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第三节 钻井施工和钻井液
  • 详细说明
 关于钻井的施工工序将和固井工艺结合在一起在下一章中介绍。
  钻井液又称钻井泥浆,俗称泥浆,是具有多种作用、以满足钻井工作需要的循环流体。
1钻井液的分类
  钻井液通常按照液相可分为三大类:水基钻井液、油基钻井液和气体钻井液。
2钻井液的组成
  1) 粘土(膨润土):钠质土、钙质土、抗盐土和有机土等。
  2) 水:淡水、盐水、饱和盐水、海水。
  3) 各种处理剂:分散剂、缓凝剂、降失水剂、减轻剂等。
  4) 加重剂:重晶石粉、超细碳酸钙粉、氧化铁粉等。
  5) 油:原油和柴油等。
  6) 气体:空气和氮气等。
3钻井液的作用
  1) 悬浮和携带岩屑,清洗井底,保持井眼清洁。钻井液最基本的功能之一就是悬浮和携带岩屑。钻井液从钻头喷嘴喷出,产生喷射作用,使井底被破碎的岩屑悬浮着钻井液中,以保持井底清洁;同时由于钻井液具有密度、结构和粘度,使得岩屑不能很快下沉,随钻井液的循环被带到地面。
  2) 由于钻井液具有密度,在钻各种复杂地层时,可通过调整钻井液密度形成钻井液液柱压力,来平衡地层压力和井壁侧压力,使地层压力和井壁侧压力不容易释放到井筒内,稳定井壁,有效地预防井喷、井漏和井塌等事故的发生。
  3) 传送水功率,帮助破碎岩石。钻井液在钻头处经水眼形成高速射流,使钻井液对井底产生一个强大的冲击力,使破碎的岩屑悬浮在钻井液中,以保持钻头始终和新地层接触,不用造成钻头对碎岩屑的再次切屑;同时强大的水流使岩石裂缝扩大,有助于钻头破碎岩石,从而提高机械钻速。
  4) 冷却和润滑钻头及钻具。在钻井过程中,钻头一直在高温下旋转和破碎岩石产生大量的热量,同时钻具也不断的与井壁摩擦产生大量的热量,这些热量很难由岩石传递走,而必须通过钻井液的循环来润滑和冷却钻头和钻具。
  5) 部分支承起钻柱和套管的重量。在井眼中的钻柱和套管,承受着井眼内钻井液的向上浮力,使地面设备和装置所必须支承的负荷大大地减少。在深井中,钻柱和套管所承受的浮力,随着钻井液密度的增加而增加。
  6) 为井下钻具提供动力。使用涡轮钻具钻井时,钻井液由钻杆内较高的流速经过涡轮叶片时,使涡轮旋转带动钻头破碎岩石,为涡轮钻具提供动力。
  7) 从钻井液中获得所钻地层的地质资料。根据钻井液从井底带出的岩屑情况,可以进行地质录井(岩屑录井)和荧光录井;根据从井底返出的钻井液的成分,可以进行气测录井,从而获得所钻地层相关地质资料。