钻井液种类及组成

钻井液种类及组成

降滤失剂，白油，腐植酸，重晶石，等都是一些处理剂，些都是泥浆性能调节的，重金石是用来增加比重的，每个处理剂都有不同的作用，如果你想写毕业设计，你自己必须看一些有关的书籍，推荐几个书籍，钻井液与岩土工程浆液，岩土钻掘工程等，

我以前写过的一个课程报告，发给你吧，

1、胶体率

成孔液的胶体率是配液材料水化分散程度及悬浮稳定性的简易且有效的衡量指标。

胶体率的测定："

将100毫升泥浆装入量筒中，将瓶塞塞紧，静止24小时后，观察量筒上部澄清液的体积（毫升数）。"

胶体率以百分数表示:"

2、比重

成孔液的比重是指成孔液的重量与同体积水的重量之比。

3、固相含量

成孔液的固相含量指成孔液中固体颗粒占的重量或体积百分数。

成孔液中的固相包括有用固相和无用固相，前者如造浆粘土、重晶石等，后者为钻屑。

成孔液中的固相，按固相比重来划分，可分为重固相（重晶石比重为4.5，赤铁矿为6.0，方铅矿为6.9等）和轻固相（粘土比重一般为2.3～2.6，岩屑比重一般在2.2～2.8之间）。

固相含量测定方法?

“蒸馏分离原理”：

A. 取一定量（20ml）成孔液，置于蒸馏管内；

B. 用电加热高温将其蒸干；

C. 水蒸气则进入冷凝器，用量筒收集冷凝的液相；

D. 然后称出干涸在蒸馏器中的固相的重量；

E. 读出量筒中液相的体积；

F. 计算固相含量；

G. 其单位为重量或体积百分比。

4、含砂量

钻井液含砂量是指钻井液中不能通过200目筛网，即粒径大于74μm的砂粒占钻井液总体积的百分数。在现场应用中，该数值越小越好，一般要求控制在0.5%以下。这是由于含砂量过大会对钻井造成以下危害：

（1）使钻井液密度增大，对提高钻速不利。

（2）使形成的泥饼松软，导致滤失量增大，不利于井壁稳定，并影响固井质量。（3）泥饼中粗砂粒含量过高会使泥饼的磨擦系数增大，容易造成压差卡钻。（4）增加对钻头和钻具的磨损，缩短其使用寿命。

降低钻井液含砂的最有效的方法，是充分利用振动筛、除砂器、除泥器等设备，对钻井液的固相含砂量进行有效的控制。

钻井液含砂量通常是用一种专门设计的含砂量测定仪进行测定的。该仪器由一个带刻度的类似于离心试管的玻璃容器和一个带漏斗的筛网筒组成，亿用筛网为200目。测量时将一定体积的钻井液注入玻璃容器中，然后注入清水至刻度线。用力振荡后将容器中的流体倒入筛网筒过筛。筛完后将漏斗套有筛网筒上反转，漏斗嘴插入玻璃容器。将不能通过筛网的砂粒用清水冲入玻璃容器中。待砂粒全部沉淀后读出体积刻度。最后由下式求出钻井液含砂量N

N=（V砂粒/V钻井液）×100%

5、流变性

成孔液的流变性是指钻井液的流动和变形性质，它以成孔液的粘稠性为主要研究对象。反映液体粘稠性的指标根据不同的液体流型有不同的表述方法，其基础建立在流变本构关系上。成孔液的粘稠性对非开挖钻扩孔的影响至关重要。流变性能测试仪器：漏斗粘度计、旋转粘度计?

六速旋转粘度计?

注意事项：

外筒装卸，一手握住外转筒，另一手握住外筒顺时针转动，使外筒的卡口对准外转筒内的销子后取下外筒。装上外筒时，应使外筒的槽口对准外转筒内的销子后，在逆时针旋转外筒即可，切忌碰撞内筒。

内筒装卸，一手紧握内筒轴，一手内旋内筒装卸，切勿弄弯内筒轴。

长途搬运时，一定要卸下内筒，装好外筒，以防止内筒轴被撞弯。

扭力弹簧刚度的调整不准随意进行。

6、失水造壁性

在孔内液体压力与地层孔隙流体压力差的作用下，成孔液中的自由水通过孔壁孔隙或裂隙向地层中渗透，称为成孔液的失水。失水的同时，成孔液中的固相颗粒附着在井壁上形成泥皮（泥饼），称为造壁。

失水性对钻孔的影响：?

成孔液的失水对钻孔的有利影响是：初失水可以湿润岩土，使其强度降低，有利于钻头对其破碎，提高钻进速度；"

在泥页岩、黄土、粘土地层中，失水过大会引起孔壁吸水膨胀、缩径、剥落、坍塌；"

对于破碎带、裂隙发育的地层，渗入的自由水洗涤了破碎物接触面之间的粘结，减小了摩擦阻力，破碎物易滑入孔眼内，造成孔壁坍塌、卡钻等事故；"

在溶解性地层中的失水越多，孔壁地层被溶解的程度就越高；"

厚泥皮会加大对钻具的吸附，使钻杆回转阻力增加；"

厚泥皮使环空过流面积减小，循环阻力和压力激动增大。"

7、抑制性

成孔液的抑制性是指成孔液抑制孔壁岩土水化、膨胀、分散的性能。

评价方法："

浸泡试验法；λ

膨胀量测试仪；λ

滚子炉滚动回收法；λ

毛细管吸收时间法；λ

页岩稳定性指数实验法等。λ

8、润滑性

成孔液的润滑性与钻具磨损、循环流动阻力、设备功率消耗等有密切关系。提高成孔液的润滑性——加入油、高聚物、润滑剂、石墨粉；

成孔液润滑性用润滑系数测定仪测定。

9、pH值

通常用钻井液滤液的pH值表示钻井液的酸碱性。由于酸碱性的强弱直接与钻井液中粘土颗粒的分散程度有关，因此会在很大程度上影响钻井液的粘度、切力和其它性能参数。

当pH值大于9时，表观粘度随pH值升高而剧增。其原因是当pH值升高时，会有更多OH-被吸附在粘土晶层的表面，进一步增强表面所带的负电性，从而在剪切作用下使粘土更容易水化分散。

在实际应用中，大多数钻井液的pH值要求控制在8~11之间，即维持一个较弱的碱性环境。这主要是由于以下几方面的原因：（1）可减轻对对钻具的腐蚀；（2）可预防氢脆而引起的钻具和套管的损坏；（3）可抑制钻井液中钙、镁盐的溶解；（4）有相当锪处理剂需要碱性介质中才能充分发挥其效能，如丹宁类、褐煤类和木质素磺酸盐类处理剂等。

对不同类型的钻井液，所要求的pH值范围也有所不同，例如，一般要求分散钻井液的pH值在10以上，含石灰的钙处理钻井液的pH值多控制在11~12，含石膏的钙处理钻井液的pH值多控制在9.5~10.5，而在许多情况下聚合物钻井液的pH值只要求控制在7.5~8.5。

第四章常用成孔液处理剂

第一节成孔液的主要类型

随着钻井工艺技术的不断发展，钻井液的种类越来越多。目前国内外对钻井液有各种不同的分类方法。其中较简单的分类方法有以下几种：

按其密度大小可分为非加重钻井液和加重钻井液。?

按与粘土水化作用的强弱可分为非抑制性钻井液和抑制性钻井液。?

按其固相含量的不同，将固相含量较低的叫做低固相钻井液，基本不含固相的叫做无固相钻井液。?

然而，一般所指的分类方法是按钻井液中流体介质和体系的组成特点来进行分类的。根据流体介质的不同，总体上分为永基钻井液、油基钻井液和气体型钻井液体等三种类型，近期又出现了一类合成基钻井液，。更具体一些，中分为如图

1-1所示的7种类型。

由于水基钻井液在实际应用中一直占据着主导地位，根据体系在组成上的不同又将其分为若干种类型。下面是在参考国外钻井液分类标准的基础上，在国内得到认可的各种钻井液类型。

成孔液的主要类型见表4-1-1

表4-1-1

类型名称材料组成

清水清水

泥浆膨润土、水、处理剂

化合物溶液化合物、水

乳状液水、油、乳化剂

泡沫浆液空气、发泡剂、稳泡剂

盐水浆液NaCl、膨润土、水、处理剂

水泥浆水泥、水、添加剂

第二节常用无机处理剂

1．纯碱

学名碳酸钠，又称苏打粉，分子式为Na2CO3。白色粉末，密度为

2.5g/cm3，易溶于水。易吸潮结块，注意防潮，水溶液呈碱性(pH值为11.5)，在水中容易电离和水解。其中电离和一级水解较强，所以纯碱水溶液中主要存在Na+、C032—、HCO3－和OH－离子，其反应式为：

Na2CO3＝2Na++CO32－

CO32－+H2O＝HCO3—+OH—

纯碱能通过离子交换和沉淀作用使钙粘土变为钠粘土，即

Ca－粘土+Na2CO3→Na－粘土+CaCO3

作用：

A. 改善粘土的水化分散性能，因此加入适量纯碱可使新浆的滤失量下降，粘度、切力增大。

B. 过量的纯碱会导致粘土颗粒发生聚结，使钻井液性能受到破坏。

C. 在钻水泥塞或钻井液受到钙侵时，加入适量纯碱使Ca2+沉淀成CaCO3，从而使钻井液性能变好，即含羧钠基官能团(—COONa)的有机处理剂在遇到钙侵(或Ca2+浓度过高)而降低其溶解性时，一般可采用加人适量纯碱的办法恢复其效能。

2．烧碱

烧碱即氢氧化钠，分子式为NaOH。

特性：外观乳白色晶体，密度2.0～2.2g/cm3，易溶于水，溶解时放出大量的热。水溶液呈强碱性。烧碱容易吸收空气中的水分和二氧化碳，并与二氧化碳作用生成碳酸钠，存放时应注意防潮加盖。

作用：

a. 主要用于调节钻井液的pH值；

b. 与丹宁、褐煤等酸性处理剂一起配合使用，使之分别转化为丹宁酸钠、腐植酸钠等有效成分；

c. 还可用于控制钙处理钻井液中Ca2+的浓度等。

3．石灰

生石灰即氧化钙，分子式为CaO。吸水后变成熟石灰，即氢氧化钙

Ca(OH)2 。

特性：在水中的溶解度较低，常温下为0.16％，其水溶液呈碱性。并且随温度升高溶解度降低。

作用：

a. 在钙处理钻井液中，石灰用于提供Ca2+，以控制粘土的水化分散能力，使之保持在适度絮凝的状态；

b. 在油包水乳化钻井液中，CaO用于使烷基苯磺酸钠等乳化剂转化为烷基苯磺酸钙，并调节pH值。

注意事项：在高温条件下石灰钻井液可能发生固化反应，使性能不能满足要求，因此在高温深井中应慎用。此外，石灰还可配成石灰乳堵漏剂封堵漏层。

4、石膏

石膏的化学名称为硫酸钙，分子式为CaSO4。有熟石膏(CaSO4?2H2O)和无水石膏(CaSO4)两种。

特性：石膏是白色粉末，密度为2.31～2.32g／cm3。常温下溶解度较低(约为0.2％)，但稍大于石灰。40℃以前，溶解度随温度升高而增大；40℃以后，溶解度随温度升高而降低。吸湿后结成硬块，存放时应注意防潮。

作用：在钙处理钻井液中，石膏与石灰的作用大致相同，都用于提供适量的Ca2+。其差别在于石膏提供的钙离子浓度比石灰高一些，此外用石膏处理可避免钻井液的pH值过高。

5. 氯化钙

特性：无水氯化钙的吸水性极强，通常含有六个结晶水。其外观为无色斜方晶体，密度为1.68 g／cm3，易潮解，且易溶于水(常温下约为75％)。溶解度极大。

作用：其溶解度随温度升高而增大。在钻井液中，CaCl2主要用于配制防塌性能较好的高钙钻井液。用CaCl2处理钻井液时常常引起pH值降低。

第三节常用有机处理剂

1．腐植酸类

腐植酸(Hunfic Acid)主要来源于褐煤。褐煤是一种未成熟的煤，燃烧值比较低，有效成分是腐植酸，好的褐煤腐植酸含量可达70～80％。腐植酸结构非常复杂的、相对分子质量不均一。

主要功能团：酚羟基、羧酸基、醇羟基、醌基、甲氧基和羰基等，由于分子量较大，一般难溶于水，但易溶于碱溶液，生成腐植酸钠是作为钻井液降滤失剂的有效成分。

水化作用较强的羧钠基等水化基团，使腐植酸钠不但具有很好的降滤失作用，还兼有一定降粘作用。

2．纤维素类

纤维素是由许多环式葡萄糖单元构成的长链状高分子化合物，以纤维素为原料可以制得一系列钻井液降滤失剂，其中使用最多的是钠羧甲基纤维素简称CMC和羟乙基纤维素，简称HEC。

(1)钠羧甲基纤维素的物理特性

纯净的钠羧甲基纤维素为白色纤维状粉末，具有吸湿性，溶于水后形成胶状液。是一种广泛使用的性能良好的降滤失剂。

(2)结构特点和性质

在由纤维素制成钠羧甲基纤维素的过程中，除了聚合度明显降低之外，另一变化是将-CH2COONa(钠羧甲基)通过醚键连接到纤维素的葡萄糖单元上去。通常将纤维素分子每一葡萄糖单元上的3个羟基中，羟基上的氢被取代而生成醚

的个数称做取代度或醚化度。研究表明，决定钠羧甲基纤维素性质和用途的因素主要有两个：一是聚合度n，二是取代度d。

(3)钠羧甲基纤维素的降滤失机理

CMC在钻井液中电离生成长链的多价阴离子。其分子链上的羟基和醚氧基为吸附基团，而羧钠基为水化基团。羟基和醚氧基通过与粘土颗粒表面上的氧形成氢键或与粘土颗粒断键边缘上的Al3+之间形成配位键使CMC能吸附在粘土上；而多个羧钠基通过水化使粘土颗粒表面水化膜变厚，粘土颗粒表面电动电位的绝对值升高，负电量增加，从而阻止粘土颗粒之间因碰撞而聚结成大颗粒(护胶作用)，并且多个粘土细颗粒会同时吸附在CMC的一条分子链上，形成布满整个体系的混合网状结构，从而提高了粘土颗粒的聚结稳定性，有利于保持钻井液中细颗粒的含量，形成致密的滤饼，降低滤失量。

3．丙烯酸类聚合物

丙烯酸类聚合物是低固相聚合物钻井液的主要处理剂类型之一。制备这类聚合物的主要原料有丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯磺酸等。

根据所引入官能团、相对分子质量、水解度和所生成盐类的不同，可合成一系列钻井液处理剂。

第四节常用有机处理剂的作用原理

1. 降失水：通过在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密的滤冰，尽可能降低钻井液的滤失量；

2. 稀释：拆散粘土颗粒间的端－面结构，破坏泥浆体系内部的网状结构，放出自由水，粘土保持分散状态，从而降低粘度和切力；

3. 絮凝：大分子上的吸附基吸附或捕捉岩屑颗粒，使岩屑絮集，再通过固控系统除去；

4. 增粘：有强亲水基团的长链环式高分子化合物，溶于水，有很高的粘度，分子链间可因氢键或与交联剂形成网状结构，从而增粘；

5. 抑制页岩水化：高分子化合物的众多吸附基与泥页岩孔壁产生多点吸附，形成致密的薄膜，抑制水的渗透，从而抑制水化膨胀；

6. 流型调节：分子链长的线型高分子化合物，分子链的柔软性大，结合的水分子多，分子间的内摩阻力小，可提高泥浆的剪切稀释作用和提高泥浆携带岩屑的能力。

第五章成孔液的设计与配制

第一节成孔液的基本设计流程

根据工程实际，依次：

设计成孔液的主要技术指标及重要参性能参数υ

选择成孔液类型υ

选择造浆基本材料和处理剂υ

进行成孔液处理剂配方设计υ

成孔液材料用量计算υ

确定成孔液的制备方法υ

拟订成孔液循环、净化、管理计划υ

其它需要注意的事项υ

第二节常用成孔液的设计原则

1、考虑悬排钻碴、护壁堵漏的要求确定成孔液的流变性。表观粘度一般在

10mPa?s～100mPa?s，切力在0～20Pa。

2、按平衡地层压力的要求计算成孔液的比重。一般成孔液的比重在0.60～1.30之间。

3、成孔液的其他设计指标的参考范围为：失水量应不大于15ml/30min，含砂量不大于8%，胶体率不小于90%，PH值视不同情况在6～11之间调整，润滑系数应控制在0.02～0.50。

第三节按地层分类的成孔液类型

按适用条件，可以把成孔液分为：

用于砂层、卵砾石层、破碎带等机械性分散性地层的泥浆—松散层泥浆；υ

用于土层、泥岩、页岩等水敏性地层的泥浆—水敏抑制性泥浆；υ

用于岩盐、钾盐、天然碱等水溶性地层的泥浆—水溶抑制性泥浆；υ

用于较为稳定、漏失较小的硬岩钻进的泥浆—硬岩钻进泥浆；υ

用于异常低压或异常高压地层的低比重泥浆或加重泥浆；υ

第四节成孔液的配制

较全面的泥浆设计的基本流程是：设计泥浆的重度、流变性、降失水性等主要技术指标；确定泥浆的胶体率、允许含砂量、固相含量、pH值、润滑性、渗透率、泥皮质量等重要参数；选择造浆粘土和处理剂；进行泥浆处理剂配方设计；泥浆材料用量计算；确定泥浆的制备方法；拟订泥浆循环、净化、管理措施。

(1)．按平衡地层压力的要求计算泥浆的重度ν。即νh=PC或νh=P0。PC、P0分别为井深H处的地层侧压力或地层空隙流体压力，它们的确定方法见第三节。那么，究竟是按PC还是按P0计算，要视实际情况下平衡哪那一种压力更为重要来定。如果两者都需要平衡，就应该分别计算出两种结果，权衡出介于两者之间的某值。一般钻井泥浆的重度在1.02~1.40之间。

(2)．考虑悬排钻碴、护壁堵漏的要求确定泥浆的流变性。流变性的指标主要是粘度η和切力τ。η和τ的调整范围很宽，一般η的范围在10cP～

100cP ，τ的范围在～，应视不同钻井情况具体确定，详见第二章和本章第六节至第十节的介绍。另外，在一些情况下，还要考虑泥浆的剪切稀释作用和触变性。

(3)．泥浆的其他设计指标的参考范围为：失水量一般应不大于

15ml/30min，含砂量不大于8%，胶体率不小于90%，pH值视不同泥浆在6～11之间变化，润滑性必要时应控制在。

各种钻进情况下的钻进目的、地层特点、钻进工艺方法等差异甚大，因而对钻井泥浆性能等有明显的不同的要求，设计重点也因此而不同。例如，在钻碴粗大及井壁松散的地层中，泥浆的粘度和切力等流变性指标成为设计重点；在稳定的坚硬岩中钻进，泥浆设计的重点是针对钻头的冷却和钻具的润滑，而此时护壁和排粉等则处于次要位置。又如在遇水膨胀塌孔的地层中钻进，泥浆的设计重点则应放在降失水护壁上；在对压力敏感的地层中，泥浆的重度设计又显得

尤为重要。似此，针对特定的钻进情况，在全面设计中找出相应的设计要点，是做好泥浆设计的关键所在。

在泥浆性能设计中可能会遇到一些相互矛盾的情况，满足一些设计指标时，另一些指标则得不到满足。对此，应该抓住主要问题，兼顾次要问题，综合照顾全面性能。

在一些要求不高的场合，可以酌情精简对泥浆性能的设计，适当放宽对一些相对次要指标的要求，以求得最终的低成本和高效率。

第五节材料用量的计算

1. 泥浆总体积的计算

所需泥浆总量V是钻孔内泥浆量V1、地表循环净化系统泥浆量V2、漏失及其它损耗量V3的总和：V=V1+V2+V3

其中钻孔内泥浆量为：

地表循环净化系统泥浆量为泥浆池、沉淀池、循环槽和地面管汇的体积之和。漏失及其它损耗量，应根据实际情况确定。

2. 粘土粉用量计算

配制1m3体积的泥浆所需粘土重量q按以下过程推导计算：

式中：――粘土的比重，2.6～2.8；

――泥浆的比重；

――水的比重

3、配浆用水量计算

配制1m3体积的泥浆所需水量Vw为

4 增加比重加土（或重晶石）量的计算

配制加重泥浆时，加重1 m3泥浆所需加重剂的重量W(Kg)为：

式中：――加重剂的比重；――加重泥浆的比重；――原浆的比重

5 降低泥浆比重所需加水量x（m2）

式中：V――原浆体积，(m3)；：――原浆比重；――加水稀释后的泥浆比重；――水的比重．

6 泥浆处理剂的用量计算

总的来看，处理剂在泥浆中的加量较少，按体积含量计一般只占泥浆总体积的0.1%~1%。具体数值由不同的配方决定。值得注意的是要澄清处理剂的加量单位，粉剂一般是以单位体积泥浆中加入的重量来计，而液剂则是以单位体积泥浆中加入的体积量来计。在一些特殊情况下，还有以单位粘土粉重量中加入多少处理剂来计算。

钻井液组成及作用

钻井液（drilling fluid） 钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。清水是使用最早的钻井液，无需处理，使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区。泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。 旋转钻井初期，钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带至地面。目前，钻井液被公认为至少有以下十种作用： （1）清洁井底，携带岩屑。保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率。 （2）冷却和润滑钻头及钻柱。降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命。 （3）平衡井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁。防止对油气层的污染和井壁坍塌。 （4）平衡（控制）地层压力。防止井喷，井漏，防止地层流体对钻井液的污染。 （5）悬浮岩屑和加重剂。降低岩屑沉降速度，避免沉沙卡钻。 （6）在地面能沉除砂子和岩屑。 （7）有效传递水力功率。传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率。 （8）承受钻杆和套管的部分重力。钻井液对钻具和套管的浮力，可减小起下钻时起升系统的载荷。 （9）提供所钻地层的大量资料。利用钻井液可进行电法测井，岩屑录井等获取井下资料。 （10）水力破碎岩石。钻井液通过喷嘴所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石。 钻井液的运用历史 很久以前，人们钻井通常是为了寻找水源，而不是石油。实际上，他们偶然间发现石油时很懊恼，因为它把水污染了！最初，钻井是为了获得淡水和海水，前者用于饮用、洗涤和灌溉；后者用作制盐的原料。直到19 世纪早期，由于工业化增加了对石油产品的需求，钻井采油才逐渐普及。 有记载的最早的钻井要追溯到公元前三世纪的中国。他们使用一种叫做绳式顿钻钻井的技术，实现方式是先使巨大的金属钻具下落，然后用一种管状容器收集岩石的碎片。中国人在这项技术上比较领先，中国也被公认为是第一个在钻探过程中有意使用流体的国家。此处所讲的流体是指水。它能软化岩石，从而使钻具更容易穿透岩石，同时有助于清除被称作钻屑的岩石碎片。（从钻孔中清除钻屑这一点非常重要，因为只有这样，钻头才能没有阻碍地继续深钻。）

物质的组成和分类

物质的组成和分类 能力解读 1．认识：物质的多样性。 2．识别：混合物与纯净物，化合物与单质，有机物和无机物，常见的酸、碱、盐和氧化物。 3．懂得：元素的简单分类。4．知道：物质由元素组成。 知识梳理 1.物质分类及典型实例体系总图 2.物质的定义 ⑴ 组成混合物， ⑵ 组成纯净物 ①单质： 的纯净物．．． 。 ②化合物： 组成的纯净物．．． 。 ⅰ氧化物： 组成的化合物．．． 。 酸性氧化物：能与 ，如 CO2、SO2。 中性氧化物： 碱性氧化物：能与 ，如：CaO 。 。 ⅱ酸：水溶液中电离出的阳离子 的化合物．．．。 ⑼有机物：含 元素的化合物．．． 。 ⅲ碱：水溶液中电离出的阴离子 的化合物．．． 。 ⅳ盐：由 和金属离子或铵根离子组成的化合物。 非金属单质 稀有气体单质：如：He 、Ne 、Ar 等 金属单质：如Mg 、Al 、Zn 、Fe 、Cu 、Hg 、Ag 等 气态：H 2、O 2、N 2、Cl 2 固态：C 、S 、P 、Si 、I 2 物质 纯净物 如：空气、自然界中的水、化石燃料、溶液、合金、盐酸等 单质 化合物 CH 4、C 2H 5OH 、CH 3COOH 、C 6H 12O 6等 如(C 6H 10O 5)n 等相对分子质量大于1万的，为有机高分子化合物 碱 NaCl （中性）、Na 2CO 3（碱性）、CuSO 4（酸性）等 酸 碱性氧化物：如CuO 、MgO 等 酸性氧化物（酸性）：如CO 2、NO 2、SO 2、SO 3、等 含氧酸：如H 2SO 4、H 2CO 3、HNO 3等 无氧酸：如HCl 、H 2S 等 可溶：如NaOH 、KOH 等 难溶：如Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2等 微溶：Ca(OH)2等 中性氧化物（中性）：如H 2O 、CO 等 混合物

鱼类分类的基本概念和方法

《鱼类分类的基本概念和方法》 在脊椎动物中，鱼类在种的数量上占优势。目前世界上有鱼类2万多种，其中圆口纲占%，软骨鱼纲占%，硬骨鱼纲约占%。我国近产2831种，分隶于43目，282科，1077属。圆口纲4种，软骨鱼纲162种。硬骨鱼纲2655种。其中海水鱼纲约72%，淡水鱼约28%。这么多的鱼，要全部认识，的确是个问题，所以，为了有利于鉴定和分类工作，必须对这些鱼类按照系统演化的规律加以分门别类。 所谓鱼类的分类和其它动物一样，是以形态生理、生活习性、胚胎发育、遗传等各方面的异同之处，找出它们的血缘关系，然后再分门别类，给每一个类群一个分类位置和适当的名称，这样排列成了一个自然系统，这就是所谓的鱼类分类学。 目前鱼类分类的主要依据是以鱼的形态结构为主（可数性状和可量性状）。还有鱼体外部和内部结构的主要特征（口的位置、形状、牙齿的形状，幽门垂等）。为了避免片面性和主观性，还要了解鱼类的生理特点、生活习性、分布等方面内容，进行综合考虑。 第一节鱼类分类的基本单位、分类阶元和命名法 鱼类分类阶元和其它生物一样，在脊索动物门下分为纲、目、科、属、种六个基本分类阶元。 一、种的概念 种又称物种，它是鱼类分类的基本单位，也是最重要的分类阶元。它由种群组成的生殖单元，在自然界占有一定的生境地位。 二、种以上的分类阶元

（一）属的概念：它是一个聚合的分类阶元，是包括了一个种或一群在系统发育上来自于共同祖先的物种，它们具有共同的形态特征即属的特征。分布局限于一个大陆或相邻的大陆，属与属之间有明显的间断。 （二）科的概念：它是比属更高一级的分类阶元。它由一个属或一群在系统发育上来自共同祖先的属组成。科有它的共同特征，科与科之间有明显的间断。它的分布是世界性的。 （三）目、纲、门的概念：它们是科以上的分类阶元。是分类系统中最稳定的分类阶元。相关的科归为一个目，相关的目归为一个纲，相关的纲归为一个门。 为了确切的确定一个种的分类地位，往往在上述的6个基本分类阶元之间增设了总级或亚级，如总纲、亚纲、总目、亚目、总科、亚科、亚属。举例说明：鲤的分类位置——属于脊索动物门，脊椎动物亚门，硬骨鱼纲，辐鳍亚纲，鲤形总目，鲤形目，鲤亚目，鲤科，鲤亚科，鲤属，鲤。 三、命名法：由于各地区的语言和方言不同，所以，同一种鱼，却名称不相同。会出现同物裂名和同名异物的现象。如同物异名：真鲷在水分称加吉鱼，而浙江称铜盆鱼。同名异物：白鱼有些地区代表白鲢，有的地区代表翅嘴红鱼白。为了知识交流以及避免文字上的误会，所以国际上采用了瑞典科学家林奈提出的生物命名法。 （一）双名法：对每一种生物的名称采用双名法，即每一种生物的名称都由一个属名和一个种名所组成。属名在前，第一个字母应大写，种名在后，全部小写，另外在学名后面加上定种人的姓名（凭记名），第一个字母也是大写。如鲤的学名即Cyprinus carpio Linnaeus。若发现新种时，在凭记名方面属上或，若新种尚不能确定，则在属名后加sp。 （二）三名法：即亚种的定名法，由属名加种名+亚种名+凭记名。如果为亚属，则亚属名用括号写在属名后面。如刺鱼巴

VersaClean低毒油基钻井液技术

第31卷第6期2003年12月 石 油 钻 探 技 术 PETROL EUM　DR I LL I N G　T ECHN I QU ES V o l.31,N o.6 D ec.,2003 　 　 收稿日期:2003203205;改回日期:2003206205 作者简介:安文忠(1973—),男,黑龙江巴彦人,1997年毕业于 大庆石油学院钻井工程专业,钻井工程师。 联系电话:(022)25801734 !固井与泥浆# V ersaC lean低毒油基钻井液技术 安文忠1,张滨海1,陈建兵2 (11中国海洋石油有限公司天津分公司,天津塘沽　300452;21渤海石油实业公司,天津塘沽　300452) 摘　要:阐述了V ersaC lean低毒油基钻井液的基本配方、各种主要处理剂的作用机理以及钻井液的基本性能。给出了钻井液现场维护处理方法、固相控制及钻屑回注等技术方法。使用该低毒油基钻井液可以保护储层在钻完井作业过程中不受伤害,提高油田的采收率。 关键词:海上钻井;油基钻井液;钻井液配方;钻井液性能;乳化剂;降滤失剂;蓬莱1923油田 中图分类号:T E254+12 文献标识码:A 文章编号:100120890(2003)0620033203 中国海洋石油总公司在渤海海域蓬莱1923油田的I期开发过程中,选择使用V ersaC lean低毒油基钻井液钻进生产井段。该钻井液为低毒环保钻井液,广泛应用在海洋钻井作业中。在南中国海使用该钻井液,当钻屑含油量低于15%时,钻屑直接排放入海;在渤海湾使用时,限于内陆海的环境特点,使用钻屑回注技术处理,有利于环境保护[122]。 1　钻井液配方及性能 111　钻井液配方 V ersaC lean低毒油基钻井液以无荧光低芳香烃矿物油为连续相,水加CaC l2为盐水相,与乳化剂、油润湿剂、增粘剂、降滤失剂等亲油胶体及碱度控制剂和加重材料组成。连续相是逆乳化钻井液的主要成分,它是一个非极性的连续相,它的主要作用是防止钻井液与地层间的极性反应。 盐水相是保证油基钻井液具有良好流变性和滤失性的基础。盐水相通过乳化剂降低表面张力,分散成细微滴,在乳化剂的包围下,分散在油相中。盐水相的细微滴使得油基钻井液相产生一定的粘度,同时这些细微滴在井壁上相当于一层非渗透性膜,防止油相渗入地层,使油基钻井液具有优良的滤失性。 盐水相中的盐分是用来调节盐水的活度,使其与地层水的活度相等,防止地层水向钻井液或钻井液中的水向地层中渗透。但通常盐水相的活度偏低(盐度偏高),以防止钻井液中的水向地层渗透。 加重剂和钻屑都是亲水的固相,通过油润湿剂的作用稳定在油相中。 V ersaC lean低毒油基钻井液的主要成分为基油和盐相,配合使用各种钻井液添加剂控制钻井液的性能,其基本配方见表1。 表1 钻井液的配方 钻井液材料功能含量 钻井水水相30%(体积分数) 低毒矿物油连续相70%(体积分数) V ersam ul主乳化剂1114kg m3 V ersacoat润湿剂 乳化剂517kg m3 95%CaC l2活度控制9215kg m3 V ersatro l降滤失剂517kg m3 L i m e碱度控制剂1711kg m3 Barite加重剂23119kg m3 V G2p lug主增粘剂2010kg m3 112　处理剂的作用机理 V ersam u l是碱土金属脂肪酸盐,在油基钻井液中作主乳化剂,还具有润湿、增粘、降滤失和改善热稳定性的性能。 V ersacoat是聚酰胺类有机表面活性剂,是一种多功能油基钻井液处理剂,主要作用是乳化和润湿,具有改善钻井液热稳定性,控制高温高压滤失的性能。 V ersam od是有机增切剂,增加油基钻井液低剪切速率时的粘度和切力,改善井眼清洁。特别适合于大井眼、水平井、大位移井钻井,可提高钻井液的携屑能力。 V G2p lug是经长链胺基化合物处理的膨润土,油

钻井液种类简介精编

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钻井液种类简介 1、聚合物无固相钻井液体系 特点是不含土相，固含低、机械钻速快，用于提高上部地层机械钻速。处理剂以选择性絮凝处理机为主，常用PHP（0.05～0.15%）和K-PAM(0.05～0.3%)。 适用范围：1. 适合于地质情况熟悉的非高地层倾角（≤30°）无流体显示的非易塌构造或区块，主要用于表层的快速钻进。2. 适合于井漏严重、非易塌层位、无流体显示的各构造短时间的强钻。 2、聚合物钻井液体系 聚合物具有很强的包被抑制能力，可以防止粘土矿物进一步水化，防止钻井液性能变差，有利于携带钻屑，保持井壁稳定。 适用范围。 1. 非高地层倾角井的表层易水化分散的泥页岩井段，既有利于防塌，又能适当提高机械钻速。 2. 中深井井段出现恶性纵向裂缝漏失，而上部裸眼井段又易因清水浸泡出现垮塌情况下，作为井底清水强钻时覆盖易塌层的钻井液。 3. 适用于44 4.5mm井眼段大于200m，或311.2mm井眼段1000-2500m，地层倾角小于30度和无固相钻井液已不能适应的井段。 调整原则 随地层破碎程度增加，胶结性变差或裂缝发育，应在

保持矿化度的前提下（防起泡）提高沥青类处理剂含量作封堵只用。易塌区块辅以0.5～1.0%聚合醇或无渗透抑制剂，加强体系的防塌抑制性。 3、聚磺钻井液体系 聚磺钻井液体系具有如下特点：1. 利用KPAM、KPHP、PAC等高分子聚合物作为包被抑制剂，既能提高钻井液体系粘度，同时提供体系K+增强钻井液的抑制性。2. 加入分散型磺化系列处理剂提高钻井液体系的降滤失性能，如加入磺化沥青改善泥饼质量提高护壁能力。3. 聚磺钻井液体系配制和转化方便。 适用范围 1. 高压力系数的易塌层钻进，能在防塌的基础上适当地提高机械钻速。 2．深井段高温、高密度条件下的易塌层钻进。 3. 适合于非特殊工艺的深井，有利于提高机械钻速，适合于川东地区所有区块。 钻井液现场配制与维护 1、检查井场钻井液材料质量检验单等有关资料，保证钻井液材料的质量。 2、配制钻井液前必须清洗钻井液罐。 3、若需要，必须处理配浆用水。 4、应按钻井液设计要求配制钻井液，并确保其性能达到设计要求。 5、应充分水化配制钻井液用膨润土。

钻井液习题参考问题详解

一、概念 1.粘土晶格取代：在粘土矿物晶体中，一部分阳离子被另外阳离子所置换，而晶体结构保持不变的现象。 2.钻井液剪切稀释性：钻井液中塑性流体和假塑性流体的表观粘度随着剪切速率的增加而降低的特性称为剪切稀释性。 3.碱度：指溶液或悬浮液对酸的中和能力。API选用酚酞和甲基橙两种指示剂来评价钻井液及其滤液碱性的强弱。 4.聚结稳定性：分散相粒子是否容易自动聚结变大的性质。 5. 粘土水化作用：粘土矿物表面容易吸附较多水分子的特性。 6. 流变模式：钻井液流变性的核心问题是研究各种钻井液的剪切应力与剪切速率之间的关系。用数学关系式表示称为流变方程，又称为流变模式。 8.粘土阳离子交换容量：是指在分散介质pH=7时，粘土所能交换下来的阳离子总量，包括交换性盐基和交换性氢。阳离子交换容量以100克粘土所能交换下来的阳离子毫摩尔数来表示．符号为CEC。 9.造浆率：一吨干粘土所能配制粘度（表观粘度）为15mPa.s钻井液的体积数，m3/T。 10.页岩抑制剂：凡是能有效地抑制页岩水化膨胀和分散，主要起稳定井壁作用的处理剂均可称做页岩抑制剂，又称防塌剂。 11．剪切稀释性：塑性流体和假塑性流体的表观粘度随着剪切速率的增加而降低的特性称为剪切稀释性。 12．动切力：塑性流体流变曲线中的直线段延长线与切应力轴的交点为动切力，又叫屈服值。 13．静切力：使流体开始流动的最低剪切应力称为静切力。 14．流变性：是指在外力作用下，物质发生流动和变形的特征；对于钻井液而言，其流动性是主要的方面。 15．滤失造壁性：在压力差作用下，钻井液中的自由水向井壁岩石的裂隙或孔隙中渗透，称为钻井液的滤失作用。在滤失过程中，随着钻井液中的自由水进入岩层，钻井液中的固相颗粒便附着在井壁上形成泥饼(细小颗粒也可能渗入岩层至一定深度)，这便是钻井液的造壁性。 16．粘土高温分散作用：在高温作用下，钻井液中的粘土颗粒分散程度增加，颗粒浓度增加、比表面增大的现象。 17．钻井液高温增稠作用：高温分散作用使钻井液中粘土颗粒浓度增加，钻井液的粘度和切力也均比相同温度下理想悬浮体的对应值高的现象，称为高温增稠作用。 18．钻井液高温胶凝作用：高温分散引起的钻井液高温增稠与钻井液中粘土含量

系统的组成和分类

第一章系统的组成和分类 干粉灭火系统根据其灭火方式、保护情况、驱动气体储存方式等不同可分为10余种类型，本节主要介绍系统的组成及其分类。 一、干粉灭火系统的组成 干粉灭火系统在组成上与气体灭火系统相类似。干粉灭火系统由干粉灭火设备和自动控制两大部分组成。前者由干粉储存容器、驱动气体瓶组、启动气体瓶组、减压阀、管道及喷嘴组成；后者由火灾探测器、信号反馈装置、报警控制器等组成，见图3-8-1所示。 二、干粉灭火系统的分类 （一）按灭火方式分类

1．全淹没干粉灭火系统 全淹没干粉灭火系统是指将干粉灭火剂释放到整个防护区，通过在防护区空间建立起灭火浓度来实施灭火的系统形式。该系统的特点是对防护区提供整体保护，适用于较小的封闭空间、火灾燃烧表面不宜确定且不会复燃的场合，如油泵房等类场合。 2．局部应用干粉灭火系统 局部应用干粉灭火系统是指通过喷嘴直接向火焰或燃烧表面喷射灭火剂实施灭火的系统。当不宜在整个房间建立灭火浓度或仅保护某一局部范围、某一设备、室外火灾危险场所等，可选择局部应用干粉灭火系统，例如用于保护甲、乙、丙类液体的敞顶罐或槽，不怕粉末污染的电气设备以及其他场所等。 （二）按设计情况分类 1．设计型干粉灭火系统 设计型干粉灭火系统是指根据保护对象的具体情况，通过设计计算确定的系统形式。该系统中的所有参数都需经设计确定，并按要求选择各部件设备型号。一般较大的保护场所或有特殊要求的场所宜采用设计型系统。 2．预制型干粉灭火系统 预制型干粉灭火系统是指由工厂生产的系列成套干粉灭火设备，系统的规格是通过地保护对象做灭火试验后预先设计好的，即所有设计参数都已确定，使用时只需选型，不必进行复杂的设计计算。保护对象不很大且无特殊要求的场合，一般选择预制系统。 （三）按系统保护情况分类 1．组合分配系统 当一个区域有几个保护对象且每个保护对象发生火灾后又不会蔓延时，可选用组合

第十章 植物群落类型与分布

第十章植物群落类型与分布 陆地植物群落的垂直分布 如在潮湿热带地区，随着海拔的升高逐渐更替出现热带雨林→山地雨林→常绿阔叶林→针阔混交林→寒温带暗针叶林→高山灌丛、高山草甸。 我国的植被分区 原则：是分地理地带性和植被地带性，尤其是水平地带性作为基础，并结合考虑非地带性规律。 ①寒温带针叶林区域：大兴安岭北部山地、用材基地。 ②温带针阔混交林区域：垂直分布带较明显，木材重要基地。 ③暖温带落叶阔叶林区域：地带性植被为落叶阔叶林。 ④亚热带常绿阔叶林区域：是我国面积最大的植被区，占全国总面积的1/4左右。 ⑤热带季雨林、雨林区域：是我国森林类型中植被种类最为丰富的类型。广东分布于湛江、化 州、高州和阳江一线以南。 ⑥温带草原区域：是欧亚草原区域的一部分。 ⑦温带荒漠区域：本区内有一系列巨大山系，如天山、昆仑山等。 ⑧青藏高原高寒植被区域：发育着以山地森林垂直带为代表的植被。 第二节自然植被的群落类型 一、植物群落分类 分类方法： ①按外貌分类：以优势植物的生活型（生长型）作为分类基础。 森林、矮疏林、密灌丛、草地、稀树干草原、灌木稀树干草原、树丛、稀树草地、草甸、干草原、草甸性草原、真草原、灌木干草原、草本沼泽、木本沼泽、荒原 缺点：把生态学关系差异很大的群落混淆在一起。 ②按结构分类：忽视生态特征，没注意群落与环境的统一 ③按植物区系分类：注意植物生态、生活型和地理型 ④按优势度分类：以优势树种的生态学特征作为基础 ⑤按生态分类：主要以植物群落分布的生态条件或环境状况作为分类基础. ⑥按外貌——生态分类：以群落主要层优势种的外貌（群落的结构特征）、生态特征（生活型） 和生态学指标（生态环境）为划分原则。 ⑦按演替分类：强调演替在植物群落分类上的重要性。 （二）中国的植物群落分类 以群落本身的综合特征作为分类依据 1.中国的植物群落分类系统 主要分类单位分三级：植被型（高级单位）、群系（中级单位）和群丛（基本单位）。每一等级之上和之下又各设一个辅助单位和补充单位。高级单位的分类依据侧重于外貌、结构和生态地理特征，中级和中级以下的单位则侧重于种类组成。其系统如下： 植被型组：如草地

钻井液种类简介

钻井液种类简介 1、聚合物无固相钻井液体系 特点是不含土相，固含低、机械钻速快，用于提高上部地层机械钻速。处理剂以选择性絮凝处理机为主，常用PHP（0.05～0.15%）和K-PAM(0.05～0.3%)。 适用范围：1. 适合于地质情况熟悉的非高地层倾角（≤30°）无流体显示的非易塌构造或区块，主要用于表层的快速钻进。2. 适合于井漏严重、非易塌层位、无流体显示的各构造短时间的强钻。 2、聚合物钻井液体系 聚合物具有很强的包被抑制能力，可以防止粘土矿物进一步水化，防止钻井液性能变差，有利于携带钻屑，保持井壁稳定。 适用范围。 1. 非高地层倾角井的表层易水化分散的泥页岩井段，既有利于防塌，又能适当提高机械钻速。 2. 中深井井段出现恶性纵向裂缝漏失，而上部裸眼井段又易因清水浸泡出现垮塌情况下，作为井底清水强钻时覆盖易塌层的钻井液。 3. 适用于44 4.5mm井眼段大于200m，或311.2mm井眼段1000-2500m，地层倾角小于30度和无固相钻井液已不能适应的井段。 调整原则 随地层破碎程度增加，胶结性变差或裂缝发育，应在保持矿化度的前提下（防起泡）提高沥青类处理剂含量作封堵只用。易塌区块辅

以0.5～1.0%聚合醇或无渗透抑制剂，加强体系的防塌抑制性。 3、聚磺钻井液体系 聚磺钻井液体系具有如下特点：1. 利用KPAM、KPHP、PAC等高分子聚合物作为包被抑制剂，既能提高钻井液体系粘度，同时提供体系K+增强钻井液的抑制性。2. 加入分散型磺化系列处理剂提高钻井液体系的降滤失性能，如加入磺化沥青改善泥饼质量提高护壁能力。 3. 聚磺钻井液体系配制和转化方便。 适用范围 1. 高压力系数的易塌层钻进，能在防塌的基础上适当地提高机械钻速。 2．深井段高温、高密度条件下的易塌层钻进。 3. 适合于非特殊工艺的深井，有利于提高机械钻速，适合于川东地区所有区块。 钻井液现场配制与维护 1、检查井场钻井液材料质量检验单等有关资料，保证钻井液材料的质量。 2、配制钻井液前必须清洗钻井液罐。 3、若需要，必须处理配浆用水。 4、应按钻井液设计要求配制钻井液，并确保其性能达到设计要求。

石油工程_钻井液

第四章钻井液 在钻井工程中，人们常常以“泥浆是钻井的血液”来形象地说明钻井液在钻井中的重要地位。钻井液的作用可以概括为：清洗井底，携带岩屑；冷却和润滑钻头及钻柱；平衡地层压力；保护井壁；协助破岩；地质录井；将水力功率传递给钻头；保护油气层等。 在钻井实践过程中钻井液技术不断发展，从最初采用清水开始，经历了清水、天然泥浆、细分散泥浆、粗分散泥浆、不分散低固相泥浆、无固相泥浆等几个阶段。在这一过程中，为了解决某些复杂问题，出现了油基泥浆以及空气、泡沫等新型钻井液，远远超出了粘土和水形成的“泥浆”围，因此人们用“钻井液”来代替“泥浆”这一名称。 本章从钻井液的基本组成——粘土出发，介绍钻井液的基本性能及调整方法、现场常用钻井液的组成和特点。 第一节粘土基本知识 一、几种主要粘土矿物的晶体构造及特点 粘土主要是由粘土矿物(含水的铝硅酸盐)组成。粘土矿物的种类很多，不同粘土矿物有不同的晶体构造及特点，但其晶体都是由两种基本构造单位组成的。 1．粘土晶体构造中的基本单位 1)硅氧四面体。每个四面体中都有一个硅原子与四个氧原子以相等的距离相连，硅在四面体的中心，四个氧原子(或氢氧)在四面体的顶点。 2)铝氧八面体。铝原子处于八面体的中心，与上面和下面的各三个氧原子或氢氧形成一个正八面体。 2．高岭石的晶体结构 高岭石晶体由一个硅氧四面体片和一个铝氧八面体片组成。四面体片的顶尖都朝着八面体片，二者由共用的氧原子和氢氧原子团联结在一起。由于它是一个硅氧四面体片和一个铝氧八面体片组成，所以称高岭石为1：1型粘土矿物。高岭石单元晶层，一面为OH层，另一面为O层，片与片之间易形成氢键，晶胞之间连结紧密，故高岭石的分散度低。高岭石晶格中几乎没有晶格取代现象，它的电荷是平衡的，因此高岭石电性微弱。这些特点决定了高岭石水化很差。油气层中高岭石颗粒大而附着力弱。常常因运移堵塞孔喉而降低渗透率。 3．蒙脱石的晶体结构 蒙脱石是由上下两个硅氧四面体片中间夹一层铝氧八面体片组成，硅氧四面体的尖顶朝向铝氧八面体，铝氧八面体片和上下两层硅氧四面体片通过共用氧原

油基钻井液介绍及应用

油基钻井液 一、油基钻井液发展概述 1、定义及类型 油基钻井液是指以油作为连续相的钻井液。 两种油基钻井液——全油基钻井液和油包水乳化钻井液。在全油基钻井液中，水是无用的组分，其含水量不应超过10%；而在油包水钻井液中，水作为必要组分均匀地分散在柴油中，其含水量一般为10~60%。 2、油基钻井液的优缺点 与水基钻井液相比较，油基钻井液具有能抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度较小等多种优点。 目前已成为钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层的重要手段，并且还可广泛地用作解卡液、射孔完井液、修井液和取 心液等。 油基钻井液的配制成本比水基钻井液高得多，使用时往往会对井场附近的生态环境造成严重影响。 为了提高钻速，从20世纪70年代中期开始，较广泛地使用了低胶质油包水乳化钻井液。 为保护环境，适应海洋钻探的需要，从80年代初开始，又逐步推广使用了以矿物油作为基油的低毒油包水乳化钻井液。 3、油基钻井液的发展阶段

二、油基钻井液的组成 1、基油(BaseOil) 油包水乳化钻井液是以水滴为分散相，油为连续相，并添加适量的乳化剂、润湿剂、亲油胶体和加重剂等所形成的稳定的乳状液体系。 ?在油包水乳化钻井液中用作连续相的油称为基油，目前普遍使用的基油为柴油(我国常使用零号柴油)和各种低毒矿物油。 ?为确保安全，其闪点和燃点应分别在82℃和93℃以上。 ?由于柴油中所含的芳烃对钻井设备的橡胶部件有较强的腐蚀作用，因此芳烃含量不宜过高，一般要求柴油的苯胺点在60℃以上。苯胺点是指等体积的油和苯胺相互溶解时的最低温度。苯胺点越高，表明油中烷烃含量越高，芳烃含量越低。 ?为了有利于对流变性的控制和调整，其粘度不宜过高。 各种基油的物理性质 注：Mentor26、Mentor28、Escaid110、LVT和BP8313均为常用矿物油的代号。 2、水相(WaterPhase)： ?淡水、盐水或海水均可用作油基钻井液的水相。但通常使用含一定量CaCl2

全油基钻井液沉降性研究与应用

全油基钻井液沉降性研究与应用 摘要：针对全油基钻井液静止时间长，容易出现沉降，影响井下作业安全的问题，研制了一种油基钻井液，它具有良好的流变性、电稳定性和悬浮性，并在HZ21-1-18井成功应用。应用结果表明，全油基钻井液配方能适应现场钻井和测试9天的要求，有效地保护油气层和保证了作业安全。 关键词：全油基钻井液；沉降性；现场应用 1全油基钻井液体系特点简介 根据不同的地质特点、储层的保护及井身结构，并考虑到现场施工及维护等方面的综合因素，我公司开发出新型全油基钻井液体系，从而达到满足于各种复杂情况下对钻井液的要求。良好的温度稳定性；良好的流变性稳定性；高的动塑比；高的电稳定性；良好的抗侵污效果；处理剂加量低；良好的剪切稀释效果。全油基钻井液体系具有非常好的适应性，不同的密度条件下，通过改变处理剂的加量，能够获得性能优异的全油基钻井液体系。全油基钻井液体系40～180℃温度下具有较好的适应性，密度范围可以达到0.92～2.30g/cm3，并通过调整处理剂的加量获得优异的性能，是一套新型优异的全油基钻井液体系；该体系具有动塑比和电稳定性高，高温高压失水小，处理剂加量低，适用性广等特点。 2处理剂及作用 （1）5#白油：油基钻井液基液，作为连续相；（2）HIEMUL主乳化剂：油基钻井液乳化剂，形成油包水乳液；功能：a、可形成稳定的油包水乳状液；b、可降低滤失速率；c、提高油基钻井液的热稳定性；（3）HICOAT辅乳化剂：辅助乳液稳定，与HIEMUL主乳化剂配套使用；功能：a、提高油水乳化钻井液的油湿性；b、提高体系电稳定性：c、改变乳化钻井液流变参数；（4）HIRHEO-A 提切剂：提高和调节油基钻井液的粘度；功能：a、可对任何油基钻井液增粘；b、改善钻进与完井过程中的井眼清洁性；加强油基封隔液和管内填充液内部网架结构，防止加重材料沉降。（5）JHS增粘剂：提高和调节油基钻井液的粘度；功能：a、提高乳化钻井液和纯油基钻井液悬浮能力；b、抑制斜井和大位移井段的固相沉降；c、调整油基泥浆性能以便储存。（6）HIFLO降滤失剂：降低和控制油基钻井液的滤失；功能：a、减小HTHP滤失速率；b、提高油包水乳化钻井液稳定性。（7）MOSEAL膨胀堵漏剂：膨胀封堵，降低滤失。（8）重晶石、碳酸钙：调节油基钻井液的密度。 3全油基钻井液体系性能评价 5#茂名白油配方：5#茂名白油+3.0%HIEMUL主乳化剂+1.0%HICOAT辅乳化剂+3%HIRHEO-A提切剂+2.%CaO+3.0%JHS高温增粘剂+2.0%HIFLO降滤失剂++2%MOSEAL膨胀堵漏剂+2%MOLPF+2%MOLSF+300目碳酸钙加重。依据密度需要加入300目碳酸钙（下述性能密度为1.10g/cm3）。实验条件：150℃老

《钻井液工艺原理》综合复习资料

《钻井液工艺原理》综合复习资料 一、概念题 二、填空题 1、钻井液的主要功能有（）、（）、（）、（）等。 2、一般来说，钻井液处于（）状态时，对携岩效果较好；动塑比τ0/ηp越（）或流性指数n越（），越有利于提高携岩效率。 3、粘土矿物基本构造单元有（）和（）。 4、井壁不稳定的三种基本类型是指（）、（）、（）。 5、在钻井液中，改性褐煤用做（）剂，磺化沥青用做（）剂。 6、油气层敏感性评价包括（）、（）、（）、（）和（）等。 7、一般来说，要求钻井液滤失量要（）、泥饼要（）。 8、现场钻井液常用四级固相控制设备指（）、（）、（）、（）。 9、影响钻井液滤失量的主要因素有（）、（）、（）、（）。 10、按API标准钻井液常规性能测试包括（）、（）、（）、（）、（）、（）。 11、聚合物钻井液主要类型有（）、（）、（）。 12、钻井液常用流变模式有（）、（）。 13、常见粘土矿物有（）、（）、（）等。 14、钻井过程可能遇到的复杂情况有（）、（）、（）等。 15、钻井液的基本组成（）、（）、（）。 16、钻井液的流变参数包括（）、（）、（）、（）和（）等。 17、在钻井液中，钠羧甲基纤维素用做（）剂，铁铬盐（FCLS）用做（）剂，氢氧化钠用作（）剂。 18、现场常用钻井液降滤失剂按原料来源分类有（）、（）、（）、（）。 三、简答题 四、计算题 1、使用范氏六速粘度计，测得某钻井液600rpm和300rpm时的读数分别为：Ф600=29，Ф300=19，且已知该钻井液为宾汉流体。 ⑴计算该钻井液的流变参数及表观粘度； ⑵计算流速梯度为3000S-1时钻井液的表观粘度。 2、用重晶石（ρB=4.2g/cm3）把400 m3钻井液由密度ρ1=1.20g/cm3加重到ρ2=1.60g/cm3，并且每100kg重晶石需同时加入9L水以防止钻井液过度增稠，试求： ⑴若最终体积无限制，需加入重晶石多少吨？ ⑵若最终体积为400 m3，需加入重晶石多少吨，放掉钻井液多少方？ 3、用重晶石（ρB=4.2g/cm3）把200 m3钻井液由密度ρ1=1.10g/cm3加重到ρ2=1.50g/cm3，并且每100kg重晶石需同时加入9L水以防止钻井液过度增稠，试求： ⑴若最终体积无限制，需加入重晶石多少吨？ ⑵若最终体积为200 m3，需加入重晶石多少吨，放掉钻井液多少方？ 五、论述题

物质的组成和分类(原创)

物质的组成和分类（原创） 1．掌握分子、原子、离子、原子团、元素等概念。 2．掌握混合物、纯净物、单质、化合物、金属、非金属的概念 3．掌握氧化物、酸、碱、盐概念及相互关系。 4．了解同位素和同素异形体。 一、原子、分子、离子、元素、同位素、同素异形体的概念 1．原子是。 思考：为什么说原子是化学变化中的最小微粒？能否理解为原子是构成物质的最小微粒？2．分子是。 思考：是否可理解为分子是保持物质性质的微粒？ 3．离子是。 4．元素是。 元素存在形式。 思考：质子数相同的微粒一定是同一种元素吗？ 5．比较元素和原子的区别 6．同位素是。 7．同素异形体是。 8．比较同位素、同素异形体的区别 二、物质的分类 1．将物质分为纯净物与混合物，是依据所含物质种类是不是一种来区分的。 2．将纯净物分为单质和化合物，是依据组成纯净物的元素是不是一种来区分的。要重点理解单质和化合物两个概念。

3．将化合物分为有机物与无机物，是依据组成元素中是否含碳元素来区分的。一般把含碳元素的化合物称为有机物（CO、CO2、H2CO3及碳酸盐除外），将不含碳元素的化合物叫做无机物。 4．将无机物分为氧化物、酸、碱和盐四类，其依据是物质组成和性质上的不同。 氧化物是指由___________种元素组成，且其中一种为__________元素的化合物（注意氧化物与含氧化合物的区别和联系）。将氧化物分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物、不成盐氧化物，是依据氧化物跟酸或碱反应的情况来区分的。 思考：酸性氧化物与非金属氧化物的关系，碱性氧化物与金属氧化物的关系。 酸可以从两个不同的角度进行分类：一是依据酸分子电离生成的H+个数分为一元酸、二元酸、三元酸等；二是依据酸的组成元素中是否含氧元素分为含氧酸和无氧酸。 碱一般根据溶解性可分为可溶性碱和难溶性碱。盐可分为正盐、酸式盐、碱式盐，有关酸、碱、盐的组成及判断见下表： 另外，盐按形成特点可分为四类： 强酸强碱盐：如特点是。 强酸弱碱盐：如特点是。 弱酸强碱盐：如特点是。 弱酸弱碱盐：如特点是。 思考：酸、碱、盐、氧化物之间的关系。 【例1】下列叙述正确的是 A．非金属氧化物都是酸性氧化物 B．碱性氧化物都是金属氧化物 C．酸酐都是酸性氧化物 D．酸性氧化物都不能跟酸反应 解析非金属氧化物不都是酸性氧化物，如水、一氧化碳、一氧化氮等氧化物就属于不成盐氧化物，所以A不正确。酸性氧化物也称为酸酐，但多数有机酸的酸酐却不是酸性氧

第6章钻井液

第六章钻井液 第一节钻井液的功用和组成(钻井的血液) 一、钻井液的种类和发展 种类：清水、自然造浆、泥浆（细分散、粗分散、不分散、油基、水基）、乳化钻井液、泡沫钻井液、气体钻井液。 1、旋转钻井初期用清水钻进，遇井下粘土层自然造浆，这一时期称为自然造浆阶段。(1901～1920年） 2、在清水中加入粘土和分散剂，使粘土充分分散以提高其稳定性，这一时期称为细分散阶段。（1921～1942年） 3、为提高泥浆的抗钙污染能力，加入一些抗钙处理剂（无机絮凝剂，如石灰、石膏、氯化钙等）使粘土处于适当絮凝状态（初分散），这一时期称为初分散阶段。（1942～1965年） 4、为提高钻速和适应喷射钻井的需要，在泥浆中加入有机絮凝剂，使粘土不分散，这一时期称为不分散阶段。 ★5、八十年代开始重视和研究钻井液对储层的损害问题，因而进入了钻井液的保护储层阶段。 二、钻井液的基本功用 1、清洁井底 2、携带和悬浮清除钻屑 环空返速（0.6～1 m/s）＞钻屑沉降速度→钻屑上行 迟到时间（深井0.5～1h）：钻屑自井底升到井口所需时间 3、保护井壁（泥饼） 4、冷却、润滑钻头和钻柱 5、控制与平衡地层压力（密度） ★6、提供地层有关资料和信息（泥浆录井提供油、气、水和地层压力资料）。

在钻井作业过程中，钻井液直接与地层接触，并且不断地从地下循环到地面上来，因而地层的情况总会或多或少地在钻井液中被反映出来。因而我们可以通过钻井液间接和直接的来了解地层的情况。这就是钻井液的录井功能。 比如，正在钻进地层的钻屑是通过钻井液的循环而被带到地面，因而我们便可以从这些钻屑来了解地层的岩性特征和划分地层层位。 钻遇水层时，地层水的侵入会使钻井液的密度降低、粘度降低、含盐量和氯根含量发生变化。 钻遇气层时，钻井液的密度下降、粘度上升、并且可以闻到浓烈的天然气味和见到很多气泡。 钻遇油层时，钻井液的密度、粘度等也会发生变化，钻井液中也会见到原油。气相色谱测井就是在钻井过程中连续测量泥浆中各种烃类含量的变化从而发现油气层。 6、传递水功率（井下动力钻进） 7、直接或辅助破岩（喷射钻井） ★8、保护储层（最新发展）。 三、泥浆的组成 1、组成： 水基泥浆━━水、粘土、各种添加剂（活性固相，惰性固相） 油基泥浆━━油、粘土、各种添加剂。 2、粘土结构 粘土矿物的两种基本构造单元 硅氧四面体：一个硅原子与四个氧原子（或氢氧）以等距相连，硅在四 面体中心，氧在四面体顶点。（片状结构） 铝氧八面体：两层紧密堆叠的氧和氢氧组成，铝（或镁）原子居 于正八面体中心。 氧

实验室种类划分与系统构成(1)(精选.)

实验室种类划分 实验室设计与建设根据实验室种类和功能的不同而采用不同的方案，可按学科划分、按实验室特性划分或按行业划分。 一、按学科划分可分为化学实验室、物理实验室、生物实验室（动物学实验室、植物学实验室和微生物实验室）。 1、化学实验室主要从事无机化学、有机化学、高分子化学等领域的研究、分析和教学工作。一般包括理化实验室、精密仪器室、天平室、标液室、药品室、储藏室、高温室、纯水室等。 2、物理实验室包括电学实验室、热学实验室、力学实验室、光学实验室、综合物理实验室等。 3、生物实验室可细分为动物学实验室、植物学实验室和微生物实验室。 动物学实验室包含普通动物实验室和洁净动物实验室，一般由前区、饲养区、动物实验室、辅助区组成； 植物学实验室主要进行植物解剖、制片染色、细胞化学成分的测定，微生物检测、基因的分离纯化、体外扩增技术、蛋白质定量测定、电泳分析等； 微生物实验室分为病原微生物实验室和卫生微生物实验室。病原微生物实验室主要以病毒和细菌的鉴定和分类为主，实验室涉及1-4类病毒（菌），根据危害等级依次为P1-P4实验室。危害越大，实验室洁净度等级越高；卫生微生物实验室主要以产品监测和检验为主，实验室对象主要以食物、化妆品、空气和水等，为了防止环境对样品或者样品之间的污染，一般实验都需在洁净环境中完成。 二、按实验室特性可划分可分为干性实验室与湿性实验室；主实验室与辅助实验室；常规实验室与特殊实验室、危险性实验室。 1、干性实验室与湿性实验室 干性实验室是指精密仪器室、天平室、高温室等不适用或较少使用水的实验室。 湿性实验室是指样品处理、容量分析、离心、沉淀、过滤等常规实验而需要配备给排水的实验室。 2、主实验室与辅助实验室 主实验室是指进行分析、研究等核心实验的主要实验室，如精密仪器室等。 辅助实验室是指为实现核心实验的辅助性实验室，如天平室、高温室、样品室等。

钻井液处理剂作用原理-蒲晓林

水基钻井液及处理剂作用机理 蒲晓林 课程简介 本课程是“泥浆工艺原理”、“深井泥浆”的后续课程，是根据钻井液化学研究方向总结、整理的课程。着重从钻井液工艺性能和胶体化学的角度讲述钻井液处理剂作用原理。 1．课程特点 （1）课程目前还在完善中。 ①国外：对处理剂应用阐述多，作用机理研究少，在此研究领 域还没有这样一门专门课程； ②国内：近年来文章多，文献报道多，但不系统，各说各的； ③关于此方面的研究：大都以产品、专利出现，有关理论研究 的报道较少，尤其是许多研究还触及到许多商业秘密。因此，许多单位从机理出发，从理论出发去开发产品不多，缺乏理论指导。例如：中山大学、天津大学、山东大学、成都科大。 全国：产品成系列的仅两家：我院和勘探开发研究院。 根本原因：机理不清楚，研究失去方向。 （2）本课程主要从钻井液的发展和类型的角度讲述处理剂的作用机理。使学者掌握各种处理剂在不同钻井液条件下的作用原理和用途。 2．课程主要任务 ①分析、揭示水基钻井液作用机理，学习进一步深入研究这种作用机理的方法和思路；②讲述目前主要使用的国内外钻井液处理剂的作用机理。引导机理研究入手，力求把处理剂研究、研制理论化、条理化，为有目的地、有针对性地研制处理剂和研究新型

钻井液体系创造条件； ③从研究机理入手，掌握使用规律。更好地指导产品应用和质量提高，把处理剂研制、生产和应用规律有机地结合起来。3．课程的主要内容和思路 （1）核心内容 ●处理剂作用机理及其对钻井液宏观性能的影响； ●处理剂作用性质和作用效果的实验研究方法。 （2）处理剂研究的一般思路 ①从钻井工程对钻井液性能要求出发研究处理剂 适应钻井工程、地质勘探及其技术发展，钻井液性能应具备的性能要求；钻井工程、地质勘探技术发展同钻井液技术发展的相互促进关系。 ②考虑如何选用处理剂实现钻井液作用效能 通过什么样的（运用）处理剂，起什么作用，作用规律（机理）是什么？ 具有实现钻井液作用效能，处理剂应具有的性质， ——如水溶性、抗盐性和抗温性，同粘土的作用规律等等。 ③钻井液性能、作用效能要求与处理剂分子结构的关系 处理剂分子结构组成、分子量、分子链型、基团种类、比例、处理剂分子构象等等。 ——最终落实到处理剂的分子结构设计。 ④处理剂的合成、研制 要实现处理剂分子结构设计，所需的化学途径、合成工艺路线、合成条件。 ⑤处理剂应用规律和效能评价 处理剂效能评价的原则：满足优质、安全、低成本钻井、完井

油基泥浆风险分析与控制

油基泥浆风险分析及控制 本篇适用于油基泥浆钻井作业环境，但不限于油基泥浆内容，也包括柴油机燃料柴油的HSE管理。 一、油油基泥浆的组分： 以油为分散介质组成的泥浆。其基本组成是油、水、有机粘土(或其他亲油粉末)和油溶性化学处理剂。常见的是油包水乳化泥浆,它可有效地抑制水敏性泥页岩地层、大段岩盐层；适用于钻进低压、粘土含量高的油气层；也适用于高温、高压超深井钻进。这种泥浆能抗各种酸性气体如CO2、H2S等对金属钻具的腐蚀,润滑性能良好；具有防坍、防卡性能。油包水乳化泥浆以油为外相,水为内相,用乳化剂配制而成。油相一般用柴油或煤油,占泥浆的60％～70％或更高，现场实践有达90%以上的使用。 二、柴油的物理化学性质（一般为柴油）： 柴油; Diesel oil; Diesel fuel; 1、柴油主要是由烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃、多环芳烃与少量硫(2～60g/kg)、氮(<1g/kg)及添加剂组成的混合物。以燃料油为例:白色或淡黄色液体。相对密度0.85。熔点-29.56℃。沸点180～370℃。闪点40℃。蒸气与空气混合物可燃限0.7～5.0% 。不溶于水。遇热、火花、明火易燃,可蓄积静电,引起电火花。分解和燃烧产物为一氧化碳、二氧化碳和硫氧化物。避免接触氧化剂。 2、、侵入人体途径：可经皮肤粘膜吸收。 3、、对人体的危害及处理

柴油对皮肤和粘膜有刺激作用。也可有轻度麻醉作用。柴油为高沸点物质,吸入蒸气而致毒害的机会较少。 4、临床表现 有报道“拖拉机驾驶台四周空气污染细微雾滴,拖拉机手持续吸入 15分钟而引起严重的吸入性肺炎”。 国外有病例报道,用柴油清洁两手和两臂数周而发生急性肾功能衰竭,肾活检显示急性肾上管坏死。经治疗后恢复。故需考虑在皮肤大量接触后，个别人可能发生肾脏损害。皮肤接触后可发生接触性皮炎,表现为红斑、水疱、丘疹。 5、对症处理 1、皮肤污染时立即用肥皂水和清水冲洗。 2、吸入雾滴者立即脱离现场至新鲜空气处，有症状者给吸氧。 3、发生吸入性肺炎时给抗生素防止继发感染。 三、现场柴油或油基泥浆的储存方式及地点 1、密闭罐装（通过罐顶呼吸阀与大气相通）； 2、泥浆罐（敞口）； 3、钻台面（散落的泥浆或清洁卫生用遗留）。 4、泥浆池等 四、泥浆的工作温度测定