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'@钻井液性能 目录密度和压力平衡流变性能滤失和润滑性能化学分析油基钻井液性能 密度和压力平衡 钻井液密度的控制密度过高：增大正向压差，对储层污染加重；液柱压力增大，增大井底岩石可钻强度并引起井底岩石的重复切削密度过低：井壁不稳定，油气层压力无法控制确定泥浆密度的原则根据地质资料确定，在正常情况下尽可能使用低密度钻开油气层尽可能近平衡钻进，既要保护油气层又要防喷，做到“压而不死，活而不喷”；近平衡钻进要在起钻时考虑可能存在的“抽吸作用”，增加附加密度钻穿高压盐水层时为了防止盐水的污染，应提高密度采取“坚决压死”的措施对易缩径和易剥落掉块的地层，应适当提高泥浆的密度密度和压力平衡 测量仪器加压比重计普通比重计 钻井液密度升高可能因素加入加重材料；钻屑累积；快速钻进而泵排量跟不上会使井内钻井液密度升高；增大钻井液屈服值会使当量循环密度升高；增大泵排量或泵压会使当量循环密度升高；加入较多电解质（盐类）；油基钻井液加入较高密度的盐水；加入较高密度的新浆 钻井液密度下降可能因素加入比钻井液密度低的清水；井下油气侵；加油；加入较低密度的新浆或胶液；加强固相清除；用离心机清除（或回收）高密度固相；降低钻井液屈服值或减少泵排量及泵压能使井下当量循环密度下降；充气配制成充气钻井液或使用泡沫钻井液；钻进速度较低情况下提高泵排量有可能使井内钻井液密度降低。 相关概念静液压力静液压力是由液柱重量引起的压力。它的大小和液体密度及垂直高度有关，而和液柱的横向尺寸及形状无关。通常把单位高度(或深度)增加的压力值称为压力梯度，静液压力梯度受液体密度的影响和含盐浓度、气体的浓度以及温度梯度的影响。上覆岩层压力某处地层上覆岩层压力是指覆盖在该地层以上的地层基质(岩石)和孔隙中流体(油气水)的总重量造成的压力。岩石密度与孔隙度的大小和埋藏的深度有关 地层压力地层压力是指作用在岩石孔隙内流体(油气水)上的压力，也叫地层孔隙压力。正常地层压力等于从地表到地下该地层处的静液压力。其值大小与沉积环境有关。地层破裂压力在井中一定深度处的地层，其承受压力的能力是有限的，当压力达到某一值时会使地层破裂，这个压力称为地层的破裂压力pf。地层破裂压力的大小取决于许多因素，如上覆岩层压力、地层压力、岩性、地层年代、埋藏深度以及该处岩石的应力状态。安全密度窗口介于地层破裂压力和地层压力之间的钻井液密度范围 流变性能 钻井液的流变性钻井液流变性(rheologicalpropertiesofDF)在外力作用下，钻井液流动和变形的特性。如钻井液的塑性粘度、动切力、表观粘度、有效粘度、静切力和触变性等性能都属流变性参数。泥浆的流变性对钻井的影响携带岩屑，保证井底清洁。悬浮岩屑与重晶石影响机械钻速影响井眼规则和井下安全。 钻井液的流变性剪切应力与剪切速率剪切速率(shearrate)：在垂直于流动方向上单位距离内流速的增量(dv/dx)。剪切应力(shearstress)：液体流动过程中，单位面积上抵抗流动的内摩擦力。 钻井液的流变性流体的基本流型牛顿流体：剪切应力与剪切速率成正比。塑性流体：宾汉流体，适合于水基钻井液体系假塑性流体：幂律流体，适合于高分子聚合物体系膨胀流体 牛顿流体（NewtonianFluid）：剪切应力dyn/cm2dv/dx:剪切速率:s-1:粘度（Poise、泊)剪切速率Dv/dx切应力：1dyn/cm2=1x10-5N/10-4m2=0.1Pa1poise=1dynes.s/cm2=0.1Pa.s1cp=0.01p=0.001Pa.s=1mPa.s 宾汉塑性流型BinghamPlasticModel模型：=0+s0：动切力（屈服值）Yieldpoint(YP)Pas：塑性粘度(PV)Plasticviscosity(cp)：剪切速率(s-1)剪切速率=Dv/dx切应力：0s 参数计算（范氏旋转粘度计）＝1.703(s-1)=0.511(Pa)塑=PV=600-300(cp)0=0.511(300-s)(Pa)cp宾汉流体 幂律流型(PowerlawModel)基本方程：=knk：稠度系数n：流性指数流动特性分析施加极小的切应力就发生流动，没有静切应力，而且粘度随切应力的增加而降低。 幂律流型(PowerlawModel) 粘度(viscosity)定义：钻井液流动时，固体颗粒之间、固体颗粒与液体之间、以及液体分子之间的内摩擦的总反映。影响泥浆粘度的基本因素粘土含量（含量大，粘度大）土粒的分散度（增加塑性粘度）土粒的聚结稳定状况或絮凝强度（结构粘度）高分子处理剂的性质、分子量和浓度钻井液的流变性－常用流变参数 漏斗粘度定义：用漏斗粘度计测得的一定体积流体(700ml)流出500ml所经历的时间。单位为秒。漏斗粘度与泥浆的塑性粘度、屈服值、以及仪器的尺寸和形状有关。钻井液的流变性－常用流变参数现用马氏漏斗:1500ml流出946ml 结构粘度定义：分散相颗粒之间的相互作用或空间网架结构给流动增加的摩擦力，与泥浆的屈服值（0）紧密相关。钻井液的流变性－常用流变参数 剪切稀释性定义：表观粘度随剪切速率增大而降低的现象对于宾汉流体，塑越低，0越高，即0／塑比值越大，剪切稀释能力越高。在实际钻井井眼的各个部位处（如钻杆内、钻头水眼处、环空等），其剪切速率各不相同，导致各处的有效粘度各不相同。0/塑比值大者，剪切稀释能力强，有利于高压喷射钻井；同时在低剪切速率下会显著增稠，有利于带砂。钻井液的流变性－常用流变参数 静切力、动切力钻井液的切力是指静切力，其胶体化学的实质是凝胶强度，凝胶强度取决于单位体积中结构链环的数目和单个链环的强度。钻井液的动切力：反映层流流动时，粘土颗粒之间及高聚物分子之间的相互作用力（形成空间网架结构的能力）。触变性(thixotropy)定义:搅拌后泥浆变稀（切力降低），静置后泥浆变稠（切力升高）的特性。表示方法：触变性的表示：10秒钟切力（初切）、10分终切力（终切）钻井工艺要求钻井液具有良好的触变性，在泥浆停止循环时，切力能较快地增大到某个适当的数值，即有利于钻屑的悬浮，又不致于静置后开泵泵压过高。钻井液的流变性－常用流变参数 对钻井液流变性的一般要求对于非加重钻井液塑性粘度（PV):5-12mPa.s动切力（YP):1.4-14.4PaYP/PV=0.48Pa/mPa.s流型指数：0.4-0.7卡森动切力c:0.6-3Pa极限高剪粘度：:2-6mPa.s 流变参数的调整降低PV：通过合理使用固控设备、加水稀释或化学絮凝等方法，尽量减小固相含量。提高PV：加入低造浆率的粘土、混入原油；增加聚合物的浓度使钻井液的滤液粘度提高。降低YP：加入适合于本体系的降粘剂，以拆散钻井液中已形成的网架结构。如果是因为Ca2+、Mg2+的絮凝作用，可使其沉淀减弱因钙镁离子形成的结构。钻井液的流变性 流变参数的调整提高YP：可加入预水化膨润土或增大聚合物的加量，对于钙处理或其它盐水钻井液，可适当增加Ca2+、Na+浓度。降低n值：增加钻井液中高分子量聚合物和无机盐的含量，以及将预水化膨润土加入盐水钻井液体系，均可使n值降低。降低或提高K值：与调整PV、YP基本相同。钻井液的流变性 钻井液流变性与钻井的关系影响钻井速度影响环空携岩能力影响井壁稳定影响岩屑与加重物的悬浮影响井内压力激动影响钻井泵压和排量影响固井质量 钻井液流变性与钻井的关系影响钻井速度通过水力参数影响钻井速度粘度影响水功率的传递粘度影响ECD(EquivalentCirculatingDensity)的大小，产生压持效应，降低钻速。剪切稀释特性影响水功率的传递 钻井液的流变性与井眼净化的关系钻屑在井筒内的运移过程层流：尖峰型层流的缺点紊流：有利于携岩紊流缺点排量大、泵压高表观粘度低，岩屑下沉速度较大井壁冲刷，不利于井壁稳定钻柱旋转钻井液流变性与钻井的关系 钻井液流变性与钻井的关系层流携岩 钻井液的流变性与井眼净化的关系平板层流的特点降低的沿程水力损失，有利于喷射钻井避免了紊流冲刷井壁解决了使用低粘度泥浆有效携岩问题。一般要求塑性流体幂律流体n=0.4-0.7钻井液流变性与钻井的关系 钻井液的流变性与井眼净化的关系实现平板型层流的方法加适量的电解质，提高0加入大分子量的聚合物，提高0、塑强化泥浆固相控制措施，以降低塑钻井液流变性与钻井的关系 钻井液的流变性与井壁稳定的关系力学因素引起的井壁不稳定井壁岩石三个主应力的可能排布当1和3（最大和最小主应力）的差值大于岩石的强度时，便发生剪切破坏化学因素引起的井壁不稳定防止页岩的水化膨胀钻井液的流变性及流态与井壁稳定相关钻井液流变性与钻井的关系 钻井液流变性与钻井的关系影响岩屑和加重材料的悬浮流体静止状态下的静切力悬浮悬浮球形岩屑或加重材料所需要的静切力为：ρs——岩石密度,g/cm3;ρm——钻井液密度,g/cm3;ds——球形岩屑颗粒直径，mm如果岩屑颗粒不呈球形，可根据体积相等的关系计算岩屑的当量直径予以修正：V——岩屑体积,cm3. 钻井液的流变性与井内压力激动的关系起下钻和钻井过程中，由于钻柱的上下移动、泥浆泵的开动等原因，使井内液柱压力产生变化的现象。影响激动压力的因素：钻柱运动速度钻头及钻柱的泥包程度环形空间的间隙、井深泥浆性能（粘度、切力）钻井液流变性与钻井的关系 滤失和润滑性能 钻井液的滤失和造壁性滤失量(失水filtrationloss)定义：泥浆中的自由水在压差的作用下向具有孔隙的地层渗滤的现象。类型：瞬时失水(spurt)、动失水(dynamicloss)、静失水(staticloss)。泥饼定义：泥浆中水分进入地层，粘土颗粒附着在井壁上，形成泥饼。 钻井液的滤失和造壁性 钻井液的滤失和造壁性 API滤失量(失水)在常温环境中,压力在100±5psi(690±35kPa)的状态下,30分钟测得的滤液体积钻井液滤失量的参数HTHP滤失量(失水)模拟实际温度,顶部压力为600psi(4140kPa)，回压为100psi时，30分钟测得的滤液体积的2倍。 泥饼质量的控制：泥浆中固相的种类与分布及粘土的水化分散程度决定了泥饼的质量，优质土及泥饼改善材料(PF-TEX,PF-GRA)的加入均能较好的改善泥饼的质量泥饼质量的评价：外观：薄、韧性强性能评价：采用测量渗透失水的办法，即使用该泥饼用清水做API失水量或HTHP失水量，来判断泥饼的封堵能力,任何情况下我们都是希望获得质量更好的泥饼的钻井液的泥饼质量 失水量过高的危害：地层被长时间浸泡后造成井眼缩径及泥、页岩的剥落、坍塌水分渗入生产层，使油层粘土膨胀，油气层渗透率降低，生产能力下降泥饼质量不好的危害：泥饼厚而松散，摩擦系数高，使钻具与井壁接触面积增大，泥饼粘附卡钻风险大易泥包钻头或堵死钻头水眼起钻时上提力增加妨碍套管下入，影响固井水泥浆与井壁间的胶结电测易遇阻遇卡，影响井壁取样钻井液滤失量的危害 钻井液的失水过程钻井液内的水=化学结合水+吸附水+自由水瞬时失水：新井形成瞬间，泥浆水便向地层渗透，未形成泥饼动失水：在泥浆循环的情况下，泥饼建立、增厚、直至平衡而失水速度也由开始较大逐渐减少至恒定。静失水：停止循环时，不存在泥浆液流对泥饼的冲刷力，随着失水的进行，泥饼逐渐加厚，失水也逐渐减少。静失水的失水量比动失水小。失水与地层的孔隙度、渗透率、温度、压力有关。 失水的影响因素静失水量与时间的关系静失水与时间的关系标准的API失水是在压力为6.8大气压（100psi）压差作用下，在面积为45cm2，30分钟时间收集的滤液量。V30’=2V7.5’。 失水的影响因素静失水量与压差的关系压差越大，失水越大。 失水的影响因素静失水量与滤液粘度的关系温度升高，钻井液滤液粘度降低，静失水量增加。 失水的影响因素静失水量与固相含量和滤液的关系要降低失水，提高钻井中的固相含量。（不可取）；降低泥饼中的固相含量，选用优质粘土配钻井液。 失水的影响因素静失水与泥饼厚度的关系静失水量越大，泥饼越厚，泥饼中的固相体积含量Cc与钻井液中固相体积含量Cm的比值越大，泥饼厚度反而降低，当钻井液中的固相含量增大到接近于泥饼中的固相含量时，泥饼厚度将大幅度增加，故应该选择优质粘度作为配浆的材料。 失水的影响因素静失水与泥饼渗透率的关系泥饼渗透率是降低失水的关键因素。影响泥饼渗透率的主要因素有钻井液中固相粒子的粒度和粒度级配以及粒子的浓度。钻井液中细粒子越多，平均粒径越小，泥饼渗透率越低；固相颗粒分布越宽，泥饼渗透率越小；泥饼中的渗透率还取决于钻井液中胶体粒子（d<10-5μm）的比例和含量。 泥浆失水过大会引起：水敏性泥岩、页岩的垮塌、缩径损害油气层泥饼厚会引起：引起上提力增加，甚至发生泥饼卡钻。易引起钻头泥包，使起下钻压力激动增大。妨碍套管下入，固井时不利于水泥与井壁的胶结对失水和泥饼的要求失水：在成本可行的条件下，尽量降低失水并控制自由水的性质。泥饼：薄、致密、韧性好。失水与造壁性与钻井的关系 失水和造壁性的调节控制泥浆的失水和造壁性，关键要控制泥饼的渗透性，而泥饼的渗透性决定于构成泥饼的粘土及其它颗粒的尺寸、形状与水化程度。具体措施使用膨润土，以便形成致密泥饼加入适量纯碱、烧碱或有机分散剂，提高粘土颗粒的分散度。加入CMC或其它聚合物，以保护粘土颗粒，CMC起堵孔作用。加入极细的胶体粒子。 泥浆的失水量不是越小越好石灰岩、白云岩、胶结致密的砂岩受失水量的影响很小优快钻井决定了上部地层的失水量不做严格控制，从而解放钻速储层段必须控制较小的失水量对易吸水膨胀和易坍塌的地层，失水量应严格控制井浅时可放宽，井深时应从严裸眼时间短可放宽，裸眼时间长应从严钻井液滤失量的控制原则 摩擦系数:平行于接触面的摩擦力于垂直于接触面的作用力之比. 泥浆含砂量：泥浆中不能通过200目筛（0.074毫米）的砂子体积占泥浆体积的百分数含砂量和钻井间的关系：通常应控制泥浆含砂量在0.5%以下，否则有以下危害：泥浆密度升高，降低钻井速度泥饼摩擦系数增大，易造成泥饼粘附卡钻泥饼含砂量增高，使泥饼渗透性增强，造成失水增大泥饼厚而松散，使电测遇阻遇卡，固井质量不好钻头、钻具和机械设备磨损严重钻井液性能概述-含砂量 化学分析 PH值的控制：泥浆中的粘土颗粒在碱性介质中，阳离子交换容量较大，故较稳定。部分有机处理剂在碱性环境中形成钠盐后才能更好的发挥作用PH值过低使有机处理剂容易在高温下发酵变质PH值过高时（通常>10时），OH-在粘土表面吸附会造成粘土的水化和膨胀，不利于防塌，也不利于油层保护常规的水基泥浆PH通常控制在8－9为宜钻井液-PH值 Cl-含量：可估算出大致的钻井液矿化度和K+含量，同时也是盐侵的判断参数K＋含量：含KCl或其他钾盐时测量，做为补充钾盐的依据Ca2+含量：反映泥浆硬度参数之一，同时也是水泥侵和石膏侵的判断参数Pf:滤液的酚酞碱度，可较PH值更加具体的分析滤液的酸碱度Mf:滤液的甲基橙碱度，可较PH值更加具体的分析滤液的酸碱度Pf/Mf：可辅助判断HCO3-或CO32-的侵污钻井液水分析 MBT（亚甲基篮交换容量）：反映泥浆中含分散粘土成分的多少，转化泥浆前也可做置换泥浆量的参考依据。Pm:泥浆的酚酞碱度，可较PH值更加具体的分析泥浆的酸碱度钻井液泥浆分析 油基钻井液性能 油基泥浆性能电稳定性（ES）ES高低代表油基钻井液的乳化稳定性状况加重钻井液要求ES>400伏油水比钻井液中油和水的比例水相活度(Av)碱度(POM)氯根(ClOM) 谢谢大家！敬请各位批评指正！ 脉诊【学习目的要求】1.理解脉象的含义、诊脉的原理及意义。2.了解诊脉部位的演变，掌握寸口诊法。3．掌握诊脉的方法及注意事项。4.掌握正常脉象(平脉)的形态、特点及生理变异。5.熟悉28病脉体系的内容，掌握常见病脉（浮脉,沉脉,迟脉,数脉,虚脉,实脉,缓脉,洪脉,细脉,弱脉,微脉,滑脉,涩脉,弦脉,紧脉,濡脉,结脉,促脉,代脉等）的脉象特征及主病.6．掌握怪脉的含义及意义。7．掌握相兼脉的相兼规律和主病规律。8．了解诊妇人脉的内容。9．熟悉诊小儿脉的方法及内容。 1．含义：脉象：脉象即脉动应指的形象。四要素：脉位、至数、脉形、脉势。脉诊：2.原理与意义：3.诊脉的部位：三部九候遍诊法：《内经》中诊脉的部位分头、手、足三部，每部又分天、地、人三候，三三合九，称三部九候。仲景三部诊法：人迎、寸口、趺阳。（或太溪寸口诊法：即切按桡骨茎突内侧的一段桡动脉的搏动形象，以推测人体生理病理状况的一种诊察方法。 4.诊脉的方法和注意事项：方法：1）举、按、寻、循、推举---手指用较轻的力取脉(浮取)。按---手指用较重的力度取脉(沉取)。寻---寻找，手指由轻到重，由重到轻，左右推寻，找寻最明显的脉动部位，调节合适的指力以取脉。循--沿脉道的轴向移动，体会脉体长短和脉势虚实。推--以指目按脉脊，左右内外微微推动。2）总按、单按总按---三指同时用力诊脉，总体辨别脉象。单按---用一指诊察寸关尺寸某一部脉象。 注意事项平息、五十动。平息：医生诊脉时呼吸平静、调匀、以便以息计数；并集中思想。时间：诊脉必平旦（清晨）。五十动：每次诊脉时间必满五十动。（以2—3分钟为宜） 5.正常脉象(平脉)：形态：位---不浮不沉，三部有脉数---一息四至，闰以五至形---不大不小，势---从容和缓，柔和有力，沉取不绝。特点：有胃---从容和缓流利有神---柔和有力，节律整齐有根---尺脉有力，沉取不绝生理变异：年龄、性别、形体、季节、饮食、情绪、解剖位置的变异等。季节变化：春胃微弦，夏胃微钩，秋胃微毛，冬胃微石。六阴脉：六脉沉细等同，无病态表现者。六阳脉：六脉浮大等同，无病态表现者。反关脉：脉象出现于寸口的背侧。斜飞脉：寸口不见脉搏,而由尺部斜向手背。 6。常见病脉的脉象特征及主病.浮脉类:---脉位表浅，轻取即得：脉位浮脉、洪脉、濡脉、散脉、芤脉、革脉沉脉类：脉位较深，重按始得沉脉、伏脉、弱脉、牢脉迟脉类：一息不足四至至数迟脉、缓脉、涩脉、结脉数脉类：一息五至以上数脉、疾脉、促脉、动脉虚脉类：应指无力脉形虚脉、细脉、微脉、代脉、短脉脉势实脉类：应指有力实脉、滑脉、弦脉、紧脉、长脉、大脉 浮脉类:脉位表浅，轻取即得浮脉-举之有余,按之不足-表证洪脉-脉来阔大，来盛去衰-热盛濡脉-浮细而软无力-虚证,湿证散脉-浮大无力，至数不齐-元气耗散,脏气将绝芤脉-浮大中空，如按葱管-失血,伤阴革脉-浮而搏指,中空外坚-亡血,失精，崩漏沉脉类：脉位较深，重按始得沉脉-轻取不应，重按始得-里证伏脉-重按推至筋骨始得-邪闭,厥证,痛极弱脉-极软而沉细-气血两虚牢脉-沉按实大弦长-阴寒内积,疝气，癥瘕 迟脉类：一息不足四至迟脉-一息不足四至-寒证缓脉-一息四至，脉来缓怠-脾虚,湿证涩脉-往来艰涩,迟滞不畅-精伤,血少，气滞血瘀结脉-迟而时一止,止无定数-阴盛气结,寒痰瘀血数脉类：一息五至以上数脉-一息五至以上-热证疾脉-脉来急数,一息七八至-阳极阴竭,元气将脱促脉-数而时一止,止无定数-阳热亢盛,瘀滞,痰食停滞动脉-脉短如豆,滑数有力-痛,惊 虚脉类：应指无力虚脉-举按无力,软而空豁-气血两虚细脉-脉细如线,应指明显-气血俱虚,诸虚劳损,主湿微脉-极细极软，似有似无-阴阳气血诸虚,阳气暴脱代脉-迟而中止,止有定数-脏气衰微,风，痛,跌仆损伤短脉-首尾俱短,不及本部-有力主气郁,无力主气损 实脉类：应指有力实脉-举按皆大而有力-实证滑脉-往来流利，应指圆滑-痰,食,实热弦脉-端直以长，如按琴弦-肝胆病,诸痛,痰饮紧脉-紧张有力,状如转索-寒证,痛证,宿食长脉-首尾端直,超过本位-阳气有余,热证大脉-脉体宽大，无汹涌势-健康人，病进 相兼脉：有两种或两种以上单因素脉同时出现复合构成的脉象。常见相兼脉的主病：浮紧脉：主外感寒邪之表寒证，或风寒痹病疼痛。浮缓脉：主风邪伤卫，营卫不和的太阳中风证。浮数脉：主风热袭表的表热证。沉迟脉：主里寒证。沉弦脉：主肝郁气滞，或水饮内停。沉涩脉：主血瘀，尤常见于阳虚而寒凝血瘀者。沉细数脉：主阴虚内热或血虚。弦紧脉：主寒主痛，常见于寒滞肝脉，或肝郁气滞，两胁作痛等病证。弦数脉：主肝郁化火或肝胆湿热、肝胆上亢。弦滑数脉：多见于肝火挟痰，肝胆湿热或肝阳上扰，痰火内蕴等证。弦细脉：主肝肾阴虚或血虚肝郁，或肝郁脾虚等证。滑数脉：主痰热、湿热或食积内热。洪数脉：主气分热盛，多见于外感热病。'