石油鉆井液概述
鉆井液是鉆探過程中
旋轉(zhuǎn)鉆井初期
1）清潔井底
2）冷卻和潤滑鉆頭及鉆柱
3）平衡井壁巖石側(cè)壓力，在井壁形成濾餅
4）平衡（控制）地層壓力
5）懸浮巖屑和加重劑。降低巖屑沉降速度
6）在地面能沉除砂子和巖屑。
7）有效傳遞水力功率。傳遞井下動力鉆具所需動力和鉆頭水力功率。
8）承受鉆桿和套管的部分重力。鉆井液對鉆具和套管的浮力，可減小起下鉆時起升系統(tǒng)的載荷。
9）提供所鉆地層的大量資料。利用鉆井液可進(jìn)行電法測井，巖屑錄井等獲取井下資料。
10）水力破碎巖石。鉆井液通過噴嘴所形成的高速射流能夠直接破碎或輔助破碎巖石。
鉆井液的運用淵源
很久以前，人們鉆井通常是為了尋找水源，而不是石油。實際上，他們偶然間發(fā)現(xiàn)石油時很懊惱，因為它把水污染了！最初，鉆井是為了獲得淡水和海水
有記載的最早的鉆井要追溯到公元前三世紀(jì)的中國。他們使用一種叫做繩式頓鉆鉆井的技術(shù)
1833 年，一位名叫弗勞威勒 (Flauville) 的法國工程師有一次觀察繩式頓鉆鉆井作業(yè)。作業(yè)進(jìn)行中，鉆井設(shè)備鉆出了水。這時他意識到噴出的水對把鉆屑從井中提出會非常有效。使用流動的液體從鉆孔中清除鉆屑的原理由此確立。他設(shè)想了一種裝置，按照這一設(shè)想，泵將水沿鉆桿的內(nèi)側(cè)送至鉆孔內(nèi)，而當(dāng)水經(jīng)鉆桿和鉆孔壁間的縫隙返回到地表后，就會將鉆屑一并帶出。此操作程序沿用至今。
1900 年，在德克薩斯州的 Spindletop 鉆探油井期間，鉆井工人驅(qū)趕一群牛趟過了一個灌滿水的地坑。被牛趟過的水坑中就會形成泥漿，它是一種粘稠的、泥漿狀的水和泥土的混合物，鉆井工人用泵將它送入鉆孔中。鉆井液如今仍被稱作泥漿，但工程師們已不再只依賴水和泥土作為鉆井液的原料。他們對混合物的成分進(jìn)行精心調(diào)配，以滿足各種鉆探條件下的具體需要?div id="4qifd00" class="flower right">
旋轉(zhuǎn)鉆探已基本上取代了繩式頓鉆鉆井。使用這種技術(shù)時，鉆頭位于旋轉(zhuǎn)巖管的末端。鉆探過程與使用手持式電鉆或螺絲鉆鉆入一塊木頭的過程類似。不象鉆木頭那樣只鉆入幾英寸或幾厘米，現(xiàn)代油井可深達(dá)地下幾千英尺或幾千米。鉆井時，鉆屑沿孔道的螺旋槽被從鉆孔中帶出。這種方法對鉆淺孔有效
鉆井液的類型及組成
鉆井液按分散介質(zhì)（連續(xù)相）可分為水基鉆井液、油基鉆井液、氣體型鉆井流體等。鉆井液主要由液相、固相和化學(xué)處理劑組成。液相可以是水（淡水、鹽水）、油（原油、柴油）或乳狀液（混油乳化液和反相乳化液）。固相包括有用固相（膨潤土、加重材料）和無用固相（巖石）?div id="d48novz" class="flower left">
①水基鉆井液
水基鉆井液是一種以水為分散介質(zhì)，以粘土（膨潤土）、加重劑及各種化學(xué)處理劑為分散相的溶膠懸浮體混合體系。其主要組成是水、粘土、加重劑和各種化學(xué)處理劑等。水基鉆井液基本經(jīng)歷了五個階段，即天然鉆井液（1904-1921年）、細(xì)分散鉆井液（1921-1946年）、粗分散鉆井液（1946-1973年）、不分散低固相鉆井液（1966年至今）、無固相鉆井液（1968年至今）、聚合物鉆井液（1978年至今）階段等。
水基鉆井液還可分為：
淡水鉆井液。氯化鈉含量低于10mg/cm³
鹽水鉆井液（包括海水及咸水鉆井液）。氯化鈉含量高于10mg/cm³
鈣處理鉆井液
飽和鹽水鉆井液
混合乳化（水包油）鉆井液。含有3%-40%乳化油類的水基鉆井液
不分散低固相聚合物鉆井液
鉀基鉆井液
聚合物鉆井液。它是以聚合物（如：聚陰離子纖維素
②油連續(xù)相鉆井液
油連續(xù)相鉆井液（習(xí)慣稱為油基鉆井液）是一種以油（主要是柴油或原油）為分散介質(zhì)，以加重劑、各種化學(xué)處理劑及水等為分散相的溶膠懸浮混合體系。其主要組成是原油、柴油、加重劑、化學(xué)處理劑和水等。它基本經(jīng)歷了原油鉆井液（1930年初）、油基鉆井液、油包水（反相乳化）鉆井液（1960年至今）等三個階段
原油鉆井液。主要成分是原油
油基鉆井液
油包水（反相乳化）鉆井液。一柴油（或原油）為連續(xù)相
③氣體型鉆井流體
氣體鉆井液是以空氣或天然氣作為鉆井循環(huán)流體的鉆井液。泡沫鉆井液是以泡沫作為鉆井循環(huán)流體的鉆井液
API(美國石油學(xué)會)及LADC(國際鉆井承包商協(xié)會)認(rèn)可的鉆井液體系如下：不分散鉆井液體系、分散性鉆井液體系
鉆井液的選用標(biāo)準(zhǔn)
鉆井液是鉆井的“血液”
①鉆井循環(huán)的要求
鉆井循環(huán)對鉆井液的要求是泵壓低（粘度低）
②要保持井眼的穩(wěn)定
鉆穿的地層要用鉆井液的壓力柱與地層壓力取得平衡
③要求鉆井液保護(hù)油氣層
鉆開油氣層后
④保護(hù)環(huán)境和生態(tài)
鉆井液中常含有原油
鉆井液的主要作用
地下鉆井作業(yè)的嚴(yán)酷環(huán)境促進(jìn)了對鉆井液的研究和開發(fā)，要求能夠在鉆井過程中完成以下多項關(guān)鍵任務(wù)：懸浮
1、懸浮
沿鉆桿向下或從鉆孔中向上流動的鉆井液有時會停止運動
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許多人都看到過石油從鉆井臺中噴入高空，石油工人為之而歡呼雀躍的情景。實際上
液體的壓力隨其濃度的變化而變化
3、裸露巖層的穩(wěn)定性
鉆井過程分為兩個階段：第一階段是鉆穿不含石油的巖層，目標(biāo)是盡快鉆穿不含油巖層，到達(dá)含油巖層，即儲集層。此時的重點是要保持鉆孔中裸露巖層的穩(wěn)定，同時還要避免鉆井液流失。而如果保持鉆井液壓力高于巖層孔隙流體壓力，鉆井液就會出現(xiàn)向巖層的透水巖石中滲入的自然趨勢。在鉆井液中加入特殊的添加劑，就能防止發(fā)生這種情況。
鉆井液可能會以其它方式與周圍的巖石相互作用。例如，如果巖石含鹽量很高，水就會溶解其中的鹽分，從而使鉆孔壁變得不穩(wěn)定。在這種情況下，使用油基鉆井液效果會更好。粘土含量高的巖層也容易被水沖刷掉。對這類巖層需使用抑止性的鉆井液，以保持井眼穩(wěn)定并防止井眼擴(kuò)大或被沖蝕。隨著鉆探不斷深入，井眼被用鋼套管保護(hù)起來
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一座油井可能深達(dá)數(shù)千英尺或數(shù)千米。而一根如此長的鋼鉆桿將重達(dá)數(shù)噸。如果將鉆桿浸入鉆井液，就會產(chǎn)生浮力作用，降低鉆桿重量，并會減小對鉆探機(jī)械裝置的壓力。
5、潤滑和冷卻
金屬鉆入巖石時，會因摩擦生熱。鉆井液可潤滑和冷卻鉆頭，使鉆探平穩(wěn)進(jìn)行，同時延長鉆頭的壽命。對延伸區(qū)域或水平油井而言，潤滑可能尤為重要，因為在這些地方，鉆桿、鉆頭和巖石表面間的摩擦必須保持在最低水平。
鉆井液的正確維護(hù)
越來越多的鉆井承包商正在換用大型鉆機(jī)并使用固控系統(tǒng)。固控系統(tǒng)不適用于高粘度鉆井液。高粘度鉆井液不像低粘度鉆井液那樣容易過篩，高粘度鉆井液能使鉆井液堵塞振動篩而造成漫篩。另外，對水力旋流器（除砂器、除泥器等）的尺寸要求也增大了。
遇到這種情況怎么辦？倒劃眼時要泵入更多的泥漿，理由是較大的鉆機(jī)要使用較大的泥漿泵。倒劃眼要產(chǎn)生更多的固相，如果沒有大泵要使用低粘度泥漿。往泥漿體系中加水，稀釋作用可增加分離設(shè)備的效率?div id="4qifd00" class="flower right">
在使用某些聚合物添加劑時，如果使用固控設(shè)備
加入其他干聚合物添加劑時