1、第1章 鉆井工作流體概論,第一節(jié) 基本概念 第二節(jié) 鉆井工作流體分類 第三節(jié) 鉆井工作流體功能 第四節(jié) 鉆井工作流體發(fā)展概況,中國石油大學(xué)（北京）石油天然氣工程學(xué)院 鄭力會(huì),第一節(jié) 鉆井工作流體概念,通過人為控制，使得用于油氣鉆井作業(yè)的流體具備一定的性能，用以實(shí)現(xiàn)鉆井和地質(zhì)目的。我們把具備了這種特定性能的流體稱為鉆井工作流體。鉆井工作流體的連續(xù)相為液體的又被稱作鉆井泥漿，或簡稱為泥漿,鉆井工作流體：drilling working fluids 鉆井泥漿：drilling muds 泥漿：muds,鉆井液流經(jīng)的各種管件、設(shè)備構(gòu)成了一整套鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，滿足日益復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)需要,第一節(jié) 鉆井工作流

2、體概念,鉆井液流經(jīng)的各種管件、設(shè)備構(gòu)成了一整套鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，滿足日益復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)需要,第一節(jié) 鉆井工作流體概念,第二節(jié) 鉆井工作流體分類,（1）按加重情況可分為加重鉆井液和非加重鉆井液 （2）按與粘土水化作用的強(qiáng)弱可分為抑制性鉆井液和非抑制性鉆井液 （3）按固相含量不同可分為高固相鉆井液、低固相鉆井液和無固相鉆井液 （4）按鉆井液密度高低分為低密度鉆井液、中密度鉆井液、中高密度鉆井液、高密度鉆井液和超高密度鉆井液 （5）按照鉆井液的功能可分為鉆井液、儲(chǔ)層鉆開液和完井液 （6）API將鉆井液體系分為水基鉆井液、油基鉆井液和氣基鉆井液,第二節(jié) 鉆井工作流體分類,一、水基鉆井流體。根據(jù)粘土在水基鉆井

3、液中的存在狀態(tài)，進(jìn)一步將水基鉆井液分成細(xì)分散鉆井液、粗分散鉆井液、聚合物鉆井液以及鹽類鉆井液 二、油基鉆井流體目前主要包括全油基鉆井液、油包水乳化鉆井液、合成基鉆井液 三、氣體型鉆井流體可進(jìn)一步分為空氣或天然氣鉆井流體、霧狀鉆井流體、泡沫鉆井流體、充氣鉆井流體,第三節(jié) 鉆井工作流體功能,一、 攜帶和懸浮巖屑 二、穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力 三、冷卻和潤滑鉆具、鉆頭 四、傳遞水動(dòng)力,石油天然氣工程學(xué)院,鉆屑,鐵屑,石油天然氣工程學(xué)院,一、攜帶和懸浮巖屑,第三節(jié) 鉆井工作流體功能,二、穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力,石油天然氣工程學(xué)院,第三節(jié) 鉆井工作流體功能,三、冷卻和潤滑鉆具、鉆頭,石油天然氣工程學(xué)院,第

4、三節(jié) 鉆井工作流體功能,石油天然氣工程學(xué)院,四、傳遞水動(dòng)力,第三節(jié) 鉆井工作流體功能,值得注意的是，實(shí)踐表明，適合特定地區(qū)的令作業(yè)者滿意的鉆井液，僅做到以上4點(diǎn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，理想的鉆井液還應(yīng)該具備以下4點(diǎn) 五、保護(hù)儲(chǔ)層 六、有利于地層評(píng)價(jià)和油氣層發(fā)現(xiàn) 七、不損害環(huán)境、人員和設(shè)備 八、鉆井液成本合理,石油天然氣工程學(xué)院,第三節(jié) 鉆井工作流體功能,第四節(jié) 鉆井工作流體設(shè)計(jì)要求,一、鉆井液設(shè)計(jì)的基本要求 二、鉆井液設(shè)計(jì)的一般步驟 三、鉆井液設(shè)計(jì)思路,第四節(jié) 鉆井工作流體設(shè)計(jì)要求,一、鉆井液設(shè)計(jì)的基本要求 1根據(jù)井別優(yōu)選鉆井液體系 2.針對(duì)易出現(xiàn)復(fù)雜情況的地層優(yōu)選鉆井液體系 3.考慮鉆井液的穩(wěn)定性優(yōu)選

5、鉆井液體系 4.考慮儲(chǔ)層保護(hù)優(yōu)選鉆井液體系 5.考慮環(huán)境保護(hù)優(yōu)選鉆井液體系 6.考慮用戶的期望值優(yōu)選鉆井液體系 7.考慮經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)選鉆井液體系,第四節(jié) 鉆井工作流體設(shè)計(jì)要求,二、鉆井液設(shè)計(jì)的一般步驟 （1）收集鉆探的地質(zhì)地理概況，包括井號(hào)、井別、設(shè)計(jì)井深、井位、鉆遇地層剖面、故障提示以及地理情況等； （2）收集地層壓力剖面及井身結(jié)構(gòu)圖、表等資料； （3）根據(jù)地層情況、成本費(fèi)用等，選擇各井段所使用鉆井液體系及配方，進(jìn)行鉆井液性能設(shè)計(jì)及鉆井液的維護(hù)與處理方案； （4）各井段的固相控制設(shè)計(jì)； （5）根據(jù)地層情況進(jìn)行復(fù)雜情況的預(yù)測(cè)，并制定處理方案。 （6）最后完成鉆井液設(shè)計(jì)方案的文本文件。,第四節(jié) 鉆

6、井工作流體設(shè)計(jì)要求,三、鉆井液設(shè)計(jì)思路 1.收集資料 2.鉆井液體系選擇原則 3.選擇水平井鉆井液的關(guān)鍵因素,一、水基鉆井流體 二、油基鉆井流體 三、氣體型鉆井流體,第五節(jié) 鉆井工作流體發(fā)展概況,洗井液：washing fluids,根據(jù)連續(xù)介質(zhì)的不同，鉆井液大體可以分為水基鉆井液、油基鉆井液、合成基鉆井液和氣體型鉆井流體等四大類 鉆井液的發(fā)展是從水基鉆井液開始的 總的來看，水基鉆井液主要經(jīng)歷了從分散鉆井液到抑制性鉆井液，然后到不分散聚合物鉆井液的發(fā)展歷程,第五節(jié) 鉆井工作流體發(fā)展概況,（1）原油作為洗井介質(zhì) （2）以柴油為連續(xù)介質(zhì)的油基鉆井液和油包水乳化鉆井液 （3）以礦物油作為連續(xù)相的低毒油包水乳化鉆井液 （4）合成基鉆井液,第五節(jié) 鉆井工作流體發(fā)展概況,油基鉆井液,低膠質(zhì)油包水乳化鉆井液：low gel oil-based drilling fluids,空氣或天然氣 霧 泡沫 充氣鉆井流體,第五節(jié) 鉆井工作流體發(fā)展概況,氣體型鉆