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1、1.钻井液的主要功能（答出四点即可）携带和悬浮岩屑稳定井壁和平衡地层压力冷却和润滑钻头、钻具传递水动力保护油气层传递井下信息、及时发现油气显示和高、低压地层2.粘土矿物表面带有负电荷的原因：同晶置换或晶格取代3.泥饼的概念与描述方法及其对钻井作业的影响：泥饼：自由水渗入地层、固相附着井壁，行程泥饼。描述方法：硬、软、韧、致密、疏松、薄、厚等泥饼薄而韧有利于降低失水，保护孔壁；厚而疏松则失水大，减小孔壁直径、引起压差卡钻。不利于孔壁稳定。4.Na2CO3 在钻井液中的作用及作用原理：纯碱能通过离子交换和沉淀作用使钙粘土变成钠粘土，即Ca 粘土 +Na2CO3 Na-粘土 +CaCO3早钻井泥塞或
2、钻井液受到钙侵的时候，加入适量纯碱使Ca 2+沉淀变成 CaCO3，从而使钻井液性能变好。Na2CO3 + Ca2+CaCO3+2Na+5.根据水镁石Mg(OH)2和正电胶结构，说明MMH晶片带有正电荷的原因：MMH 中由于高价的Al3+取代了部分低价的Mg2+，使得正电荷过剩，所以MMH 经 ian 带正电荷。6.钻井液密度及其对钻井作业的影响，并说明钻井流体密度设计基础和调节密度的方法：钻井液的密度是指每体积钻井液的质量，常用3g cm（或3kg m）表示；通过钻井液密度的变化，可调节钻井液在井筒内的静液柱压力，以平衡1）地层空隙压力，或mp；2）地层构造压力，以避免井塌的发生。或mc；如
3、果密度过高，将引起钻井液过度增稠、易漏失、钻速下降，甚至压裂地层mf；密度降低有利于提高机械钻速，但密度过低则容易噶生井涌甚至井喷，还会早晨井塌、 井径缩小和携屑能力下降；加重剂可以提高密度，混入气体则可降低密度。设计原理 ：地层坍塌压力或地层空隙压力（泥浆密度产生的静液柱压力+动压力 +循环压力）地层破裂压力对机械钻速的影响：随着泥浆比重的增加，钻速下降，特别是泥浆比重大于1.061.08时，钻速下降尤为明显7井壁不稳定和产生的原因：井壁不稳定是指钻井或完井过程中的井壁坍塌，缩径， 地层压裂等三种基本类型，前两者造成井孔扩大或减小，后者易造成井漏。井壁不稳定实质是力学不稳定。当井壁岩石所受力
4、超过其本身的强度就会发生井壁不稳定，其原因十分复杂，主要原因可归纳为力学因素，物理化学因素和工程技术措施等三个方面，但后两个因素最终均因影响井壁应力分布和井壁岩石的力学性能而造成井壁不稳定。8.根据蒙脱石和伊利石的结构及化学成分解释这两种粘土矿物以下不同特性：伊利石与蒙脱石晶格取代位置的区别：伊利石多发生在硅氧四面体，蒙脱石多发生在铝氧八面体为什么伊利石的负电荷比蒙脱石多？伊利石晶格取代比蒙脱石多为什么蒙脱石阳离子交换容量比伊利石多？伊利石层间阳离子K+不易交换为什么蒙脱石的造浆能力强？蒙脱石O-O分子连接，阳离子交换容量大为什么用K+钻进含蒙脱石地层？利用 K+进入粘土晶层，大小与Si-O
5、四面体六角环形大小相近，可嵌入特点9.写出宾汉塑性流体的流变方程，并阐述流变方程中各流变参数的物理意义和影响因素：1) 写出流变方程：0p2) 0动切力0：是塑性流体流变曲线中的直线段在轴上的截距。它反映了钻井液在层流流动时， 形成空间网架结构能力的强弱。其主要影响因素有：粘土矿物的类型和浓度、电解质、降粘剂3) p塑性粘度p：反映了在层流情况下，钻井液中网架结构的破坏与恢复处于动态平衡时，悬浮的固相颗粒之间、固相颗粒与液相之间以及连续相内部的内摩擦作用的强弱。影响塑性粘度的主要因素 ：钻井液中的固相含量、钻井液中粘土的分散度、高分子聚合物处理剂。10.动切力，影响因素及其调控措施定义见上一问
6、影响因素 ：粘土矿物的类型和浓度；电解质；降解剂：大多数降解剂的作用原理都是吸附在粘土颗粒的端面上，使端面带一定的负电荷，于是拆散网架结构，因此，降粘剂的作用主要是降低动切力，而不是降低塑性粘度。调控措施 ：降低0：最有效的方法是加入适量降粘剂，以拆散钻井液中已形成的网架结构。如果是因22CaMg、等污染引起0升高，则可用沉淀的方法出去这些例子，此外，用清水或稀浆稀释也可以起到降0的作用。提高0：可加入预水化膨润土浆，或增大高分子聚合物的加量。对于钙处理钻井液或盐水钻井液，可通过适当增加2Ca、Na浓度来达到提高0的目的。11.塑性粘度，影响因素及其调控措施：塑性流体随着剪切力（当其数值达到一
7、定程度之后），粘度不再随剪切速率睁大而发生变化，此时流变曲线变成直线，此直线段的斜率称为塑性粘度p或 PV。影响因素 ：见上上一问调控措施 ：降低p：通过合理使用固控设备、加水稀释或化学絮凝等方法，尽量减少固相含量。提高p：加入低造浆率粘土、重晶石、混入原油或适当提高pH 值等，均可提高p。 另外增加聚合物处理剂的浓度使钻井液的液相粘度提高，也可起到提高p的作用。12.根据静滤失方程21sc f smftVAK pf说明：1）影响钻井液失水的因素压差、泥饼渗透性、滤液粘度、固相含量和泥饼固相含量2）失水对钻井作业的影响失水增大，会引起地层岩石水化膨胀、剥落、使井径增大或缩小3）虑失性能的调控使
8、用优质膨润土造浆；加入纯碱，提高电位、水化程度和分散度；加入CMC 等4）为什么说采用泡沫泥浆可以预防钻孔漏失泡沫泥浆可以降低压差。13静切力及其物理意义、以及其对钻井作业的影响使流体开始流动的最低剪切力就是静切力。物理意义：当钻井液静止的时候，破坏其内表面上的结构所需的剪切力。静切力是提供悬浮能力的决定意义。14同晶置换（或晶格取代）及其对粘土性能的影响同晶置换是指在晶格构架不改变的情况下，四面体中的硅（+4）被低价钴（ +3）或铁（ +3）置换，八面体中的钴（+3）被低价镁（+2）等置换。同晶置换导致粘土颗粒带负点，而粘土颗粒的负点性是影响其性能的重要因素。一般情况下， 同晶置换是粘土原生
9、条件所决定的，不同粘土矿物的同晶置换程度有着明显的差异。15.加重材料又称加重剂，由不溶于水的惰性物质经研磨加工制备而成。为了对付高压地层和稳定井壁，虚将其添加到钻井液中心，提高钻井液密度，加重材料应具备的条件是自身密度大，磨损性小，易粉碎，并且应属于惰性物质，既不溶于钻井液也不与钻井液中其他组分发生相互作用。16.动塑比0p及其物理意义；在钻井液工艺中，动切力与塑性粘度的比称为动塑比。比值表示剪切力稀释性的强弱，0p比值越大，剪切稀释性越强。17. 剪切稀释性：表观粘度随剪切速率的增加而降低的特性。18.表面活性剂的润滑机理表面活性剂主要是通过在金属。岩石和粘土表面行程吸附膜，使钻柱与井壁岩
10、石接触产生的固-固摩擦，改变为活性剂非极性端之间的摩擦，或者通过表面活性剂的非极性端还可在吸附一层油膜。 从而使回转钻柱与岩石之间的摩阻力大大降低，减少钻具和其他金属部件的磨损，降低钻具回转阻力。（书 111 页）19说明蒙脱石的结构特点及其造浆特性蒙脱石其晶体构造是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体组成一个晶胞，四面体和八面体共用的氧原子联结。由于蒙脱石矿物的晶胞是由两层硅氧四面体和一层铝氧八面体组成，故称为 2： 1 型粘土矿物， 其晶胞底面距为9.60 A，吸水后可达21.40 A。由以上可以分析出， 蒙脱石粘土由于晶胞间联系不紧密。可交换的阳离子数目多，故水分子易进入晶胞之间，粘土易
11、水化膨胀，分散性好，造浆率高，每吨粘土可达12163m左右，同时，因可以吸引较多的阳离子，故“活性”大，接受处理的能力强，易改性或用化学处理剂调节泥浆性能，是优质的造浆粘土矿物。20.滤失、造壁作用湖区对钻井作业的影响：在压力差作用下， 钻井液的自由水想井壁岩石的裂隙或孔隙中渗透，称为钻井液的滤失作用。通常用滤失量或失水量来表示滤失性的强弱。钻井液滤失的两个前提条件是：存在压差和存在裂隙或孔隙性岩石。随着钻井液中的自由水进入岩层，钻井液中的固相颗粒使附着在井壁上形成泥饼，这便是钻井液的造壁性。井壁上形成泥饼后，渗透性减小，阻止或减慢了钻井液继续侵入地层。钻井液循环时， 对于井壁为泥页岩的地层，
12、滤失量过大会引起地层岩石水化膨胀、剥落，使井径扩大或缩小，又会引起卡钻、钻杆折断，降低机械效率，缩短钻头、钻具的使用寿命等问题。对于储层，滤失量过大则会引起储层渗透率下降。钻井液循环时， 如果在井壁上形成的泥饼过厚，则会减小井的有效直径，钻具与竟比的接触面积增大从而有可能引起各种钻井问题，如旋转时扭矩增大，起下钻遇阻以及高的抽吸与波动压力，功率消耗增加，甚至引起井壁垮塌或造成井漏、井涌等事故。 厚的泥饼易引起压差卡钻事故， 泥饼过厚会造成测井工具、打捞工具不能顺利下至井底；同时泥饼过厚还会影响测试结果的正确性，甚至会影响发现低压生产层。21.有效或表观粘度：它是在某一剪切速率下，剪切应力与剪切
13、速率的比值，即a=。22.剪切稀释特征：塑性流体和假塑性流体的表观粘度随着剪切速率而的增加而降低的特性。23讨论扩散双电位和影响电动电位的因素胶体粒子带电，在它周围必然分布着电荷数相等的反离子，于是在固液界面行程双电层。双电层中的反离子一方罗列固体表面电荷的吸引，靠近固体表面。另一方面，由于反离子的热运动， 又有扩散到液相内部去的能力，这两种相反作用的结果， 似的反离子扩散的分布在脚力周围，构成扩散双电层。影响因素：吸附曾滑动面上的静电荷数、阳离子种类、阳离子浓度24.阐述配制钙处理泥浆的两种途径、原理及钙处理泥浆的特 点 ， 并 说 明 利 用 钙 基 膨 润 土 配 置 石 灰 泥 浆 时
14、 加 入23aNCO、NaT、CMC 和2aCOH的作用及原理(1)配置钙处理泥浆的两种有效途径：只加适量钙盐，不加有机分散剂，使粘土颗粒适度絮凝为较粗颗粒加适量钙盐和有机分散剂，使粘土颗粒分散而不行程网状结构(2)原理：通过调节2+Ca和分散剂的相对含量，使钻井液处于十渡絮凝的分散状态，从而使其性能能够保持象队稳定，并达到满足钻井工艺要求的目的。(3)钙处理泥浆的特点：性能较稳定，具有较强的抗钙污染，盐污染和粘土污染的能力。固相含量相对减少，容易在高密度条件下维持较低的粘度和切力，有利于提高钻速。能在一定程度上一直泥页岩水化膨胀，滤失量较小，泥饼薄且韧性好，有利于井壁稳定。由于钻井液中粘土的
15、颗粒含量较少，对油气层损害程度相对较小。(4) 2+Ca本身是一种无机絮凝剂，会压缩粘土颗粒表面的扩散双电层，使水化膜变薄，电位下降，从而引起粘土晶片面-面和端 -面聚结，造成粘土颗粒分散度下降。但是如果只加入2+Ca就相当于细分散钻井液受到钙侵，使流变和滤失性能均受到破坏，因此钙处理钻井液在加入2+Ca的同时还必须加入NaT、23aNCO、CMC和2aCOH等分散剂。由于该类分散剂的分子中含有大量的水化基因，当吸附在粘土克里便面后，会引起水化膜增厚，电位增大，从而阻止粘土晶片的聚结和分散度降低。25.钻井液的触变性及其机理：搅拌后钻井液变稀（即切力降低），静置后又变稠的这种性质。一班用终切和
16、初切之差相对表示钻井液触变性的强弱。在触变体系中一班都存在空间网架结构没在剪切作用下，当结构被搅散后，只有颗粒的某些部位相互接触时才能彼此重新粘结起来，即结构的恢复要求在颗粒的相互排列上有一定的几何关系。因此， 在结构恢复过程中，需要一定的实践来完成这种定向作用。恢复结构所需的实践和最终的凝胶强度的大小，可更为真是的反映某种流体触变性的强弱。26 钻井液 ：钻井过程中以其多重功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。27.单宁酸钠及其作用原理：单宁酸与NaOH 中和反应形成单宁酸钠。主要是拆散和削弱钻井液中粘土颗粒间形成的网状结构，起稀释作用。28.钻井液的类型： 流体介质不同：水基钻井液、油基、气体型钻井流体国外标准：分散钻井液、钙处理、盐水 、饱和盐水 、聚合物 、钾基聚合物、油基 合成基 、气体型钻进流体、保护油气层的钻井液29.钻井泥浆 ：由粘土、水（或油）和少量处理剂混合而成，具有可调控的粘性、比重和降失水等性能，在大多数情况下能够曼祖选派钻碴、稳定井壁、 防止漏失
