PEM钻井液
国内领先近10年的环境可接受的水基防塌钻井 液体系（简称PEM泥浆体系，Protecting Environment Mud） - 满足钻井作业要求 - 满足环境保护的要求 - 满足保护油气层的要求 - 节约钻井整体成本 - 提高泥浆服务质量
PEM钻井液
应用范围： 用于中下部井眼段、强水敏性复杂地层、大斜度大位 移井，环境敏感地区作业井的作业。 基本配方（kg/m3） 预水化膨润土 烧碱 PAC-HV XC PF-JLX KCl 2040 23 35 12 3050 3050 纯碱 PF-FLO PF-PLUS PF-TEX PF-LPF 12 510 35 510 515
海水膨润土浆钻井液
常见性能： FV：30-40 s YP/PV〉2
维护处理： 用海水钻进，膨润土稠泥浆塞洗井携砂； 维持稠泥浆的YP(Pa)等于或大于PV(mPa.s)； 预水化膨润土浆配好以后，在泵入前加入石灰来提 高泥浆的粘度和切力，加入石灰后停止循环和搅动 以保持絮凝状态。
海水聚合物浆钻井液
分散体系
由水、配浆膨润土和各种对粘土、钻屑起分散作用的处理剂（简称为分散剂） 配制而成的水基钻井液称为分散钻井液。为了与钙处理钻井液区别，有时又 称为细分散钻井液。 在较深井段，需要泥浆密度较高或井眼条件可能比较复杂时，泥浆通常需要 分散，典型的分散剂有木质素磺酸盐、褐煤或单宁。它们是有效的反絮凝剂 和降滤失剂。经常使用一些含钾化学品可提高页岩稳定性。添加专门的化学 品调节或保持特定的泥浆性能。
钻井液体系分类
低固相钻井液体系
该体系的固相体积含量和类型受到控制，总的固相体积含量不能超过 610%。粘土固相体积含量不超过3%并要求钻井固相和膨润土的比 例小于2:1。该体系是不分散体系，通常使用结合添加剂作增粘剂和膨 润土增效剂。该体系的一个最显著优点是能大大提高钻井速度。
盐水钻井液体系
这一类包括几种钻井液体系。用于钻含盐地层的饱和盐水体系中，氯化物的浓 度 接近190g/l。一般盐水体系中氯化物的浓度为10190g/l。浓度较低的 体系通常指咸 水和海水体系。盐水钻井液通常是由咸水、海水或产出水配制的。 该类钻井液用淡水或盐水配制，加入干的氯化钠达到要求的矿化度（也使用氯 化钾这样的盐以抑制页岩膨胀）。凹凸棒土、羧甲基纤维素和淀粉等其它一些 专用产品可用来增加钻井液的粘度以提高井眼净化能力，降低滤失量。
钻井液体系分类
空气、雾、泡沫和天然气体系
这类体系包括4种基本作业类型： 干空气钻井，以一定速率将干空气或天然 气注入井眼内， 并根据有效清除岩屑所需环空流速来确定注入速率的大小； 雾化钻井，就是向空气流中注入发泡剂，并与产出水混合， 包裹钻屑，以防止泥环产生，清除钻屑； 泡沫钻井，是使用表面活性剂，还可能使用粘土或聚合物， 形成具有高输送能力的泡沫； 充气流体，用注入空气的泥浆来清除井眼内钻屑。
应用范围： 一般用于上部大井眼段钻进，也可用于地层水敏性较 弱的浅井作业。 基本配方（kg/m3） 预水化膨润土 2040 烧碱 35 纯碱 13 PAC-HV 35 PF-FLO 510
海水聚合物浆钻井液
常见性能： FV： 40 60 s MW： 1.101.30 g/cm3 YP: 2035 lb/100ft2 Gel: 310/820 pH: 910 FL: < 105 ml MBT： < 70 g/l
PEC钻井液
PEC钻井液的特点
保证钻井液在整个钻井过程中的包被效果 减少压力及滤液的传递是井壁稳定的重要因素 控制物理因素 缓解化学因素压力 良好的携砂、悬浮能力 无机盐－强抑制 适度抑制 增强封堵能力——减少压力及滤液的传递
PEC钻井液
应用范围： 本体系对粘土矿物颗粒具有一定的抑制防膨作用，一 般在大套软泥岩井段钻进。 基本配方（kg/m3） 预水化般土 PAC-HV PF-JMH PF-PAC LV PF-EPF PF-GRA 2030 35 35 23 1015 510 烧碱 PF-FLO PF-TEX PF-PLH PF-LPF 35 510 510 35 515
钻井液体系分类
油基泥浆体系
在高温井和深井钻井过程中，由于经常涉及卡钻和井壁稳定的问题，要 求使用的流体具有很好的稳定性和页岩抑制性，此时，可以使用油基体 系。它们有两种类型： 逆乳化泥浆即油包水乳状液，典型的是使用氯化钙盐水作分散相，油作 连续相，并添加乳化剂、润湿剂、亲油胶体和加重剂等所形成的稳定的 乳状液体系。在该体系的液相中盐水含量最高可达50％，低标准的逆 乳化泥浆是一种“松散”的乳化液，电稳定性较低，滤失量较高。调节 添加剂浓度、盐水含量，可以控制该体系的流变性、滤失量和乳化稳定 性。 仅用油做连续相的体系，通常用作取心流体。虽然该体系不额外添加水 或盐水，但它们会从地层中吸收水。所有油基体系视粘度需要添加大量 的胶凝材料。专门的油基泥浆添加剂包括：乳化剂和润湿剂（通常为脂 肪酸和胺衍生物）、高分子量皂类、表面活性剂、胺处理的有机材料、 有机土和用于调节碱度的石灰。
钻井液体系介绍
主要内容
钻井液体系分类
水基钻井液体系
油基钻井液体系 完井修井液体系
钻井液体系分类
参照美国石油学会(API)和国际钻井承包商协会(IADC)的分类方法，钻 井液可分为以下10种体系：
不分散体系
该体系包括开钻泥浆、自然原浆和其它通常用于浅井或上部井段钻井的轻度处 理的体系，不添加稀释剂和分散钻井固相和粘土颗粒的分散剂。
钻井液体系分类
钙处理钻井液体系
钙处理钻井液体系是在使用分散性钻井液的基础上发展起来的具有较好抗盐、 钙污染能力和对泥页岩水化具有较强抑制作用的粗分散钻井液体系。 在淡水钻井泥浆中加入像钙、镁这样的二价阳离子，能抑制地层粘土和页岩膨 胀。高浓度可溶性钙盐用来控制页岩坍塌井径扩大和避免地层损害。 钙处理钻井液体系主要由含Ca2+的无机絮凝剂、降粘剂和降滤失剂组成。目 前常用的无机絮凝剂主要有三种：熟石灰（氢氧化钙）、石膏（硫酸钙）和氯 化钙。用石灰处理者称为石灰钻井液，用石膏处理者称为石膏钻井液，用氯化 钙处理者称为氯化钙钻井液。 石膏体系通常pH值为9.510.5，过量浓度石膏钙含量为0.61.2g/l；典 型的石灰体系有两种，对于低浓度石灰体系，pH值为1112，石灰过量浓度 为0.30.6g/l；对于高浓度石灰体系，石灰过量浓度为1.54.5g/l。特殊 的泥浆性能靠添加专门的产品来控制。钙处理泥浆能抗盐和硬石膏污染，但在 高温条件下（井底温度超过135℃时）钻井液中的各种粘土会与石灰、烧碱发 生反应，生成水合硅酸钙等类似于水泥凝固后的物质，导致钻井液急剧增稠或 胶凝和固化。
海水聚合物浆钻井液
维护处理： 海水中加入烧碱和纯碱降低钙、镁离子含量，再加入需要量 的预水化膨润土；
调节预水化膨润土含量，加水稀释或用木质素磺酸盐、褐煤、 PF-THIN等处理可控制泥浆的粘切；
需要时加入生物聚合物XC来提高泥浆的屈服值YP和切力Gel， 增大PAC-HV的加量提高泥浆的粘度； 控制泥浆滤失量用PF-FLO、PF-PAC-LV,还可使用铵盐 NPAN； 加入氯化钾和PF-TEX可提高体系的抑制性能； 加入PF-LUBE或PF-BLA(塑料微珠)提高体系的润滑性。
PEM钻井液
常见性能： FV： 40 55 s MW： 1.101.50 g/cm3 YP: 1530 lb/100ft2Gel: 310/515 pH: 8.59.5 FL: ≤4 ml MBT： < 50 g/l 维护处理： 用烧碱和纯碱控制体系的pH和Ca2+、Mg2+浓度； 预水化膨润土用于控制滤失量和提高泥饼质量，可在配 制新浆时加入，也可直接向井浆补充，加入前最好用稀 释剂如铵盐NPAN、PF-THIN等进行处理护胶； 配制新浆时，先加其它处理剂对细分散的膨润土护胶， 然后加入PF-PLUS、 PF-JLX、PF-WLD和氯化钾；
水基钻井液体系
水基钻井液体系
水基钻井液体系
海水膨润土浆钻井液
海水聚合物钻井液 PEM钻井液 PEC钻井液
PRD钻开液
GID钻井液
海水膨润土浆钻井液
应用范围： 一、二开表层钻井作业使用。要求配制快捷，净化能 力好，能支撑上部疏松地层。 基本配方（kg/m3） 淡水 1m3 烧碱 0.51 纯碱 0.51 膨润土 6080 在膨润土预水化后视需要用海 水稀释
PEM钻井液
维护处理： PF-JLX和PF-WLD需在井温超过50oC的条件下使用，PFJLX加量必须达到 3％以上；
用生物聚合物PF-XC来提高泥浆的屈服值YP和切力Gel；
PF-PAC-HV和PF-FLO、RS-1用于控制泥浆的滤失量，高温 深井段，用PAC-LV代替PAC -HV，用PF-SMPC、PF-TEMP 来控制HTHP滤失量； 随着钻屑的吸附消耗，应及时补充PF-JLX和PF-PLUS，保 持足够的浓度以维 持体系的强抑制性，高温深井段(>150oC)， 停止使用PF-PLUS，加大PF-WLD的浓度维持体系的强抑制 性； 加入PF-TEX或PF-GLA来增强体系的防塌性能； 必要时可加入PF-LUBE或PF-BLA进一步提高体系的润滑性。
钻井液体系分类
合成基泥浆体系 设计合成基流体时借鉴了油基泥浆的特性，但消除了油基 泥浆对环境的危害。合成基流体的主要类型有酯、醚、聚 －烯烃和异构化－烯烃钻井液。它们对环境无危害，能直 接排到海里，无荧光，具有生物可降解性。 完井修井液体系 修井液、完井液和打开油层钻井液是为减少地层损害而专 门设计的体系，或用作完井作业之后的封隔液，这些体系 对产层的影响必须是能用酸化、氧化或通过完井技术及一 些生产作业等补救措施消除的。该体系包括从清洁盐水到 聚合物钻井液（由细盐和碳酸钙加重）各种液体，以及高 度处理的泥浆（封隔液）。
PEC钻井液
Polymer Enhance Cation Drilling Fluid
PF-JMH-YJ能够牢固地吸附在粘土颗粒表面并进入层 间，使粘土颗粒所带电荷发生变化，使其电位转化为正 电位，利于PF-PLH对粘土颗粒的包被并形成较强的结 构。 PEC钻井液利用PF-PLH与PF-JMH-YJ的复配，可以 达到较理想的“软抑制”效果，同时使用PF-EPF（纳 米级乳化石蜡）配合PF-TEX加强泥浆的封堵效果，阻 止压力及滤液的传递。 PF-JHA同样具有类似PF-JLX的浊点行为，但抑制性 较PF-JLX差，但其润滑性更佳。 本体系不含无机盐，不会造成地层内离子局部浓集