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1、名词解释1. 晶格取代2. 钻井液:用于钻井的具有各种各样功用以满足钻井工作需要的循环流体3. 钻井液的阳离子交换容量：每100ml钻井液所能吸附亚甲基蓝的量，用（CEC ）表示 m粘土的阳离子交换容量CEC：在分散介质的PH值为7的条件下，100g粘土所能交换下 来的阳离子总量4. 粘土的水化作用：粘土矿物遇水后，在其颗粒外表吸附水分子形成水化膜，经层间增大 的过程5. 造浆率:1t粘土所能配出的表观黏度为15mPa*s的钻井液体积6. 取代度 d :纤维素分子每一葡萄糖单元上的三个羟基中,羟基上的氢被取代而生成醚的个 数称为取代度7. 剪切速率：垂直于流速方向上单位间隔 流速的增量剪切应力
2、：单位面积上的剪切力8.表观粘度：又称有效粘度，是在某一剪切速率下，剪切应力与剪切速率的比值，卩宾汉：幂律 ：Y增加，卩减小a9.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钻井液的触变性：指搅拌后钻井液变稀，静置后又变稠的性质一般用终切力与初切力之差表示10.钻井液的造壁性：钻井液滤失过程中，其自由水进入岩层，固相颗粒附着在井壁上形成泥饼， 减小浸透性阻止或减慢钻井液继续侵入地层填空SMP/SMC/SMT动切比0.36-0.48pa/mpa*s流性指数n控制在0.4-0.7试验渗滤压差 0.89mpa影响粘土阳离子交换容量大小的因素：粘土矿物的本性；粘土的分散度；
3、溶液的酸碱度 电动现象的存在说明胶粒外表总带有电荷，其主要来源：电离作用，晶格取代作用，离子吸 附作用，未饱和键简答1. 钻井液的组成:由膨润土,水.各种处理剂,加重材料,及钻屑所组成的多相分散体系钻井液的功用：携带和悬浮岩屑；稳定井壁和平衡地层压力；冷却和光滑钻头、钻具；传递水动力此外钻井液还要做到： 与所钻遇的油气层相配伍，满足保护油气层的要求；有利于底层测试，不影响对地层的评价；防止对钻井人员和环境发生伤害和污染； 不腐蚀井下工具及地面装备或尽可能减轻腐蚀 钻井液分类：分散钻井液细分散；钙处理钻井液，盐水钻井液，饱和盐水钻井液粗分散；聚合物钻井液，甲基聚合物钻井液不分散；油基钻井液； 合
4、成钻井液； 气体型钻井液； 保护油气层钻井液2. 静电稳定理论DLVO理论溶胶在一定条件下是稳定存在还是聚沉，取决于胶粒之间 存在的两种相反的作用力，即互相吸引力与静电斥力，当胶体颗粒在布朗运动中互相碰 撞时，吸力大于斥力，溶胶就会聚结，反之，斥力大于吸力时，粒子碰撞后又分开，保 持其分散状态3. 粘土水化膨胀受三种力制约：外表水化力；浸透水化力；毛细管作用力 影响粘土水化膨胀的因素：粘土晶体的部位不同，水化膜厚度不一样；粘土矿物不同，水化作用的强弱不同； 粘土吸附的交换性阳离子不同，其水化程度有很大差异 泥浆中可溶性的盐类及泥浆处理剂的影响 温度和压力的影响粘土水化膨胀作用机理：粘土矿物外表
5、吸附水分子和补偿阳离子吸附水分子，增大晶层 间距的过程4. 丹宁的稀释机理: 单宁酸钠苯环上相邻的双酚羟基可通过配位键吸附在粘土断键边缘的铝离子处，而剩余 的一ONa和一COONa均为水化基团，他们又能给粘土颗粒带来较多的负电荷和水化层， 使粘土颗粒端面处的双电层斥力和水化膜厚度增加，从而拆散和削弱了粘土颗粒间通过 端-面和端一端连接形成的网架构造，使粘度和切力下降5. 不同交换性阳离子引起水化程度不同的原因P42 粘土单元晶层间存在两种力：膨胀力和带负电荷的晶层之间的斥力， 一层间阳离子一粘土单元晶层之间的静电引力假设静电引力大于晶层间的斥力，即21，那么粘土只能发生晶格膨胀 假设晶层间斥力
6、大于静电引力，即21 ，粘土发生浸透膨胀6. 对抗高温钻井液处理剂的一般要求1) 高温稳定性好，在高温条件下不易降解2) 对粘土颗粒有较强的吸附才能，受温度影响小3) 有较强的水化基团，使处理剂在高温下有良好的亲水特性4) 能有效抑制粘土的高温分散作用5) 在有效加量范围内，抗高温滤失剂不得使钻井液严重增稠6) 在PH较低7-10时也能充分发挥其效力，有力与控制高温分散，防止高温胶凝和 高温固化现象的发生7聚合物钻井液的特点 1固相含量低而且亚微粒子所占比例也较低2具有良好的流变性3钻速快 4井壁稳定民井径规那么5对油气层伤害小，有利于发现和保护气层6防止井漏7钻井本钱低阐述1. 影响聚结稳定
7、性的因素并举例（1）电解质浓度的影响1）在高浓度电解质存在时，除了胶粒非常靠近以外，在任何间隔 上都是吸引 能占优势，在这种情况下聚结速度最快2）在中等电解质浓度下，由于存在远程斥力能的作用，聚结过程被延缓了3）在低电解质浓度下，由于存在明显的远程斥力能的作用，聚结过程很慢 例：钻井时发生盐侵或钙侵时，易导致钻井液性质发生变化，应采用饱和盐水 钻井液体系（2）反离子价数的影响 电解质中起聚沉作用的主要是与胶粒带相反电荷的反离子，反离子价数越高， 聚沉值越低，聚沉率越高，聚沉才能越强例：（3）反离子大小的影响 水化离子半径越小越容易靠近胶粒，越容易发生聚沉，尤其对低价离子影响显 著例：钾基聚合物
8、钻井液中钾离子起页岩抑制剂的作用（4）同号离子的影响 同号离子对胶体有一定的稳定作用，可以降低反离子的聚沉才能，但有机高聚 物离子例外例：HPAM在膨润土颗粒上吸附，可增加粘土颗粒的电动电位（5）互相聚沉现象 带一样电荷的两种溶胶混合后没有变化，除个别例外，而两种相反电荷的溶胶 互相混合那么发生聚沉例：正电胶 MMH 参加水基钻井液中，使得其切力增加，滤失量也增加2无机处理剂在钻井液中的作用机理（举例说明）1离子交换吸附 在配置预水化膨润土时，参加适量碳酸钠，使钠离子与钙蒙脱土颗粒外表的钙离子发生交换， 从而使粘土的水化和造浆性能进步，分散成更小的颗粒，使钻井液粘度和切力升高，滤失量 降低2调
9、控钻井液的 PH 值 添加适量的烧碱进步钻井液的 PH 值，以应对 PH 值下降的现象 3沉淀作用如有过多的钙离子或镁离子侵入钻井液，那么会削弱粘土的水化和分散才能，破坏钻井液 性能，这时可先参加适量烧碱出去镁离子，然后用适量纯碱除去钙离子4结合作用在受到钙侵的钻井液中参加足量的六偏磷酸钠，可生成稳定的络离子，将钙离子束缚起来，相当于从钻井液中除去钙离子（5） 与有机处理剂生成可溶性盐 单宁腐殖酸等有机处理剂在水中溶解度很小，不易吸附在粘土颗粒上，参加适量烧 碱，使之转化为可溶性盐，如单宁酸钠和腐植酸钠，才能发挥其效能6抑制溶解的作用 在钻遇岩盐和石膏地层时，常使用盐水钻井液和石膏处理的钻井液
10、，甚至是使用饱 和盐水钻井液，来增强钻井液抗污染才能，以及防止可溶性岩层的溶解，使井径保持规那么推导静滤失方程： 假设：泥饼厚度与钻井直径相比很小，泥饼是平的且厚度为定值，泥饼不可压缩且其浸 透率不变1K泥饼浸透率卩m2上dV kAAP滤失速率：工=at卩hmcf Vsm mf(V + hsm f二 f h Asc A)= f h Amc scmc卩-滤液粘度mP samcVf - - 滤液体积cm 3于是有 hmcf Virr-nsc smsm2V - - 钻井液体积 m 3 m将2带入1中得：kAAPA f-scsm将上式积分得：JVfV dV0fftkAAPo 卩sm1 dt丿V 2 k
11、 ( f ) -f _ A2 一 1 APt 2卩I f丿 sm分析静滤失量的影响因素：1滤失时间；2压差越大，滤失量越大；3滤液的粘度；4温度T增大， 粘度减小，滤失量增大； 5固相含量，钻井液中固相含量越高，泥饼中固相含 量越小，钻井液滤失量越小； 6岩层的浸透性； 7泥饼的压实性，泥饼越薄， 浸透性越小，滤失量越小； 8钻井液的絮凝和聚结，可进步泥饼浸透率，从而增 大滤失量7. 流变参数的计算t Pat0.51163006nx1000 =Nar1.703 NNp=16a2 6001r /min 二 1.703s-1t 二 0.5116宾汉流体：卩ptt600300Y 600300卩-mP
12、 - s 6 :转速为N时的读数 a aN0.511(6-6)6003001022511X1000 = 66006300t =t Y0 600 p 600= 0.5116600(6600 _6300) X1022 = 0.511(61000300假塑性流体：n = 3.3221g 答0.5116k =see-511n2. 几种主要粘土矿物的晶体构造特点及其对储层的影响(1) 高岭石11:1层型粘土矿物；2几乎无晶格取代，CEC很小，负电量少；3晶层与晶 层之间容易形成氢键，故晶层间连接严密； 4水化性能差，造浆性能不好 影响：1) 在钻井过程中，含高岭石的泥页岩地层易发生剥蚀掉块2) 高岭石常
13、见疏松地层，在砂岩空隙中常以分散质点式存在且颗粒较大，附着 力弱，是储层中产生微粒运移的根底物质3) 流体以较高流速流向油层时，因剪切力作用使其从砂岩颗粒外表脱落随流体 一起流动，在喉道上产生堵塞4) 当储层中有较多高岭石成分时，应控制流体流速(2) 蒙脱石1 2:1 型粘土矿物2晶格取代多在八面体中，CEC大，负电量大3 晶层间引力以分子间力为主，因力弱，晶层间距较大，水分子易进入晶层， 引起晶格膨胀4晶层的内外外表均可进展水化及阳离子交换，吸水性强，造浆率高 影响：1) 钻井时易导致缩径，卡钻事故2) 易出如今浅层，以薄膜形式粘附在碎屑颗粒外表3) 亲水性强，比外表高其水化膨胀会降低储层浸
14、透率，降低产量(3) 伊利石1) 2:1 层型粘土矿物2) 晶格取代多发生在四面体中，其晶胞平均负电荷比蒙脱石高，产生的负点 主要由钾离子平衡3) 晶层间引力以静电引力为主，比氢键强，晶层间距较小是非膨胀型粘土矿 物4) 水化作用仅限于外外表影响：1) 多是搭桥式，有很多微细孔隙，产生强吸水区，外来液体侵入后，易造成含 水饱和度增加，使油层的相对浸透率下降2) 一些毛发状的伊利石在流体流动时有可能被粉碎，并运移至喉道外形成阻 塞，其单向阀作用，从而伤害油气层的浸透率(4) 绿泥石1) 2:2 层型粘土矿物2) 层间有水镁石晶片，静电核数很低3) 非膨胀性粘土矿物影响：1) 富含铁，具有酸敏性2) 酸化时被溶解，释放铁离子，当酸耗尽时会形成氢氧化铁沉淀，其粒度比一 般底层喉道尺寸大，易堵塞喉道而损害油层，造成酸化失败3. 调整钻井液宾汉形式流变性参数的一般方法可概括为：1降低卩：1通过合理使用固控设备，加水稀释，减少固相含量 p2用化学絮凝方法降低粘土分散度2进步卩：1参加低造浆率粘土，重晶石，增加固相含量p2混入原油或适当进步 PH 值3增加聚合物处理剂的浓度3降低P :
