第1页，共38页，星期日，2025年，2月5日一、钻井液的定义钻井时用来清洗井底并把岩屑携带到地面、维持钻井操作正常进行的流体称为钻井液或洗井液。二、钻井液的功用 1．携岩 2．冷却和润滑钻头及钻柱 3．造壁，维持井壁稳定 4．控制地层压力 5.悬浮钻屑和加重材料，防止下沉 6.获得地层和油气资料 7.传递水功率第一节钻井液的定义和功用第2页，共38页，星期日，2025年，2月5日一、钻井液的组成（1）液相：液相是钻井液的连续相，水或油。（2）活性固相：包括人为加入的商业膨润土（般土）、有机膨润土(油基钻井液用)和地层进入的造浆粘土。（3）惰性固相：惰性固相是钻屑和加重材料。（4）各种钻井液添加剂:增粘、稀释、降失水、PH值、防塌等。第二节钻井液的组成和分类第3页，共38页，星期日，2025年，2月5日二、钻井液的分类API和IADC分类： （1）不分散体系——膨润土+清水；天然钻井液（自然造浆而成），浅层钻进。（2）分散体系——水+膨润土+分散剂（铁络木质素黄酸盐等），深井或复杂井。（3）钙处理体系——水基钻井液+钙盐（石灰、石膏、氯化钙），抑制粘土膨胀。（4）聚合物体系——水基钻井液+高聚物（聚丙烯酰胺PAM、PHP），絮凝劣质土，抑制粘土分散。第4页，共38页，星期日，2025年，2月5日(5）低固相体系——总固相含量6%-10%的水基钻井液.其中，膨润土含量小于3%，钻屑与膨润土的比值小于2∶1。特点：提高钻速，减少对产层的伤害。（6）饱和盐水体系——氯离子含量达189g/L的水基钻井液。特点：抗盐侵，抑制粘土水化。海上钻井、钻盐岩层和泥页盐层。（7）修井完井液体系——水+盐+聚合物等；油基钻井液。特点：低密度、无固相、抑制粘土膨胀、低滤失，保护油气层。第5页，共38页，星期日，2025年，2月5日（8）油基钻井液体系—油包水乳化钻井液：油+水+乳化剂油基钻井液：柴油+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。摩阻小，用于大位移水平井，或特出复杂层段。（9）空气、雾、泡沫和气体体系——欠平衡压力钻井。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。井壁应比较稳定的地层。第6页，共38页，星期日，2025年，2月5日一、钻井液的密度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。二、钻井液的流变性能粘度和切力随流速变化的性能。包括静切力、动切力、表观粘度、塑性粘度、流性指数、稠度系数等参数。第三节钻井液的性能第7页，共38页，星期日，2025年，2月5日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型： 牛顿流型： 塑性流型：假塑性流型（n1)膨胀流型(n1)（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，中心处流速大，向外流速减小——流速梯度（剪切速率）：单位距离内流速的增量称为流速梯度。第8页，共38页，星期日，2025年，2月5日1．塑性流型的特点(1)所加切应力达到某一最低τs之后才开始流动，这个最低切应力称为静切应力。又称凝胶强度。它代表了钻井液静止时单位面积上所形成的连续空间网架结构强度。(2)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相交于τ0，称为动切应力或屈服值。是钻井液处于层流状态时钻井液中网状结构强度的量度。第9页，共38页，星期日，2025年，2月5日（二）塑性流型的流变参数及调整1.静切力（静切应力）使钻井液开始流动所需的最低切应力，它是钻井液静止时单位面积上所形成的连续空间网架结构强度的量度。它反映了钻井液触变性的好坏。 调整方法：无机盐（改变粘土颗粒间静电力）、降粘剂或增粘剂。2.动切应力（屈服值）流变曲线直线段的延长线与切应力轴交点的应力大小。反映在层流状态下粘土颗