各自的使用范圍如何？答：鉆井液固相控制設(shè)備主要有：振動篩：主要清除0.5mm以上的巖屑和沙粒。旋流分離器：按被分離顆粒的大小又分為：（1）旋流除砂器，分離直徑在74μm以上的固相顆粒；（2）旋流除泥器，分離直徑在10～74μm的固相顆粒；（3）微型旋流分離器，分離5～10μm的固相顆粒。離心分離機(jī)：它主要清除加重鉆井液中的固相和從加重鉆井液中回收重晶石等加重材料。引起油氣儲層損害的主要原因是什么？怎樣預(yù)防。答：（1）外來流體中的固相顆粒對儲層的損害：鉆井液、完井液等外來流體中的顆粒在井內(nèi)液柱壓差下在濾餅形成前會侵入儲層，造成儲層油氣流通道堵塞，儲層滲透性降低。預(yù)防措施：1、實施屏蔽暫堵技術(shù)2、使用無固相清潔鹽水做完井液。（2）儲層內(nèi)部微粒運(yùn)移造成的損害：在流體的作用下，特別是流體的流速超過臨界流速時，儲層中附著在巖石表面的礦物微粒會從孔壁沖刷下來，隨流體運(yùn)移到孔喉處，對孔喉造成堵塞或橋堵。預(yù)防措施：首先要控制流體（包括儲層內(nèi)流體和外來流體）的流速低于臨界流速；另外在入井流體中使用粘土微粒防運(yùn)移劑。（3）儲層內(nèi)粘土水化膨脹，引起孔喉堵塞。預(yù)防措施：減少入井流體的濾失量，提高濾液的礦化度（提高濾液的抑制性）和使用粘土防膨劑。（4）流體的不配伍性對儲層的損害：不同流體相遇后會產(chǎn)生沉淀物，這些沉淀物會堵塞儲層孔隙喉道，造成儲層損害。預(yù)防措施：入井前對入井流體進(jìn)行配伍性試驗，對配伍性差的流體進(jìn)行改性。（5）水鎖效應(yīng)：油流中的水滴在通過狹窄的孔隙喉道時，孔喉兩側(cè)必須有一定的壓差水滴才能通過，否則孔喉就被水滴堵塞。水鎖效應(yīng)是可以疊加的。故會導(dǎo)致油流阻力大大增加。盡量控制外來流體濾失量是防止發(fā)生水所效應(yīng)的有效措施。哪些完井液適用于鉆油氣儲層？答：由于完井液是直接與產(chǎn)層接觸的，必然會給生產(chǎn)層帶來不同程度的損害。為了減少對油氣層滲透率的損害，必須精心設(shè)計和合理使用各種完井液。無固相清潔鹽水完井液水包油完井液低膨潤土聚合物完井液改性完井液油基完井液氣體類完井液鉆井液的流變模式主要有哪幾種，各有何特點？鉆井液剪切稀釋性和觸變性對鉆井工程有何作用？答：牛頓流型，塑性（賓漢）流型，假塑性（冪律）流型。牛頓流體加很小的切應(yīng)力后流體就會開始流動，且流動的流速梯度與切應(yīng)力成正比，塑性流體存在靜切應(yīng)力，必須施加大于流體靜切應(yīng)力的切應(yīng)力后流體才會開始流動，當(dāng)切應(yīng)力達(dá)到一定值時，流變曲線出現(xiàn)直線段，流體粘度不隨切應(yīng)力改變而改變。假塑性流體不存在靜切應(yīng)力，施加很小的切應(yīng)力后流體就會開始流動，流體粘度隨切應(yīng)力增大而減小。鉆井液的剪切稀釋性是指鉆井液在高剪切速率下變稀，低剪切速梯下邊稠的特點，這一特點對鉆井工程非常有用，當(dāng)鉆井循環(huán)時鉆井液視粘度降低，循環(huán)摩阻損失較小，在鉆頭水眼處紊流摩阻小，有利于提高鉆速，而在環(huán)空中有利于巖屑和加重材料的懸浮等。泥漿觸變性是指泥漿的切力隨攪拌后的靜止時間增長而增大的特性，泥漿的剪切稀釋性越強(qiáng)，泥漿在靜止時懸浮巖屑的能力也越大。簡述產(chǎn)生井塌（井壁不穩(wěn)定）的原因。防止泥、頁巖的水化問題需采取哪幾方面的措施？答：產(chǎn)生井壁不穩(wěn)定的原因有：（1）地質(zhì)因素：異常壓力地層的壓力釋放，鉆遇地質(zhì)破碎帶、斷層、含有大量微裂縫地層及煤層。（2）工程因素：鉆井液排量過大，沖蝕井壁；起下鉆太快，造成壓力激動，壓裂地層；鉆井液液柱壓力低于地層壓力及鉆井液浸泡時間過長等。（3）泥、頁巖的水化造成井壁不穩(wěn)定：泥、頁巖地層中的粘土礦物容易吸水膨脹和分散，造成井壁巖石強(qiáng)度降低，引起井壁不穩(wěn)定。防止泥、頁巖的水化問題必須采取以下幾方面的措施：（1）鉆井液中加入K+、NH4+等無機(jī)陽離子；（2）加入高聚物；（3）利用瀝青類物質(zhì)在井壁上起封堵作用。水侵和泥侵對油氣層的損害作用有哪些？在鉆井完井過程中如何防止和減少對產(chǎn)層的損害？答：水侵對油氣層的傷害有：（1）油層中的粘土成分膨脹；（2）破壞孔隙內(nèi)油流的連續(xù)性；（3）產(chǎn)生水鎖效應(yīng)、增加油流阻力；（4）在地層孔隙內(nèi)生成沉淀物。泥侵對油氣層的傷害有：（1）堵塞地層孔隙；（2）減小地層的孔隙直徑。在鉆井完井過程中防止和減少對產(chǎn)層損害的方法有：（1）針對油氣層的特點，確定合理的完井方法，以減少鉆井液對油氣層的浸泡時間；（2）合理選擇鉆井液密度；（3）用平衡鉆井、欠平衡鉆井法；（4）完井鉆井液中加入橋堵劑；（5）提高鉆井液礦化度；（6）使用低固相或