钻井液完井液化学5

*第一章钻井液概论本章要求掌握： 钻井液、完井液概念 钻井液、完井液的组成和类型 钻井液、完井液的主要作用 钻井液基本性能参数 钻井液技术发展简史 *课程内容包括 三大基础：粘土胶化流变学处理剂化学 三大体系：水基油基气体类 两大工艺：固控技术复杂情况预防及处理 两大技能：钻井液、完井液配制钻井液、完井液性能测试*习 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ：1、9、101.试阐述钻井液在钻井过程中的主要作用。9.密度为1.60g/cm3的盐水钻井液被蒸干后，得到8％的柴油和68％的蒸馏水。已知钻井液中Cl-含量为92000ml/l，试求该钻井液的固相含量。10.将1ml钻井液用蒸馏水稀释到50ml，然后用0.01M亚甲基蓝 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 溶液进行滴定。到达滴定终点时该溶液的消耗量为3.6ml，试求钻井液中膨润土的含量（用g/l表示）。*1.试阐述钻井液在钻井过程中的主要作用。控制压力、冷却润滑、传递水功率、破岩清岩、形成泥饼、携带并悬浮钻屑及加重剂、保护油气层。作业讲评（chapter1，No9） 已知：fo=8%（0.08），fw=68%（0.6），[Cl－]=92000mg/L 求：fs 解：①[NaCl]质量浓度 ②查表，NaCl质量分数为14%，Cf=1.054 ③计算fs， 答：该钻井液的固相含量为20%。**10.将1ml钻井液用蒸馏水稀释到50ml，然后用0.01M亚甲基蓝标准溶液进行滴定。到达滴定终点时该溶液的消耗量为3.6ml，试求钻井液中膨润土的含量（用g/l表示）。fc=14.3×3.6=51.48（g/L）*第二章、粘土胶体化学基础本章要求重点掌握内容：1.几种粘土矿物的晶体构造及其特点。2.粘土水化机理。3.扩散双电层理论和电解质对电动电势的影响。4.胶体体系的基本概念。5.聚结稳定性和沉降稳定性概念及其影响因素。*习题2、3、8 2.常见的粘土矿物有哪些？它们的晶体构造各有何特点？ 3.什么叫粘土的阳离子交换容量？其大小与水化性能有何关系？与钻井液性能、井壁稳定性又有何关系？ 8.什么叫ζ电位？其大小与粘土胶体的稳定性有何关系？粘土胶体的ζ电位受哪些因素的影响？ 常见的粘土矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石 晶体构造特点：（列表、文字分别陈述均可）* 2.常见的粘土矿物有哪些？它们的晶体构造各有何特点？ 矿物名称 晶型 晶层间距 晶格取代 补偿离子 CEC 高岭石 1:1 7.2 — — 3～15 伊利石 2:1 9.6～40 O-(Al-Mg) K＋ 70～130 蒙脱石 2:1 10 T-(Si-Al) Na＋、Ca＋＋ 20～40* 3.什么叫粘土的阳离子交换容量？其大小与水化性能有何关系？与钻井液性能、井壁稳定性又有何关系？ 粘土的阳离子交换容量是指在分散介质pH为7的条件下，粘土所能交换下来的阳离子总量。 一般来说，阳离子交换容量大的粘土矿物水化能力强。 地层中的粘土矿物如果阳离子交换容量大，易发生水化膨胀，造成井壁不稳定，可能引起井下事故。* 8.什么叫ζ电位？其大小与粘土胶体的稳定性有何关系？粘土胶体的ζ电位受哪些因素的影响？ ζ电位：滑动面到均匀液相的电位降。 稳定性的概念，ζ电位越高，聚结稳定性越好 影响因素：反离子浓度、反离子价数*第三章钻井液的流变性Chapter3TheRheologyofDrillingFluids本章要求重点掌握：1.几种流型的概念和数学模型。2.流变参数的胶体化学性质。3.流变性测量原理和流变参数直读公式。4.钻井液流变性与钻井 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 的关系。5.钻井液流变性能的调节与维护。*习题4、5、84.用旋转粘度计测得θ600=35，θ300=23，试计算钻井液的下列流变参数：表观粘度（μa）、塑性粘度（μp）、动切力（τ0）、流性指数（n）和稠度系数（K）。5.中原油田文33-38井在深2676m处的钻井液密度为1.32g/cm3，在60℃时用Baroid286型无级调速旋转粘度计测得下列数据：（1）以剪切速率γ（s-1）为横坐标，剪切应力τ（Pa）为纵坐标，绘制该井浆的流变曲线，并判断其流动特性，最接近于何种流变模式。（2）试计算每种剪切速率所对应的井浆表观粘度。（3）已知在该井段，钻井液在环形空间的平均流速为79.3cm/s，钻井时使用81/2″(21.6cm)钻头，5″(12.7cm)钻杆，采用试算法确定井浆在环形空间的n、Ｋ值。（4）试计算该井浆的卡森模式参数τ和η∞。8.试简要阐述钻井液流变性与钻井作业的关系。 转速/r·min-1 600 400 300 200 100 80 60 40 20 6 3 刻度盘读数 52.3 38.8 32.8 25.5 18.5 16.5 14.0 11.5 10.0 8.2 7.5*AV(η′)=ф600/2 mPa.s牛顿流体NewtonianFluids：η=ф300=ф600/2 mPa.s宾汉流体BinghamFluids：PV(ηs)=ф600-ф300 mPa.sYP(τ0)=0.511(ф300-ηs) Pa假塑性体PowerLawFluids：n=3.322lg(ф600/ф300)K=0.511ф300/511n Pa.sn 卡森流体CassonFluids：η=1.43(ф6001/2-ф1001/2)2 mPa.s τc=0.243(2.45ф1001/2-ф6001/2)2Pa 静切力: Ө=0.511ф3 Pa *8.试简要阐述钻井液流变性与钻井作业的关系。影响钻井速度；影响环空携带岩屑能力；影响井壁稳定；影响岩屑和加重物质的悬浮；影响井内压力激动；影响钻进泵压和排量；影响固井质量。*第四章钻井液的滤失和润滑性能TheFiltrationPropertiesandLubricityofDrillingFluids本章要求：1.掌握三个（瞬、静、动）失水概念。2.了解失水造壁性与钻井工程的关系。3.掌握静失水方程及其影响因素。4.了解钻井液润滑性参数及测定 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。第四章、钻井液的失水造壁性TheFiltrationPropertiesofDrillingFluids本章要求：1.掌握三个（瞬、静、动）失水概念。2.掌握六个公式。3.熟悉七个影响因素。4.了解失水造壁性与钻井工程的关系。一、失水造壁性的基本概念1.水基钻井液中的水水基钻井液=固相+水+处理剂钻井液中的水由三部分组成：结晶水（化学结合水）——粘土矿物晶体构造的组成部分。吸附水（束缚水）——由固相颗粒分子间力吸附的水化膜。自由水——钻井液中自由移动的水，分散介质。特点：占总水量中的绝大部分。吸附水结晶水自由水*本章作业1、4、6、7 1.写出钻井液的静滤失方程，并注明各符号的意义。 4.使用API滤失量测定仪测得1min滤失量为4.5ml，7.5min滤失量为12.6ml，试计算这种钻井液的瞬时滤失量和API滤失量。 6.试简述钻井液滤失性与钻井作业的关系。 7.评价钻井液润滑性的技术指标是什么？通常用哪些仪器测定该性能？有哪些途径可改善钻井液的润滑性？*Vsp=4.5-(12.6-4.5)/(7.50.5-10.5)*10.5=-0.16(ml)V30=2(V7.5-Vsp)+Vsp=2*(12.6+0.16)-0.16=25.36(ml)4.使用API滤失量测定仪测得1min滤失量为4.5ml，7.5min滤失量为12.6ml，试计算这种钻井液的瞬时滤失量和API滤失量。*1.失水量过大的危害：导致水敏性泥页岩缩径、垮塌。油气层内粘土水化膨胀使产层渗透率下降，从而损害油气层。2.泥饼过厚的危害：井径缩小——易引起起下钻遇阻、遇卡。泥饼粘附卡钻。扭矩增大。易出现泥包现象。影响固井质量。6.试简述钻井液滤失性与钻井作业的关系。*page105:泥饼和钻井液的摩擦阻力系数Page112~113：四种Page107：影响因素 严格控制钻井液粘土含量，搞好固相控制和净化，尽量用低固相钻井液； 加入降滤失剂或其它改进泥饼质量的处理剂，通过改善泥饼质量来改善钻井液的润滑性能； 加入有机高分子处理机来改善泥饼质量； 正确使用润滑剂。7.评价钻井液润滑性的技术指标是什么？通常用哪些仪器测定该性能？有哪些途径可改善钻井液的润滑性？第五章钻井液原材料和处理剂本章要求掌握主要内容： 1.钻井液处理剂的分类。 2.降粘剂、降失水剂、絮凝剂的作用原理。 3.常见降粘剂、降失水剂、絮凝剂、加重剂。 4.降粘剂、降失水剂、絮凝剂的选择方法。*习题1、3、41.我国的钻井液处理剂按其功能是如何分类的？试写出常见的降滤失剂、增粘和降粘剂各三种。3.使用API重晶石粉将180m3密度为1.10g/cm3的钻井液加重至密度为1.25g/cm3。若加重后钻井液总体积仍限制在180m3，试计算：（1）加重前应废弃多少立方米钻井液？（2）需加入多少千克重晶石粉？4.分别以单宁酸钠和CMC为例，阐述降粘剂和降滤失剂的一般作用机理。*1.我国的钻井液处理剂按其功能是如何分类的？试写出常见的降滤失剂、增粘和降粘剂各三种。降失水剂FiltrationReducer 增粘剂Viscosifier降粘剂Thinner 絮凝剂Flocculant加重剂WeightingAgent 润滑剂Lubricant堵漏剂LostCirculationMaterial 粘土类Clay页岩抑制剂ShaleInhibitor 乳化剂Emulsifier 缓蚀剂CorrosionInhibitor 消泡剂Defoamer解卡剂Pipe-FreeingAgent 杀菌剂Bactericide起泡剂FoamingAgent 其它类Others 常见的降滤失剂有CMC、磺甲基褐煤、水解聚丙烯腈 常见的增粘剂有HV-CMC、黄原胶、羟乙基纤维素 常见的降粘剂有腐植酸钾、硝基腐殖酸钾、单宁酸钠、xy系列*3.使用API重晶石粉将180m3密度为1.10g/cm3的钻井液加重至密度为1.25g/cm3。若加重后钻井液总体积仍限制在180m3，试计算：（1）加重前应废弃多少立方米钻井液？（2）需加入多少千克重晶石粉？*第六章水基钻井液体系*水基分散型钻井液要求掌握主要内容：1.掌握造浆率概念和计算。2.掌握土量、水量计算公式。3.掌握盐、钙污染规律。4.了解钻井液性能调节原则。水基抑制性钻井液主要掌握：1.抑制性钻井液的基本特点2.石灰钻井液性能指标及维护原理3.盐水钻井液性能指标及维护原理 本章习题：1、7、8、111.欲配制密度为1.06g/cm3，试计算膨润土和水的用量。7.与分散性钻井液相比较，聚合物钻井液的主要优点是什么？对不分散低固相聚合物钻井液的性能指标有何要求？8.试比较常规阴离子聚合物钻井液、阳离子聚合物钻井液和两性离子聚合物钻井液各有何特点？试写出目前国内使用的以上三种聚合物钻井液有代表性的处理剂。11.某泥浆池中的非加加重钻井液漏斗粘度偏高，流动阻力大。按API标准测试其性能，结果如下：密度1.08g/cm3，μp=10mPa·s，τ0=43.1Pa，pH值=11.5，API滤失量=33ml，泥饼厚度为2.4mm，Cl-1含量200mg/l，膨润土含量=71g/l，井口钻井液温度为49℃，预测的井底温度为62.8℃。试根据以上参数， 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 钻井液出现明显增稠的原因，并提出对其进行处理的措施。*第六章习题11讲评 原题： 某泥浆池中的非加重钻井液漏斗粘度偏高，流动阻力大。按API标准测试其性能，结果如下：密度1.08g/cm3，μp=10mPaS，τ0=43.1Pa，pH值=11.5，API滤失量=33ml，泥饼厚度为2.4mm，Cl-含量200mg/l，膨润土含量=70g/l，井口钻井液温度为49℃，预测的井底温度为62.8℃。试根据以上参数，分析钻井液出现明显增稠的原因，并提出对其进行处理的措施。*ρm=1.08g/cm3——fs=0.21——屑土比3:1第七章油基钻井液(Oil-BasedDrillingFluid)定义：以油为连续相的钻井液。分类：普通油基钻井液油包水乳化钻井液低胶质油包水乳化钻井液低毒油包水乳化钻井液*习题1、3、61.与水基钻井液相比较，使用油基钻井液的优、缺点各有哪些？3除了油相和水之外，油基钻井液中的必要组分还有哪些？它们各起什么作用？6.为配制活度平衡的油包水乳化钻井液，需将适量的CaCl2加至该钻井液的水相中。已测得页岩中水的活度为0.72，试求CaCl2在水中的适宜质量浓度（用kg/m3）表示）。若该钻井液中，则每立方米钻井液中需要加入多少CaCl2？*第八章固相控制(solidcontrol)*习题：22.常用的机械固控设备有哪些？每种设备能够消除无用固相的一般范围各是多少？第九章对付井下复杂情况的钻井液技术*习题1、7、9*1.影响井壁不稳定的因素主要有哪些？ Page313~327* 地质因素：异常地层压力构造应力大（地应力大）地层倾斜等 工程因素：泥浆液流冲蚀抽吸作用钻柱碰撞井壁由于起钻未灌泥浆、井漏、井喷等引起 化学因素：水化膨胀压改变井周应力分布降低岩石强度削弱粒间连接，造成剥落掉块使孔隙压力增大7.井漏会造成什么危害？试阐述发生井漏的原因和防止井漏的主要措施。 page348*危害 损失钻井时间，延长钻井周期 损失大量钻井液原材料 产层漏失会严重损害产层 诱发其它井下复杂、事故 干扰钻井液性能的正常维护处理 干扰地质录井工作 诱发其他井下复杂情况9.使用一种分散钻井液在某渗透性气层中钻进，已知气层厚度为30.48m（100ft），井眼直径为15.56cm（6.125in），形成的泥饼厚度1.27cm，泥饼摩擦系数为0.10。井内压力比地层压力大13.8MPa。如果直径为12.1cm的（4.75in）的钻铤在整个渗透性气层发生了压差卡钻，试问需要多大的力才能使钻铤解卡？(260吨） 的几何计算：*F=RL(P液柱-P地层)R---钻柱半径---包角L---粘附长度---泥饼摩擦系数F---上提力单位及换算R---cm（0.01m）---弧度L---m---（0）F---103kgΔP---MPa（106N/m2)第四章、钻井液的失水造壁性TheFiltrationPropertiesofDrillingFluids本章要求：1.掌握三个（瞬、静、动）失水概念。2.掌握六个公式。3.熟悉七个影响因素。4.了解失水造壁性与钻井工程的关系。一、失水造壁性的基本概念1.水基钻井液中的水水基钻井液=固相+水+处理剂钻井液中的水由三部分组成：结晶水（化学结合水）——粘土矿物晶体构造的组成部分。吸附水（束缚水）——由固相颗粒分子间力吸附的水化膜。自由水——钻井液中自由移动的水，分散介质。特点：占总水量中的绝大部分。吸附水结晶水自由水