㈠ 鑽井液用增稠劑有效果嗎怎麼用
先介紹下鑽井液用增稠劑吧，它是一種廣泛適用在石油鑽井中的助劑，用於增加鑽井液的粘度和濃稠度，使鑽井液保持分散卻又穩定的狀態。如果使用的鑽井液不夠好，或者過於稀，可能會導致泥皮過於薄或者容易脆裂，不能有效地保護孔壁，甚至會造成坍塌、夾鑽等事故。
一般來說，我們會在混合鑽井液的時候，添加適量鑽井液用增稠劑再攪拌均勻即可。添加量根據材料體系的不同而定，使用前請進行試驗來得出具體的添加量，大概在配方總量的0.2%-1.0%左右。同時，在使用過後，記得要密封儲存，防潮、防強鹼強酸以及防雨水等雜質混入鑽井液用增稠劑中。
㈡ 什麼是石油鑽井液
鑽井液是指滿足鑽井與完井工程所需要的多功能循環流體。由於在旋轉鑽井中絕大多數是使用液體，少量使用氣體或泡沫，因此把鑽井流體稱作「鑽井液」。目前應用最廣泛、研究最深入的是水基鑽井液，因此鑽井液也常稱泥漿(舊稱)。我國鑽井液技術發展很快。1953年前後開始使用鈣基鑽井液，開創了粗分散體系的歷史。20世紀60年代研製成功了CMC、FCLS處理劑以及70年代鑽成了7000m的超深井，又使我國的鑽井液技術前進了一大步。1973年前後開始了不分散體系鑽井液的研製和使用，目前已基本完善。80年代開始了陽離子鑽井液的研製。
一、鑽井液的作用及成分鑽井液在鑽井工程中的主要功用是：(1)清洗井底，攜帶岩屑；(2)冷卻和潤滑鑽頭、鑽柱；(3)形成泥餅，保護井壁；(4)控制與平衡地層壓力；(5)懸浮岩屑和加重劑；(6)提供所鑽地層的有關資料；(7)將水功率傳給鑽頭；(8)防止鑽具腐蝕。
鑽井液的主要成分有：(1)水(淡水、鹽水、飽和鹽水等)；(2)膨潤土(鈉膨潤土、鈣膨潤土、有機土、抗鹽土等)；(3)化學處理劑(無機類、有機類、表面活性劑類、高聚合物類、生物聚合物類等)；(4)油(輕質油、原油等)；(5)氣體(空氣、氮氣、天然氣等)。這些成分在各類鑽井流體中所形成的分散體系不同，因此所起到的作用也不同。從物理化學觀點看,鑽井液是一種多相不穩定體系,包括懸浮體(如重晶石粉、鑽屑、粘土粉等)、膠體(如高聚合物、膨潤土的水溶液等)和真溶液(如氯化鈉、碳酸鈉的水溶液等),其中起主要作用的是膠體成分。
為了滿足鑽井工程的要求、改善鑽井流體的性能，需要在各種鑽井液中加入處理劑。根據所起的作用將處理劑分為鹼度調節劑、除鈣劑、除泡劑、起泡劑、減稠劑、增稠劑、絮凝劑、潤滑劑、殺菌劑、乳化劑、堵漏劑、加重劑、腐蝕抑制劑、表面活性劑、頁岩水化抑制劑、濾失量降低劑、解卡劑、高溫穩定劑等18類，約100～150種,其中經常使用的有20種左右。研究和開發處理劑，是提高鑽井液技術水平的重要內容。
二、鑽井液的性能為了正確使用鑽井液，首先需要對鑽井液的基本性能有正確的認識。一般用密度、粘度、切力、失水量、泥餅、pH值、穩定性、膠體率、含鹽量和含砂量等項指標來表示鑽井液性能的好壞。這些指標直接影響鑽井質量和鑽井速度。為了快速打出優質井，必須針對不同的鑽井情況和要求調整好鑽井液的性能指標。對於一般井，著重要求提高鑽速、安全鑽井；對於深井，還要能夠做到充分暴露油氣層；對於生產井，還要做到保護油氣層,提高產量。這些要求都需要通過制定合理的鑽井液性能指標來實現。
1.密度鑽井液密度是指鑽井液單位體積的質量，一般用符號ρ表示，習慣上單位用g/cm3。鑽井液柱對井壁和井底產生的壓力可以平衡地層壓力、防止井噴、穩定和保護井壁,同時可防止高壓油、氣、水侵入鑽井液破壞其性能，使井下情況復雜化。調節鑽井液密度可以控制液柱產生的壓力。鑽井液密度過大會增大動力消耗,降低鑽速,憋漏地層,傷害甚至壓死油氣層，因而鑽井液密度不能過高。在可比條件下，密度下降0.1～0.2g/cm3，鑽速可提高10%以上。因此，國外目前盡量採用低密度鑽井液鑽井。
2.粘度、觸變性和切力1)粘度鑽井液粘度是流動時鑽井液中固體顆粒間、固體顆粒與液體之間以及液體分子之間的內摩擦的反映。由於測量方法不同，有不同的粘度值。目前最常用的是塑性粘度。
塑性粘度是指在層流流動狀況下，鑽井液中固相顆粒間、固體與液體分子間的內摩擦以及液體本身受剪切所產生的流動阻力的總和。用旋轉粘度計測定，單位用mPa·s表示。
影響塑性粘度的主要因素是鑽井液中所含固體顆粒的數量、大小以及粘土礦物的類型。固體顆粒多、粒度細，比表面增加，內摩擦增大，塑性粘度必然增加。降低塑牲粘度最有效的辦法是用水稀釋或通過機械降砂的辦法降低固相含量。
鑽井液的粘度要適當。粘度太低，不利於攜帶岩屑；粘度太高則會帶來許多問題，如：(1)使流動阻力增大、泵壓上升、排量下降，井底清洗效果變差，以致於嚴重影響鑽速。(2)造成清砂和降氣工作困難。(3)易引起泥包鑽頭，造成「拔活塞」或卡鑽。(4)下鑽後開泵困難，循環壓力高，易憋漏地層。因此，必須根據鑽井速度、動力設備和所鑽地層的實際情況選擇合適的粘度。
2)觸變性和切力鑽井液的觸變性是指鑽井液攪拌後變稀、靜置後變稠的這種特性。鑽井液在停止攪拌後，由於粘土顆粒形狀不規則、性質不均勻，粘土顆粒間能形成網狀結構，慢慢失去流動性，並且結構強度隨靜止時間的延長而增加。用力攪拌可以破壞網狀結構，使鑽井液重新恢復其流動性。這就是觸變性的一般機理。這種情況在鑽井中經常出現，如鑽進時鑽井液不斷循環，粘度較低；而起、下鑽時鑽井液停止循環，粘度就增大。
鑽井液的觸變性可用靜切力來表示。靜切力是指破壞每平方厘米鑽井液的網狀結構所需的最小力，單位為mg/cm2。鑽井液靜切力的大小可用切力計進行測定。
由於鑽井液具有觸變性，則靜止時間不同，靜切力也不同。一般測兩種靜止時間的切力：靜止1min後所測切力值為初切；靜止10min後所測切力值為終切。1min與10min切力值的差異是由觸變性所決定的，故其差值能描述鑽井液觸變性的大小。
鑽井液流動時，部分網狀結構被破壞，同時另一部分的網狀結構又在恢復，最終形成一種動態平衡。網狀結構的存在使鑽井液具有一定的膠凝強度。度量動態平衡狀態下網狀結構強度大小的量稱作動切力。動切力是鑽井液在層流狀態時一項非常重要的性能參數，它對流動阻力及運輸岩屑的能力影響最大。動切力受粘土粒子表面性質、固相濃度和固相表面帶電性質等因素的影響。常用旋轉粘度計測定，單位為g/cm2。
3.失水量與泥餅在鑽井過程中鑽井液的失水可分為靜失水和動失水。一般動失水是指鑽井液流動循環過程中的失水。循環中泥餅有一個形成過程，從建立、增厚直到平衡，在這個階段的失水都屬於動失水。靜失水是指靜止狀態的失水量，地面測量的失水就是靜失水。起鑽時鑽井液停止循環，泥餅隨著失水量的增加有所增厚，隨著泥餅增厚失水量又有所減少，這個階段屬於靜失水。鑽井過程實際上是靜失水與動失水交替變化的過程。
1)泥餅的形成和失水鑽井所遇到的礫石層、砂岩層及裂縫性地層等都是有孔隙和裂縫的，也就是說這些岩層具有滲透性。當鑽井液柱產生的壓力大於地層壓力時，鑽井液會沿岩層的縫隙滲入地層。開始時，鑽井液中較大的固體顆粒先將大孔堵小一些；然後，由次大的顆粒再將孔堵小一些。持續堆積固體顆粒使孔越來越小，最後形成泥餅。泥餅的形成過程如圖5-7所示。
圖5-7鑽井液失水示意圖
與此同時，鑽井液中的自由水滲入地層。滲入地層的水稱為鑽井液的失水。泥餅形成過程中，鑽井液中自由水滲入地層的阻力逐漸增加，失水逐漸減少。泥餅形成後，失水主要取決於泥餅本身的滲透性，而地層滲透性對於失水的影響就變得很小。因此，鑽井液失水和泥餅的形成是同時進行的，也是相互影響的。開始由於失水形成泥餅，而形成的泥餅反過來又阻止進一步失水。鑽井液的失水量和泥餅可用失水儀測定。
2)泥餅和失水與鑽井的關系泥餅在失水過程中才能形成，所形成的泥餅又能鞏固井壁並阻止進一步濾失。失水過大會引起油層中粘土膨脹等井下復雜情況，損害油氣層的滲透率，故失水應盡可能低一些。
泥餅的作用主要有以下幾個方面：
(1)泥餅可以控制失水。
(2)泥餅有潤滑作用，可以減少鑽具轉動的動力消耗，另一方面也可以防止粘附卡鑽。
(3)泥餅膠結性好，鞏固井壁作用強，可防止鬆散地層的剝蝕掉塊和坍塌。
(4)泥餅有可壓縮性，在深井段可以進一步降低失水，鞏固井壁。
從以上分析可以看出,一般要求失水量越小越好，但也要根據實際情況作具體分析。在快速鑽井過程中或在不易坍塌的地層鑽井時可用清水。這時雖然失水量較大，但可大大提高鑽速，並可節約處理劑用量。另外，鑽井液類型不同要求的失水量范圍也不同。聚合物鑽井液、鹽水鑽井液雖然比淡水鑽井液失水量大，但由於聚合物及鹽水鑽井液能抑制泥頁岩，仍可保持井壁穩定。
4.pH值鑽井液的pH值，即酸鹼度,是鑽井液中氫離子濃度的負對數值。pH值小於7時，鑽井液為酸性,pH值越小，酸性越強。pH等於7時，鑽井液為中性。pH值大於7時，鑽井液為鹼性，pH值越大，鹼性越強。高鹼性鑽井液(如石灰鑽井液)pH值為12～14；不分散低固相鑽井液的pH值為8～9；弱酸性鑽井液(如飽和鹽水鑽井液)，pH值為6～7。現代鑽井常用低鹼性鑽井液。
5.含砂量鑽井液的含砂量是指鑽井液中不能通過200號篩子(篩孔邊長74μm)的砂子占鑽井液總體積的百分數。
鑽井液的含砂量過大，則易磨損鑽具和泵的零件。隨含砂量的增加，泥餅變粗變厚、摩擦系數增大、密度增加，嚴重時會引起卡鑽。因此，一般要求鑽井液的含砂量小於1%。
一般採用含砂量瓶及特別儀器進行含砂量的測定。
6.含鹽量鑽井液的含鹽量是指鑽井液濾液中含可溶性鹽類(鈉鹽和鈣鹽等)的數量，用每升溶液中含鹽類的毫克數表示。
可用滴定法或確定鑽井液電導率的方法來測定含鹽量。
7.穩定性鑽井液的穩定性可以從兩方面分析：
(1)鑽井液中的固相是否容易下沉以及沉降的快慢(稱沉降穩定性)。
(2)鑽井液中的粘土顆粒是否容易粘結變大(稱絮凝穩定性)。
現場一般只測沉降穩定性。沉降穩定性的好壞，在一定程度上也能反映出絮凝穩定性的好壞。此外，絮凝穩定性還可以根據失水、切力、沉降體積等間接測得。
㈢ 石油鑽頭的結構特點
1、採用浮動軸承結構，浮動元件由高強度、高彈性、高耐溫性、高耐磨性特點的新材料製成，表面經固體潤滑劑處理。在降低軸承副相對線速度的同時，減少摩擦面溫升，能有效提高高鑽壓或高轉速鑽井工藝條件下的軸承壽命和軸承可靠性。
2、採用高精度的金屬密封。金屬密封由一副精心設計加工的金屬密封環作為軸承軸向動密封，兩個高彈性的橡膠供能圈分別位於牙掌和牙輪密封區域內作為靜密封，優化的密封壓縮量確保了兩個金屬環密封表面始終保持良好接觸。
3、鋼球鎖緊牙輪，適應高轉速。
4、採用可限制壓差並防止鑽井液進入潤滑系統的全橡膠儲油囊，為軸承系統提供了良好的潤滑保證。
5、採用可耐250°C高溫、抗磨損的新型潤滑脂。
6、鑲齒鑽頭採用高強度高韌性硬質合金齒，優化設計的齒排數、齒數、露齒高度和獨特的合金齒外形，充分發揮了鑲齒鑽頭高耐磨性和優異的切削能力。鋼齒鑽頭齒面敷焊新型耐磨材料，在保持鋼齒鑽頭高機械鑽速的同時，提高了鑽頭切削齒壽命。