第三章钻井工程理论与技术课件.ppt

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1、第三章钻井工程理论与技术第1页，此课件共38页哦一、钻井液的定义一、钻井液的定义 钻钻井井时时用用来来清清洗洗井井底底并并把把岩岩屑屑携携带带到到地地面面、维维持持钻钻井井操操作作正正常常进行的流体称为钻井液或洗井液。进行的流体称为钻井液或洗井液。二、钻井液的功用二、钻井液的功用 1 1携岩携岩 2 2冷却和润滑钻头及钻柱冷却和润滑钻头及钻柱 3 3造壁，维持井壁稳定造壁，维持井壁稳定 4 4控制地层压力控制地层压力 5.5.悬浮钻屑和加重材料，防止下沉悬浮钻屑和加重材料，防止下沉 6.6.获得地层和油气资料获得地层和油气资料 7.7.传递水功率传递水功率第一节第一节 钻井液的定义和功用钻井液

2、的定义和功用第2页，此课件共38页哦 一、钻井液的组成一、钻井液的组成 （1 1）液相）液相：液相是钻井液的连续相，水或油。液相是钻井液的连续相，水或油。（2 2）活活性性固固相相：包包括括人人为为加加入入的的商商业业膨膨润润土土（般般土土）、有有 机机膨润土膨润土(油基油基 钻井液用钻井液用)和地层进入的造浆粘土。和地层进入的造浆粘土。（3 3）惰性固相）惰性固相：惰性固相是钻屑和加重材料。惰性固相是钻屑和加重材料。（4 4）各种钻井液添加剂）各种钻井液添加剂:增粘、稀释、降失水、增粘、稀释、降失水、PHPH值、防塌等。值、防塌等。第二节第二节 钻井液的组成和分类钻井液的组成和分类第3页，此

3、课件共38页哦二、钻井液的分类二、钻井液的分类 APIAPI和和IADCIADC分类：分类：（1 1）不分散体系）不分散体系 膨润土膨润土+清水清水；天然钻井液（自然造浆而天然钻井液（自然造浆而成），浅层钻进。成），浅层钻进。（2 2）分散体系）分散体系 水水+膨润土膨润土+分散剂分散剂（铁络木质素黄酸（铁络木质素黄酸 盐等），盐等），深井或复杂井。深井或复杂井。（3 3）钙处理体系）钙处理体系 水基钻井液水基钻井液+钙盐钙盐（石灰、石膏、氯化钙），（石灰、石膏、氯化钙），抑制粘土膨胀。抑制粘土膨胀。（4 4）聚合物体系）聚合物体系水基钻井液水基钻井液+高聚物高聚物（聚丙烯酰胺（聚丙烯酰胺PA

4、MPAM、PHPPHP），），絮凝劣质土，抑制粘土分散。絮凝劣质土，抑制粘土分散。第4页，此课件共38页哦 (5(5）低固相体系）低固相体系总固相含量总固相含量6%-10%6%-10%的水基钻井液的水基钻井液.其中，其中，膨润膨润土含量小于土含量小于3%3%，钻屑与膨润土的比值小于，钻屑与膨润土的比值小于2121。特点：提高钻速，减少对产层的伤害。特点：提高钻速，减少对产层的伤害。（6 6）饱和盐水体系）饱和盐水体系氯离子含量达氯离子含量达189g/L189g/L的水基钻井液。的水基钻井液。特点：特点：抗盐侵，抑制粘土水化。海上钻井、钻盐岩层和泥页盐抗盐侵，抑制粘土水化。海上钻井、钻盐岩层和泥

5、页盐层。层。（7 7）修井完井液体系）修井完井液体系 水水+盐盐+聚合物等；油基钻井液聚合物等；油基钻井液 。特点：特点：低密度、无固相、抑制粘土膨胀、低滤失，保护油气层。低密度、无固相、抑制粘土膨胀、低滤失，保护油气层。第5页，此课件共38页哦（8）油基钻井液体系）油基钻井液体系油包水乳化钻井液：油油包水乳化钻井液：油+水水+乳化剂乳化剂 油基钻井液：柴油油基钻井液：柴油+氧化沥青、有机酸、碱氧化沥青、有机酸、碱 特点：耐高温、保护油气层、防止水敏性地层吸水膨胀特点：耐高温、保护油气层、防止水敏性地层吸水膨胀。摩阻小，用于大位移水平井，或特出复杂层段。摩阻小，用于大位移水平井，或特出复杂层段

6、。（9）空气、雾、泡沫和气体体系）空气、雾、泡沫和气体体系欠平衡压力钻井。欠平衡压力钻井。特点：提高钻速，保护油气层。特点：提高钻速，保护油气层。适用于低压油气层、易漏的裂缝性油气层、低渗透油气层等。适用于低压油气层、易漏的裂缝性油气层、低渗透油气层等。井壁应比较稳定的地层。井壁应比较稳定的地层。第6页，此课件共38页哦一、钻井液的密度一、钻井液的密度 钻井液的密度指单位体积钻井液的质量。钻井液的密度指单位体积钻井液的质量。加重剂：碳酸钙、重晶石、钛铁矿粉。加重剂：碳酸钙、重晶石、钛铁矿粉。二、钻井液的流变性能二、钻井液的流变性能 粘粘度度和和切切力力随随流流速速变变化化的的性性能能。包包括括

7、静静切切力力、动动切切力力、表表观观粘粘度、塑性粘度、流性指数、稠度系数等参数。度、塑性粘度、流性指数、稠度系数等参数。第三节第三节 钻井液的性能钻井液的性能第7页，此课件共38页哦 根据液体流动时剪应力与流速梯度的关系，将液体流动分为根据液体流动时剪应力与流速梯度的关系，将液体流动分为四种流四种流型：型：牛顿流型：牛顿流型：塑性流型：塑性流型：假塑性流型（假塑性流型（n1)（一）液体的基本流型（一）液体的基本流型 钻井液在钻柱和环空内流动时，速度分布不均匀，中心处钻井液在钻柱和环空内流动时，速度分布不均匀，中心处流速大，向外流速减小流速大，向外流速减小流速梯度（剪切速率）：流速梯度（剪切速率

8、）：单位距离内单位距离内流速的增量称为流速梯度。流速的增量称为流速梯度。第8页，此课件共38页哦1 1塑性流型的特点塑性流型的特点 (1)(1)所加切应力达到某一最低所加切应力达到某一最低s s之后才之后才开始流动，这个最低切应力开始流动，这个最低切应力 称为称为静切静切应力。又称凝胶强度应力。又称凝胶强度。它代表了钻井液静止时单位面积上所形它代表了钻井液静止时单位面积上所形成的成的连续空间网架结构连续空间网架结构强度。强度。(2)(2)当切应力继续增大，流变曲线当切应力继续增大，流变曲线出现直线段，延长该直线与切应力轴出现直线段，延长该直线与切应力轴相交于相交于0 0 ，称为称为动切应力动切

9、应力或屈服或屈服值。值。是钻井液处于层流状态时钻井液中网是钻井液处于层流状态时钻井液中网状结构强度的量度。状结构强度的量度。第9页，此课件共38页哦（二）塑性流型的流变参数及调整（二）塑性流型的流变参数及调整 1.1.静切力（静切应力静切力（静切应力）使使钻钻井井液液开开始始流流动动所所需需的的最最低低切切应应力力，它它是是钻钻井井液液静静止止时时单单位位面面积积上上所所形形成成的的连连续续空空间间网网架架结结构构强强度度的的量量度度。它它反反映映了了钻钻井井液液触触变性的好坏。变性的好坏。调整方法：调整方法：无机盐（改变粘土颗粒间静电力）、降粘剂或增粘剂。无机盐（改变粘土颗粒间静电力）、降粘

10、剂或增粘剂。2.2.动切应力（屈服值）动切应力（屈服值）流变曲线直线段的延长线与流变曲线直线段的延长线与切应力轴交点的应力大小。切应力轴交点的应力大小。反映在层流状态下粘土颗粒之间反映在层流状态下粘土颗粒之间及高聚物分子之间的相互作用力（形及高聚物分子之间的相互作用力（形成空间网状结构成空间网状结构 之力）的大小。之力）的大小。调整方法同静切力。调整方法同静切力。第10页，此课件共38页哦3.3.塑性粘度塑性粘度 pv 塑性粘度是塑性流体流变曲线直线段斜率的倒数，即：塑性粘度是塑性流体流变曲线直线段斜率的倒数，即：它是钻井液流动时固相颗粒之间、固相颗粒与周围液相间以及液相分子它是钻井液流动时固

11、相颗粒之间、固相颗粒与周围液相间以及液相分子间的内摩擦作用的总反映。它反映了液体粘滞力的大小。间的内摩擦作用的总反映。它反映了液体粘滞力的大小。调整方法：调整方法：降低固相含量、加稀释剂降粘；降低固相含量、加稀释剂降粘；加高聚物增粘剂等提粘。加高聚物增粘剂等提粘。第11页，此课件共38页哦4.4.表观粘度（视粘度或有效粘度）表观粘度（视粘度或有效粘度）它是在某一流速梯度下剪切应力与相应流速梯度的比值，即：它是在某一流速梯度下剪切应力与相应流速梯度的比值，即：v 表观粘度表观粘度 等于塑性粘度与结构等于塑性粘度与结构粘度之和，它反映两者的总的粘滞粘度之和，它反映两者的总的粘滞作用，是作用，是“总

12、粘度总粘度”的意思。的意思。第12页，此课件共38页哦5 5、动塑比、动塑比 动切力与塑性粘度之比动切力与塑性粘度之比，反映了钻井液结构强度与塑性粘度的反映了钻井液结构强度与塑性粘度的比例关系。动塑比大，流动过水断面较平缓，剪切稀释能力强，比例关系。动塑比大，流动过水断面较平缓，剪切稀释能力强，但流动阻力大，泵压高。但流动阻力大，泵压高。理想值：理想值：=0.360.48。第13页，此课件共38页哦（三）假塑性流型和膨胀流型的流变参数（三）假塑性流型和膨胀流型的流变参数 2.2.稠度系数稠度系数k k 为流体在为流体在 1s1流速梯度下的粘度。流速梯度下的粘度。k值越大，粘度越大。值越大，粘度

13、越大。n1，假塑性流体，随剪切速率增加而变稀，假塑性流体，随剪切速率增加而变稀 n1，膨胀型流体，随剪切速率增加而变稠。，膨胀型流体，随剪切速率增加而变稠。n值影响钻井液的值影响钻井液的携岩效果和剪切稀释特性。理想值：携岩效果和剪切稀释特性。理想值：n=0.40.7 1.1.流性指数流性指数n n 表示流体在一定流速范围内的非牛顿性表示流体在一定流速范围内的非牛顿性程度。程度。第14页，此课件共38页哦 （四）流变参数的测定（四）流变参数的测定 仪器：六速旋转粘度计仪器：六速旋转粘度计 1 1静切力静切力 初切力（初切力（10s10s切力）切力）：将钻井液在将钻井液在600r600rminmi

14、n下搅拌下搅拌10s10s，静置，静置10s10s后后测得测得3r3rminmin下的表盘读数，该读数乘以下的表盘读数，该读数乘以0 0511511即得初切力即得初切力(Pa)(Pa)。终切力（终切力（10min10min切力）切力）：将钻井液在将钻井液在600r600rminmin下搅拌下搅拌10s10s，静置，静置10min10min后再测得后再测得3r3rminmin下的表盘读数，该读数乘以下的表盘读数，该读数乘以0 0511511，即得终切，即得终切力力(Pa)(Pa)。2.2.动切力动切力(屈服值屈服值)：第15页，此课件共38页哦 3.3.粘度、流性指数及粘度系数粘度、流性指数及粘

15、度系数 流型指数：流型指数：塑性粘度：塑性粘度：表观粘度：表观粘度：稠度系数：稠度系数：第16页，此课件共38页哦 三、钻井液的造壁性能及滤失量三、钻井液的造壁性能及滤失量（一）滤失和造壁过程（一）滤失和造壁过程 钻井液中的液体钻井液中的液体(刚开始也刚开始也有钻井液有钻井液)在压差的作用下向地在压差的作用下向地层内渗滤的过程称为钻井液的滤层内渗滤的过程称为钻井液的滤失。失。钻井液中的固相颗粒附着钻井液中的固相颗粒附着在井壁上形成滤饼的过程称为在井壁上形成滤饼的过程称为造壁过程。造壁过程。第17页，此课件共38页哦（二）几种不同的滤失情况（二）几种不同的滤失情况 1.1.瞬时滤失瞬时滤失 在钻

16、头破碎岩石形成新的井眼而滤饼尚未形成的一段时间内，钻井液迅在钻头破碎岩石形成新的井眼而滤饼尚未形成的一段时间内，钻井液迅速向地层渗滤，此时的滤失称为瞬时滤失。瞬时滤失量有利于提高钻速，速向地层渗滤，此时的滤失称为瞬时滤失。瞬时滤失量有利于提高钻速，但严重损害油气层。但严重损害油气层。2.2.动滤失动滤失 在已形成的井眼内，随着钻井液的渗滤，在井壁上形成一层滤饼，并不断在已形成的井眼内，随着钻井液的渗滤，在井壁上形成一层滤饼，并不断增厚、密实。同时，形成的滤饼又受到钻井液的冲刷和钻柱的碰撞、刮挤而遭增厚、密实。同时，形成的滤饼又受到钻井液的冲刷和钻柱的碰撞、刮挤而遭到破坏。最终，滤饼形成速度等于

17、破坏速度而达到平衡，此时滤饼厚度不变，到破坏。最终，滤饼形成速度等于破坏速度而达到平衡，此时滤饼厚度不变，滤失速率也保持不变。滤失速率也保持不变。这种钻井液在井内循环流动时的滤失过程称为这种钻井液在井内循环流动时的滤失过程称为动滤失动滤失。3 3静滤失静滤失 钻井液在停止循环时的滤失过程称为静滤失。随着滤失过程的进行，滤饼钻井液在停止循环时的滤失过程称为静滤失。随着滤失过程的进行，滤饼逐渐增厚，滤失阻力逐渐增大，滤失速率逐渐减小。逐渐增厚，滤失阻力逐渐增大，滤失速率逐渐减小。影响滤失量的因素：影响滤失量的因素：滤失时间、压差、温度、固相含量及类型、滤饼渗透率。滤失时间、压差、温度、固相含量及类

18、型、滤饼渗透率。第18页，此课件共38页哦（三）滤失量的控制（三）滤失量的控制 控制滤失量的最好方法控制滤失量的最好方法用降滤失剂降低滤饼的渗透性。用降滤失剂降低滤饼的渗透性。1 1、常用降滤失剂：、常用降滤失剂：Na-CMCNa-CMC（羧甲基纤维素钠盐）（羧甲基纤维素钠盐）SMPSMP（磺化酚醛树脂）（磺化酚醛树脂）NH4NH4（NaNa、CaCa）HPANHPAN（水解聚丙烯睛胺、钠、钙盐）（水解聚丙烯睛胺、钠、钙盐）第19页，此课件共38页哦2 2、降滤失剂作用机理：、降滤失剂作用机理：(1)(1)护胶作用护胶作用 一方面能吸附在粘土颗粒表面形成吸附层，以阻止粘土颗粒一方面能吸附在粘土

19、颗粒表面形成吸附层，以阻止粘土颗粒絮凝变粗；絮凝变粗；另一方面能把在钻井液循环搅拌作用下所拆散的细颗粒吸附在分子另一方面能把在钻井液循环搅拌作用下所拆散的细颗粒吸附在分子链上，不再粘结成大颗粒，而形成薄而韧的泥饼，称之为降滤失剂的护链上，不再粘结成大颗粒，而形成薄而韧的泥饼，称之为降滤失剂的护胶作用。胶作用。(2)(2)增加钻井液中粘土颗粒的水化膜厚度，降低滤失量增加钻井液中粘土颗粒的水化膜厚度，降低滤失量 降滤失剂吸附于钻井液中的粘土颗粒上，使粘土颗粒周围的水化降滤失剂吸附于钻井液中的粘土颗粒上，使粘土颗粒周围的水化膜增厚，形成的滤饼在压差作用下容易变形，滤饼的渗透率降低。膜增厚，形成的滤饼

20、在压差作用下容易变形，滤饼的渗透率降低。(3)(3)提高滤液粘度，降低滤失量提高滤液粘度，降低滤失量 滤失量与滤液粘度的二分之一次方成正比。滤失量与滤液粘度的二分之一次方成正比。(4)(4)降滤失剂分子本身的堵孔作用降滤失剂分子本身的堵孔作用第20页，此课件共38页哦（四）滤失量的测量和要求（四）滤失量的测量和要求 1.1.静滤失量（静滤失量（APIAPI滤失量）滤失量）用用API滤失量仪在常温、滤失量仪在常温、0.7MPa压差下测量压差下测量30min所得的滤所得的滤 液体液体（mL）。）。要求：要求：上部地层和坚固地层，滤失量可放宽；上部地层和坚固地层，滤失量可放宽；水敏性易坍塌地层，滤失

21、量要低；水敏性易坍塌地层，滤失量要低；油气层，滤失量不能高于油气层，滤失量不能高于5mL。2.2.高温高压滤失量高温高压滤失量 在在150温度、温度、3.5MPa压差下测量压差下测量30min所得的滤失量乘以所得的滤失量乘以2，即即得高温高压滤失量。得高温高压滤失量。在钻油气层时，高温高压滤失量在钻油气层时，高温高压滤失量不大于不大于15mL。第21页，此课件共38页哦一、固相对钻井的影响一、固相对钻井的影响 1 1固相含量升高，钻速降低；固相含量升高，钻速降低；2 2固相含量高，形成的滤饼厚，容易引起压差卡钻。固相含量高，形成的滤饼厚，容易引起压差卡钻。3.3.固相含量高，对油气层损害严重。

22、固相含量高，对油气层损害严重。第四节第四节 钻井液的固相控制钻井液的固相控制第22页，此课件共38页哦 二、固相控制方法二、固相控制方法 1 1大池子沉淀大池子沉淀 2 2清水稀释清水稀释 3 3替换部分钻井液替换部分钻井液 4 4利用机械设备清除固相利用机械设备清除固相 振动筛：振动筛：清除清除0.5mm0.5mm以上固相颗粒。以上固相颗粒。旋流分离器：旋流分离器：除砂器除砂器 7474m m、除泥器、除泥器1010-7474m m；超级分离器：超级分离器：5 5-1010m m;离心机：离心机：清除清除2 25 5m m以上的颗粒和回收重晶石以上的颗粒和回收重晶石。第23页，此课件共38页

23、哦5.5.聚合物絮凝剂聚合物絮凝剂 功用：功用：清除更细小的颗粒清除更细小的颗粒 类型：类型：全絮凝剂全絮凝剂聚丙烯酰胺（聚丙烯酰胺（PAMPAM）选择性絮凝剂选择性絮凝剂只絮凝钻屑和劣质土，不絮凝膨润土只絮凝钻屑和劣质土，不絮凝膨润土。如水解聚丙烯酰胺（如水解聚丙烯酰胺（PHPPHP）。）。作用机理：作用机理：吸附吸附架桥架桥形成团块。形成团块。加量：加量：固相饱和吸附量的二分之一。固相饱和吸附量的二分之一。第24页，此课件共38页哦第五节第五节 井塌及防塌措施井塌及防塌措施第25页，此课件共38页哦第五节第五节 井塌及防塌措施井塌及防塌措施第26页，此课件共38页哦 三、防塌措施三、防塌措

24、施 1 1钻井液中加入钻井液中加入K K+、NHNH+4 4等无机阳离子等无机阳离子 （1 1）K K+的固定作用的固定作用 K K+进入晶层之间并嵌入到相邻两层硅氧四面体氧原子组成的六角环中，进入晶层之间并嵌入到相邻两层硅氧四面体氧原子组成的六角环中，把带负电荷的粘土晶片紧紧联结在一起，阻止水化膨胀。把带负电荷的粘土晶片紧紧联结在一起，阻止水化膨胀。第27页，此课件共38页哦（2 2）K K+的水化较弱，抑制粘土水化膨胀。的水化较弱，抑制粘土水化膨胀。K K+离子的未水化直径（离子的未水化直径（0.266nm0.266nm）比）比NaNa+离子未水化直径（离子未水化直径（0.19nm0.19

25、nm）大，而）大，而K K+离子水化半径比离子水化半径比NaNa+离子水化半径小，因而离子水化半径小，因而K K+离子水化能离子水化能(322 J(322 Jmol)mol)比比NaNa+离子的水化能离子的水化能(406 J(406 Jmol)mol)低，水化膜薄。当低，水化膜薄。当它进入粘土的层间，既减少粘土的水化，又增加粘土层间的吸引它进入粘土的层间，既减少粘土的水化，又增加粘土层间的吸引力。力。第28页，此课件共38页哦（3）使粘土颗粒的扩散双电层变薄，）使粘土颗粒的扩散双电层变薄，利于有机处理剂分子利于有机处理剂分子 在粘土上的吸附。在粘土上的吸附。K K+等电解质的加入，使粘土颗粒等

26、电解质的加入，使粘土颗粒的的电位降低，扩散双电层变薄，电位降低，扩散双电层变薄，有利于各种有机有利于各种有机 处理剂分子的吸附处理剂分子的吸附（非极性容易吸附非极性），提高处（非极性容易吸附非极性），提高处理剂的使用效果。理剂的使用效果。第29页，此课件共38页哦 2 2加入高聚物加入高聚物 （1 1）高聚物在井壁上形成多点吸附，巩固井壁）高聚物在井壁上形成多点吸附，巩固井壁 高聚物三种吸附方式：高聚物三种吸附方式：单点吸附、环单点吸附、环轨轨尾吸附、多点吸附尾吸附、多点吸附;常用的高聚物：常用的高聚物：聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺(PAM)、部部分分水水解解聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺(PHP)、阳阳离离子

27、子聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺、各种阳离子聚合物、两性离子聚合物各种阳离子聚合物、两性离子聚合物FA367等。等。（2 2）高聚物分子的护胶和堵孔作用）高聚物分子的护胶和堵孔作用第30页，此课件共38页哦3 3利用沥青类物质在井壁上起封堵作用利用沥青类物质在井壁上起封堵作用 沥青类物质亲水性弱，亲油性强，可有效地涂敷在井壁上上沥青类物质亲水性弱，亲油性强，可有效地涂敷在井壁上上形成一层油膜。形成一层油膜。（1 1）减轻钻具与井壁的摩擦和钻具对井壁的冲击；）减轻钻具与井壁的摩擦和钻具对井壁的冲击；（2 2）防止滤液向地层渗透。）防止滤液向地层渗透。常用的封堵类防塌剂：常用的封堵类防塌剂：磺化沥青、氧化沥

28、青、植物渣油、磺化妥尔油沥青。磺化沥青、氧化沥青、植物渣油、磺化妥尔油沥青。第31页，此课件共38页哦 第六节第六节 油气层保护及完井液油气层保护及完井液 一、储层损害的主要原因及防止措施一、储层损害的主要原因及防止措施 1 1外来流体中的固体颗粒对储层的损害外来流体中的固体颗粒对储层的损害 在压差的作用下，外来流体中粒径极小的固体颗粒在压差的作用下，外来流体中粒径极小的固体颗粒(粘土、岩屑、加粘土、岩屑、加重材料等重材料等)在滤饼形成前会侵入储层，造成储层油气流通道堵塞，储在滤饼形成前会侵入储层，造成储层油气流通道堵塞，储层渗透性降低。层渗透性降低。防止措施：防止措施：（1 1）实施屏蔽暂堵

29、技术）实施屏蔽暂堵技术 选择与储层孔喉直径相匹配的架桥粒子（如酸溶性超细碳酸钙、油溶选择与储层孔喉直径相匹配的架桥粒子（如酸溶性超细碳酸钙、油溶树脂等，直径为储层平均孔径的树脂等，直径为储层平均孔径的1/22/3，加入量一般大于，加入量一般大于3。），再。），再配用充填粒子（如磺化沥青、氧化沥青、石蜡、树脂等）封堵孔喉。配用充填粒子（如磺化沥青、氧化沥青、石蜡、树脂等）封堵孔喉。（2）使用无固相清洁盐水做完井液）使用无固相清洁盐水做完井液第32页，此课件共38页哦2 2储层内部微粒运移造成的损害储层内部微粒运移造成的损害 流体在油气层孔隙通道流动时，带动地层中的微粒移动，大于孔喉直流体在油气层

30、孔隙通道流动时，带动地层中的微粒移动，大于孔喉直径的微粒便被捕集而沉积下来，对孔喉造成堵塞，也可能几个微粒同时径的微粒便被捕集而沉积下来，对孔喉造成堵塞，也可能几个微粒同时聚集在孔喉处形成桥堵。聚集在孔喉处形成桥堵。防止微粒运移的方法：防止微粒运移的方法：（1 1）控制流体在地层内流速低于临界流速；）控制流体在地层内流速低于临界流速；（2 2）加入粘土微粒防运移剂，阳离子型聚合物和非离子型聚合物，）加入粘土微粒防运移剂，阳离子型聚合物和非离子型聚合物，通过静电引力或者化学键合力，将微粒桥接到地层表面，增强对粘通过静电引力或者化学键合力，将微粒桥接到地层表面，增强对粘土微粒的束缚力。土微粒的束缚

31、力。第33页，此课件共38页哦3 3储层内粘土水化膨胀引起孔喉堵塞储层内粘土水化膨胀引起孔喉堵塞 预防措施预防措施:（1 1）减少入井流体的滤失量，提高滤液的矿化度（提高滤）减少入井流体的滤失量，提高滤液的矿化度（提高滤 液的抑制性）液的抑制性）（2 2）粘土防膨剂，防膨机理分为三大类：）粘土防膨剂，防膨机理分为三大类：减小粘土表面负电性：减小粘土表面负电性：盐（盐（KClKCl、NHNH4 4ClCl）、阳离子聚合物、阳离子型表面活性剂；）、阳离子聚合物、阳离子型表面活性剂；使粘土表面羟基化：使粘土表面羟基化：变粘土表面为亲油性和增强晶层间联结。羟基氯代硅变粘土表面为亲油性和增强晶层间联结。

32、羟基氯代硅 烷等。烷等。转变粘土矿物类型：转变粘土矿物类型：如硅酸钾、氢氧化钾等可将蒙脱石转化为非膨胀型钾硅铝酸盐。如硅酸钾、氢氧化钾等可将蒙脱石转化为非膨胀型钾硅铝酸盐。第34页，此课件共38页哦4 4流体的不配伍性对储层的损害流体的不配伍性对储层的损害 流体的不配伍是指不同流体相遇后会产生沉淀物，这些沉淀物会堵塞储流体的不配伍是指不同流体相遇后会产生沉淀物，这些沉淀物会堵塞储层孔隙喉道，造成储层损害。层孔隙喉道，造成储层损害。（1 1）入井流体彼此不配伍，如钻井液与水泥浆常不配伍，生成钙盐）入井流体彼此不配伍，如钻井液与水泥浆常不配伍，生成钙盐沉淀；沉淀；（2 2）入井流体与地层水不配伍，

33、如）入井流体与地层水不配伍，如CaCa2+2+与与COCO3 32 2相遇，生成白色碳酸相遇，生成白色碳酸钙沉淀；钙沉淀；（3 3）入井流体造成储层原油乳化，生成油包水乳状液，粘度增大，）入井流体造成储层原油乳化，生成油包水乳状液，粘度增大，引起渗透率降低。引起渗透率降低。第35页，此课件共38页哦5.水锁效应水锁效应 油流中的水滴在通过狭窄的孔隙喉道时，孔喉油流中的水滴在通过狭窄的孔隙喉道时，孔喉两侧须有一定的压差水滴才能通过，否则孔喉就被两侧须有一定的压差水滴才能通过，否则孔喉就被水滴堵塞。油流中的水珠（柱）通过孔喉时产生附水滴堵塞。油流中的水珠（柱）通过孔喉时产生附加油流阻力，称为水锁效

34、应，也称为贾敏效应。加油流阻力，称为水锁效应，也称为贾敏效应。第36页，此课件共38页哦 二、完井液二、完井液 1 1无固相清洁盐水完井液无固相清洁盐水完井液 水水+可溶性盐类（调节密度）可溶性盐类（调节密度）+聚合物（调节粘度）聚合物（调节粘度）+缓蚀剂缓蚀剂 适合于要求无固相堵塞特别高（低渗）、或者要求完井液的抑制性适合于要求无固相堵塞特别高（低渗）、或者要求完井液的抑制性特别强的油气层。特别强的油气层。2 2水包油完井液水包油完井液 水（盐水）水（盐水）+油（原油或柴油）油（原油或柴油）+乳化剂乳化剂+增粘剂增粘剂 此此完完井井液液特特别别适适用用于于技技术术套套管管下下到到油油气气层层

35、顶顶部部的的低低压压、裂裂缝缝发发育育、易易发生漏失的油气层。发生漏失的油气层。3 3低膨润土聚合物完井液低膨润土聚合物完井液 水水+少量膨润土少量膨润土+聚合物（调节粘度）聚合物（调节粘度）+暂堵剂暂堵剂+碳酸钙碳酸钙 适用范围比较广，加入不同的聚合物及不同的加量来调节完井液的流变适用范围比较广，加入不同的聚合物及不同的加量来调节完井液的流变性和滤失性。成本高，固相控制设备特别齐全。性和滤失性。成本高，固相控制设备特别齐全。第37页，此课件共38页哦 4 4改性完井液改性完井液 改改性性途途径径为为：降降低低钻钻井井液液中中膨膨润润土土及及无无用用固固相相的的含含量量，根根据据储储层层物物性

36、性调调整整钻钻井井液液配配方方，选选用用与与储储层层孔孔喉喉相相匹匹配配的的桥桥堵堵剂剂，降降低低高高温温高高压压滤滤失量等。失量等。适合于对完井液性能要求的不是特别高的油气层。成本低。适合于对完井液性能要求的不是特别高的油气层。成本低。5 5油基完井液油基完井液 油（原油或柴油）油（原油或柴油）+水（分散相）水（分散相）+膨润土膨润土+乳化剂乳化剂+增粘剂等增粘剂等 适用于易塌、低压的油气层，高温井段。适用于易塌、低压的油气层，高温井段。6 6气体类完井液气体类完井液 气体类完井液包括空气、雾、泡沫流体和充气完井液四种气体类完井液包括空气、雾、泡沫流体和充气完井液四种 适用于实现欠平衡钻井。适用于实现欠平衡钻井。第38页，此课件共38页哦