钻井技术手册 2 钻井液PDF电子书下载

第一章 概述 1

第二章 钻井液性能的评定方法和测试仪器 5

第一节 钻井液的密度 5

第二节 钻井液的流变性能 6

一、马氏漏斗粘度计 6

二、直读式粘度计 7

三、切力计 11

第三节 钻井液的滤失性能及造壁性能 11

一、常温滤失量测定仪 12

二、高温高压滤失量测定仪 14

第四节 钻井液的含砂量 18

第五节 钻井液的固相含量和液相含量 19

第六节 钻井液的PH值 23

一、pH值试纸法 24

二、Beckman PH计 24

第七节 钻井液的电阻率 25

第八节 乳状液的电稳定性 26

第九节 钻井液的润滑性能 27

第十节 钻井液的膨润土含量和亚甲基蓝试验 30

第十一节 钻井液中PAM(或PAC)和HPAN的含量测定 32

第十二节 化学分析 37

一、碱度和石灰含量的测定 37

二、氯离子含量的测定 40

三、总硬度的测定 41

四、K+含量的测定(方法Ⅰ)(浓度大于5000ppm) 42

五、K+含量的测定(方法Ⅱ)(浓度小于5000ppm) 44

六、硫化物含量的测定 46

第十三节 CST试验方法 48

一、CST试验方法的基本原理 48

二、毛细管吸吮仪及其操作 48

三、其它仪器及材料 49

四、试验内容及操作程序 49

五、CST法试验举例(Roy Wilcox等人) 52

六、试验报告格式 57

一、美国NL Baroid公司页岩稳定性试验方法 59

第十四节 SSI值测定方法 59

二、日本Telnite公司页岩稳定性试验方法 60

第三章 钻井液材料 61

第一节 钻井液材料的分类 61

一、按化学性质的分类法 61

二、按用途的分类法 62

一、钻井液原材料的主要作用 63

二、一般原材料简介 63

第二节 钻井液原材料 63

第三节 钻井液无机处理剂 67

一、无机处理剂的作用机理 67

二、一般无机处理剂简介 73

第四节 钻井液有机处理剂 92

一、有机处理剂的作用机理 93

二、一般有机处理剂简介 96

第五节 表面活性剂 139

一、表面活性剂的基本性质 139

二、活性剂类型的鉴别方法 142

三、一般活性剂简介 143

第四章 粘土矿物与粘土化学 153

第一节 粘土矿物的分类和组成 153

一、粘土矿物的分类 153

二、粘土矿物的化学组成 154

第二节 几种主要粘土矿物的晶体构造和性质 154

一、粘土矿物的两种基本构造单位 154

二、高岭石 157

三、蒙皂石族 159

四、伊利石(或水云母) 163

五、海泡石族 165

六、绿泥石 168

七、混合层粘土矿物 169

第三节 粘土矿物的鉴定 169

一、X-射线分析 169

二、差热分析 171

一、粘土电荷的种类和产生的原因 172

第四节 粘土的吸附作用与水化作用 172

四、染色法 172

三、电子显微镜鉴定 172

二、粘土的吸附性能 174

三、粘土的水化作用 187

四、粘土颗粒的连接方式 190

第五节 膨润土与其它粘土在钻井液中的应用 191

第五章 油基钻井液 194

第一节 普通油基钻井液 195

一、油相 198

第二节 油包水乳化钻井液的组成 198

二、水相 199

三、乳化剂 199

四、亲油胶体 204

五、其它处理剂 209

第三节 油包水乳化钻井液的性能和温度以及压力对其性能的影响 211

一、基本性能 211

二、温度与压力对油包水乳化钻井液粘度的影响 220

第四节 油包水乳化钻井液的活度控制 233

一、平衡活度的概念及测定方法 234

二、平衡活度的理论在现场的应用 239

第六章 水基钻井液 245

第一节 水基钻井液的分类 246

一、按钻井液含盐量、盐的种类及所加主要处理剂的种类进行分类 246

二、按钻井液所含固体粒度分类 247

三、按钻井液对地层与钻屑的分散和抑制特性分类 248

第二节 水基钻井液稳定理论 249

一、水基钻井液的稳定原理 249

二、影响钻井液稳定性的因素 252

三、电解质使钻井液聚结的规律 254

第三节 分散型水基钻井液 256

一、含盐钻井液 256

二、钙基钻井液 264

第四节 对抗高温处理剂的要求 280

一、超深井段钻井液配方简介 283

六、幂律液体在环形空间中的管流公式 285

二、抗高温分散型水基钻井液应用实例 291

第五节 不分散型水基钻井液 302

一、不分散型钻井液的发展 302

二、不分散型钻井液的性能标准 303

三、不分散钻井液体系处理剂的选用 305

四、不分散钻井液配方的组配 333

第六节 阳离子聚合物钻井液 334

第七章 钻井液流变学和水力学 339

第一节 牛顿液体和非牛顿液体 340

一、牛顿液体 340

二、流变曲线 342

四、塑性液体 343

三、非牛顿液体 343

五、触变性 347

六、视粘度 350

七、拟塑性液体 351

八、膨胀性液体 352

第二节 钻井液的流变模式 353

一、宾汉模式 353

二、幂律模式 358

三、卡森模式 363

四、带动切力的幂律模式 364

五、罗伯逊-斯蒂夫模式 365

第三节 温度和压力对钻井液流变性的影响 365

第四节 钻井液的流动规律 374

一、牛顿液体在圆管中的管流公式 375

二、牛顿液体在环形空间中的管流公式 377

三、宾汉液体在圆管中的管流公式 379

四、宾汉液体在环形空间中的管流公式 382

五、幂律液体在圆管中的管流公式 383

七、卡森液体在圆管中的管流公式 387

八、卡森液体在环形空间中的管流公式 388

九、带动切力的幂律液体在圆管中的管流公式 389

十、带动切力的幂律液体在环形空间中的管流公式 390

十一、罗伯逊-斯蒂夫液体在圆管中的管流公式 391

十二、罗伯逊-斯蒂夫液体在环形空间中的管流公式 392

第五节 钻井液的流动状态和速度分布图 395

一、牛顿液体 395

二、宾汉液体 396

三、幂律液体 396

第六节 循环系统的压力损失 398

一、钻井液在钻杆内的压力损失 398

二、钻井液在环形空间内的压力损失 399

三、钻井液在接头内的压力损失 401

四、钻井液在钻头内的压力损失 402

五、钻井液在地面管汇内的压力损失 404

六、钻井液在循环系统内的压力损失 404

第七节 毛细管粘度计的水力原理 406

一、宾汉液体 406

二、幂律液体 407

三、卡森液体 408

第八节 旋转粘度计的水力原理 408

一、宾汉液体 408

二、幂律液体 409

三、卡森液体 410

第九节 钻井液携带岩屑问题 411

一、钻井液携带岩屑的机理 411

二、岩屑在环形空间内的上升速度 415

三、钻井液的最低上返速度和最低排量 419

四、岩屑和加重物质的悬浮 420

第八章 井眼稳定 421

第一节 井壁垮塌的形式及原因 421

一、上覆岩层压力和上覆岩层压力梯度 423

第二节 井眼稳定的力学因素 423

二、孔隙压力梯度 424

三、地下应力场 425

第三节 异常地层压力 449

一、流体压力面 451

二、储油层构造 451

三、储油岩重新加压 451

六、构造活动 452

四、沉积速度和沉积环境 452

五、古压力高 452

七、渗滤现象 454

八、成岩作用 454

九、块状的区域性岩盐沉积 455

十、其它作用 455

第四节 钻井流体与页岩相互作用对井壁稳定性的作用 455

一、粘土矿物及含粘土页岩的水化膨胀 455

二、粘土矿物及含粘土页岩吸水膨胀所引起的地层物理性质的变化 459

三、易垮塌页岩的分类 462

四、页岩水化及垮塌的控制 463

五、防塌钻井液类型的选择 468

第五节 钻井液的滤失性能 471

一、静滤失 471

二、动滤失 480

第一节 油层损害对油井产能的影响 485

一、油层损害影响产能的严重性 485

第九章 完井液及修井液 485

二、评价油层受损程度的方法 486

第二节 油层损害的原因 488

一、油层的特征 488

二、油层物理性质 489

三、油层损害的原因 492

第三节 防止或减轻油层损害的方法 500

一、尽可能减少外来物的侵入 501

二、选用与油层相匹配的作业液 502

第四节 完井液及修井液的类型及组成 504

一、完井液及修井液的分类 504

二、各种完井液及修井液的特性、功用及配方 506

三、各种添加剂 515

第五节 完井液及修井液配方实例 521

一、改进的钻进液 521

二、盐水-聚合物Ⅰ型 522

三、盐水-聚合物Ⅱ型 523

四、盐水-聚合物Ⅲ型 524

五、隔离液——油水乳化流体 525

七、酸化流体 526

六、压裂流体 526

第十章 与钻井液有关的各种钻井问题 528

第一节 钻井中各种压力的意义和压力预测 528

一、地下和井筒内的各种压力 528

二、井内压力平衡及井下复杂情况 537

三、地层压力预测 541

四、地层破裂压力 551

一、油井压力平衡和井喷发生的原因 557

第二节 钻井压力控制和钻进高压层中的钻井液工作 557

二、进入高压油气层的显示和高压油气层的判断 559

三、钻井压力控制 560

第三节 钻井液性能对钻井速度的影响 588

一、钻井液压力和地层压力间压差对钻井速度的影响 590

二、钻井液固相含量对钻井速度的影响 596

三、钻井液流变参数和流态对钻井速度的影响 601

一、井漏发生的原因和机理 603

第四节 井漏 603

五、钻井液液相类型对钻井速度的影响 603

四、钻井液滤失性能和滤失量对钻井速度的影响 603

二、预防井漏的措施 608

三、固体堵漏材料的选择和应用 608

四、发生漏失后应采取的处理措施 611

五、乳状胶凝堵漏剂堵漏 612

六、漏层位置的判断 613

七、剪切稠化流体堵漏 614

一、压差卡钻 615

第五节 卡钻 615

二、沉砂卡钻 621

三、砂桥卡钻和井塌卡钻 622

四、岩盐层塑性流动缩径卡钻 622

第六节 钻具的腐蚀 623

一、钻具腐蚀的类型和机理 624

二、溶解盐、温度和PH值对腐蚀的影响 636

三、预防和控制钻具腐蚀的途径和措施 642

二、固体颗粒的粒度和分类 645

一、固相对钻井的影响 645

第十一章 钻井液的固相控制 645

第一节 钻井液的固相控制概论 645

三、固相颗粒的破碎和比表面积 646

四、固相对钻速的影响 647

第二节 固控系统 649

一、泥浆振动筛 649

二、沉砂罐 658

三、除砂器和除泥器 658

四、离心机 662

五、清洁器 666

六、封闭式钻井液固控系统 666

七、除气器 667

八、固控设备的选用、布置和维护 672

第三节 固控工艺 683

一、重力沉降和分离 683

二、重力净化设备的分离因数 684

三、非加重钻井液的固控 685

四、加重钻井液的固控 692

五、油包水乳化钻井液的固控 698

六、各种机械固控方法对钻井液性能的影响 700

第四节 对固控效果的检查 702

一、固相粒度分析 702

二、固控设备净化效率的计算 706

附录 712

一、配制水基钻井液(或泥浆)所需材料的计算 712

二、调整钻井液密度所需材料 713

三、钻井液的循环容积 714

四、起钻时井内钻井液液面下降高度 716

五、钻井液循环一周所需时间 717

六、钻井液在井内环形空间上返速度 718

七、含盐溶液的含盐量及密度 718

八、有机化合物官能团名称表 719

九、若干种材料的酸碱值表 719

十、单位系数换算表 720