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1、長深2井水包油鉆井液體系研究第一章鉆井液來源及背景資料1.1鉆井液鉆井液是鉆探過程中，孔內(nèi)使用的循環(huán)沖洗介質(zhì)。鉆井液是鉆井的血液，又稱鉆孔沖洗液。鉆井液按組成成分可分為清水、泥漿、無粘土相沖洗液、乳狀液、泡沫和壓縮空氣等。清水是使用最早的鉆井液，無需處理，使用方便，適用于完整巖層和水源充足的地區(qū)。泥漿是廣泛使用的鉆井液，主要適用于松散、裂隙發(fā)育、易坍塌掉塊、遇水膨脹剝落等孔壁不穩(wěn)定巖層。1.2鉆井液的類型及組成鉆井液按分散介質(zhì)（連續(xù)相）可分為水基鉆井液、油基鉆井液、氣體型鉆井流體等。鉆井液主要由液相、
2、固相和化學處理劑組成。液相可以是水（淡水、鹽水）、油（原油、柴油）或乳狀液（混油乳化液和反相乳化液）。固相包括有用固相（膨潤土、加重材料）和無用固相（巖石）。化學處理劑包括無機、有機及高分子化合物。1.2.1水基鉆井液水基鉆井液是一種以水為分散介質(zhì)，以粘土（膨潤土）、加重劑及各種化學處理劑為分散相的溶膠懸浮體混合體系。其主要組成是水、粘土、加重劑和各種化學處理劑，現(xiàn)場鉆井液分析儀器箱等。水基鉆井液基本經(jīng)歷了五個階段，即天然鉆井液（1904-1921年）、細分散鉆井液（1921-1946年）、粗分散鉆井
3、液（1946-1973年）、不分散低固相鉆井液（1966年至今）、無固相鉆井液（1968年至今）、聚合物鉆井液（1978年至今）階段等。 水基鉆井液還可分為： ?。?）淡水鉆井液。氯化鈉含量低于10mg/cm³，鈣離子含量低于0.12mg/cm³?！ 。?）鹽水鉆井液（包括海水及咸水鉆井液）。氯化鈉含量高于10mg/cm³?！ 。?）鈣處理鉆井液。鈣離子含量低于0.12mg/cm³。 ?。?）飽和鹽水鉆井液。含有一種或多種可溶性鹽的飽和溶液?！ 。?）混合乳化
4、（水包油）鉆井液。含有3%-40%乳化油類的水基鉆井液 ?。?）不分散低固相聚合物鉆井液。固相含量低于4%，含有適量聚合物?！ 。?）鉀基鉆井液。氯化鉀含量高于3%。1978年以來開始在我國鉆井現(xiàn)場使用?！ 。?）聚合物鉆井液。它是以聚合物為主體，配以降粘劑，降濾失劑、防塌劑和潤滑劑等多種化學處理劑所組成的鉆井液。它是20世紀80年代發(fā)展起來的一種新型鉆井液體系。包括陽離子聚合物鉆井液、兩性離子聚合物鉆井液、全陽離子聚合物鉆井液、深井聚合物鉆井液和正電膠鉆井液等。1.2.2油連續(xù)相鉆井液油連續(xù)相鉆井液
5、（習慣稱為油基鉆井液）是一種以油（主要是柴油或原油）為分散介質(zhì)，以加重劑、各種化學處理劑及水等為分散相的溶膠懸浮混合體系。其主要組成是原油、柴油、加重劑、化學處理劑和水等。它基本經(jīng)歷了原油鉆井液（1930年初）、油基鉆井液、油包水（反相乳化）鉆井液（1960年至今）等三個階段?！ 。?）原油鉆井液。主要成分是原油。 ?。?）油基鉆井液。以柴油（或原油）為連續(xù)相，以氧化瀝青為分散相，再配以加重劑和各種化學處理劑配制而成。（3）油包水（反相乳化）鉆井液。一柴油（或原油）為連續(xù)相，以水為分散相呈小水滴分散在
6、油中（水可占60%的體積），以有機膨潤土（親油鵬潤土）和氧化瀝青等穩(wěn)定劑，再配以加重劑和各種化學處理劑等配制而成。1978年以來開始在我國鉆井現(xiàn)場使用。1.2.3氣體型鉆井流體氣體鉆井液是以空氣或天然氣作為鉆井循環(huán)流體的鉆井液。泡沫鉆井液是以泡沫作為鉆井循環(huán)流體的鉆井液。主要組成是液體、氣體及泡沫穩(wěn)定劑等。20世紀80年代我國標準化委員會鉆井液體系分委會把鉆井液分為：不分散地固相聚合物鉆井液、淡水鉆井液、鹽水鉆井液、飽和鹽水鉆井液、鈣處理鉆井液、鉀基鉆井液、油基鉆井液、氣體鉆井液等八大體系。API(美
7、國石油學會)及LADC(國際鉆井承包商協(xié)會)認可的鉆井液體系如下：不分散鉆井液體系、分散性鉆井液體系、鈣處理鉆井液體系、聚合物鉆井液體系、低固相鉆井液體系、飽和鹽水鉆井液體系、修井完井鉆井液體系、油基鉆井液體系和空氣、霧、泡沫和氣體體系。1.3鉆井液的選用原則鉆井液是鉆井的“血液”，在鉆井作業(yè)中起著非常重要的作用。因此對鉆井液要求很高，主要有四個方面：（1）鉆井循環(huán)的要求：鉆井循環(huán)對鉆井液的要求是泵壓低（粘度低），攜砂能力強（動切力高），啟動泵壓低（靜切力低），潤滑性能好，摩擦力低，磨損?。ü腆w顆粒少
8、）。（2）要保持井眼的穩(wěn)定：鉆穿的地層要用鉆井液的壓力柱與地層壓力取得平衡，鉆井液密度穩(wěn)定；鉆井油氣層時要靠鉆井液的壓力柱來平衡油氣的壓力要求鉆井液密度適當。要求鉆井液有克服不穩(wěn)定地層的性能，例如泥巖吸水膨脹造成井眼收縮；礫巖、火山巖遇水造成跨塌，鹽巖遇水而形成溶洞等，即要求有不同性質(zhì)的鉆井液。（3）要求鉆井液保護油氣層：鉆開油氣層后，鉆井液與油氣層接觸，為防止鉆井液損害油氣層，要求鉆井液的失水小、泥餅?。ㄣ@井液失水后，固壓差固體顆粒在井壁上形成泥餅環(huán)）
