1、第一章 概述1钻井液的定义钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质2钻井液的主要应用领域有哪些？地质勘察钻探、石油天然气钻井、地下水等资源钻采、矿山钻掘工程、工程地质勘察、基础工程施工、地质灾害治理3钻井液的基本功用是哪些？平衡地层压力、水力碎岩、冷却和润滑、携带、悬浮岩屑、形成泥饼、传递孔底信号、保护油气层4钻井液的主要类型（按密度、分散介质、固相含量）？5谈谈你对钻井液技术未来发展趋势的看法。1、体系简单，成本低2、有效解决钻探钻井过程中的复杂技术问题，如井漏、井喷和井塌3、满足环保要求，如钻屑、废弃钻井液的处理4、保护油气层,提高采收率及油气井产量6钻井液的循环方式有哪些？简要描述。正循环、反
2、循环、局部反循环7以正循环为例，描述钻井液循环系统的组成。泥浆池（箱） 泥浆泵高压胶管水龙头 主动钻杆孔内钻杆 孔底钻具 上返环空地面循环槽 沉淀池、净化系统8什么是钻井液循环阻力（循环压降） 。钻进过程中在泥浆循环系统中所产生的阻力损失。9影响钻井液循环阻力的因素有哪些？1、循环通道的长度，主要取决于钻孔的深度。钻孔越深，压力损失越大。2、循环液的流变性。循环液的粘性越大，压力损失越大。3、泵量或流速的大小。泵量或流速越大，压力损失越大。4、过流断面的截面积。钻井口径越大（钻杆直径不变） ，压力损失越小。第二章 粘土胶体化学理论1为什么说粘土与钻探（井）有十分密切的关系？钻井泥浆是由粘土、水
3、（或油）和少量处理剂混合形成，具有可调控的粘性、比重和降失水等性能，在大多情况下能够满足悬排钻碴、稳定井壁、防止漏失、冷却润滑钻具的基本钻进需要，并且来源广泛，成本较低，配制使用方便，所以成为应用最广泛的钻井液。2粘土矿物有哪两种基本的构造单元？1、硅氧四面体与硅氧四面体晶片2、铝氧八面体与铝氧八面体晶片3什么叫“晶格取代”？在粘土矿物晶体中，一部分阳离子被另外阳离子所置换，而晶体结构不变，产生过剩电荷的现象。4什么是“阳离子交换容量”？分散介质 pH=7 时，100g 粘土所能交换下来的阳离子的毫摩尔数（以一价阳离子毫摩尔数表示） 。5试述“造浆率”的定义？一吨干粘土所能配制粘度（表观粘度）
4、为 15mPas 钻井液的体积数，m3/T。6高岭石的晶体构造特点？A、1：1 型粘土矿物B、几乎不存在晶格取代，负电量少C、晶层间引力以氢键为主，引力强，晶层间距 C=7.2D、C.E.C 低（3-15 mmol/100g)、造浆率低7蒙脱石的晶体构造特点？A、2：1 型粘土矿物B、存在晶格取代C、晶层间引力以分子间力为主D、C.E.C 大（70-130 mmol/100g 土)E、造浆率高8伊利石的晶体构造特点？A、2：1 型粘土矿物B、存在晶格取代C、晶层间引力以静电力为主D、C.E.C 大介于高岭石与蒙脱石之间（20-40mmol/100g 土) 、造浆率低9列举造浆粘土的评价手段？蒙
5、脱石含量；胶质价和膨胀倍数；阳离子交换容量、盐基总量和盐基分量；可溶性盐含量；造浆率；流变特性和失水特性。10何谓粘土的水化膨胀？粘土吸水后体积增大的性质。11按照存在状态来分的话，粘土矿物中水分有哪些分类？结晶水、吸附水和自由水12表面水化的定义及其分类？由粘土晶体表面直接吸附水分子和通过所吸附的可交换性阳离子间接吸附水分子而导致的水化。 13何谓渗透水化？由渗透压力和双电层斥力所引起的水化14膨胀量有哪些评价方法？吸水量法和膨胀量法15影响粘土水化的因素有哪些？粘土矿物本身的特性、交换性阳离子的种类、水溶液中电解质的浓度16粘土水化扩散双电层的基本结构有哪些组成？吸附层、扩散层、滑动面、热
6、力电位 E、电动电位 17什么是热力电位？粘土颗粒表面与水溶液中离子浓度均匀处之间的电位差。18什么是电动电位？滑动面处与水溶液离子浓度均匀处的电位差。19影响电动电位的因素有哪些？阳离子的种类、阳离子浓度20试述双电层理论对钻井泥浆应用的指导意义。原生膨润土矿多为钙膨润土，造浆时加入一价钠盐，提供 Na+，因离子交换吸附，扩散双电层中阳离子由 Ca2+转为 Na+， 电位升高，扩散层增厚，粘土分散，泥浆稳定。泥浆受钙侵时，Ca2+的浓度增大，扩散双电层中 Na+转为 Ca2+， 电位下降，扩散层变薄，粘土颗粒聚结，泥浆失去稳定性。为处理泥浆而加入低价阳离子电解质时，应严格控制加量，过量会起压
7、缩扩散层的副作用，同时必须考虑阴离子的影响。反过来，可以通过加入低价或高价阳离子无机处理剂来调节泥浆的分散或适度聚结，用以配制不同种类（分散的或适度聚结的）的泥浆。21什么是泥浆的沉降稳定性？在重力作用下泥浆中的固体颗粒是否容易下沉的特性。22什么是泥浆的聚结稳定性？泥浆中的固相颗粒是否容易自动降低其分散度而聚结变大的特性。第三章 钻井液的流变性、滤失性和润滑性23什么是钻井液的流变性？可用哪些参数来表述?钻井液流动和变形的特性。由不同的流变模式及其参数来表征：宾汉模式的参数为塑性粘度和动切力；幂律模式的参数为流性指数和稠度系数。此外，漏斗粘度、表观粘度和静切力24试述剪切速率和剪切应力的定义
8、.剪切速率：垂直于流速方向上单位距离流速的增量剪切应力：流体单位面积上的内摩擦力25. 钻井液有哪几种基本的流型?牛顿流体： = 塑性流体： = 0+ p假塑性流体： = K n n126. 试述宾汉流体(塑性流体)流变曲线的特点？分析其原因。（1）曲线不过原点，在 轴上有一截距 s。颗粒间以端-端和（或）端-面连接，形成网架结构，要使体系流动，就必破坏这种网架结构。 （2）在低剪切速率范围内，为曲线段。在低剪切速率下，可供拆散的网架结构较多，结构拆散速度结构恢复速度拆散程度随剪切速率增加而增大 / (表观粘度) 下降。（3）在中、高剪切速率范围内，为直线段。当 达到某一值时，结构拆散速度 =
9、 结构恢复速度，网架结构数量不变，产生同样 所需 不变27分别叙述钻井液静切力、塑性粘度和动切力的含义。静切力：表示钻井液在静止状态下网架结构的强弱。塑性粘度：反映流体在层流下达到动平衡时，固相颗粒之间、固相颗粒与液相之间以及液相内部内摩擦力的大小。动切力：钻井液在层流状态下达到动平衡时形成网架结构的强弱。28影响钻井液塑性粘度的因素有哪些？固相含量、固相分散度、固相类型（活性、惰性） 、液相粘度、温度29在钻进过程中，如何调节（增加或降低）钻井液的塑性粘度？30影响钻井液动切力的因素有哪些？固相含量、活性固相含量、降粘剂、高分子聚合物、电解质的影响31在钻进过程中，如何调节（增加或降低）钻井
10、液的动切力？32对于非加重钻井液，其塑性粘度和动切力一般应控制在什么范围内？塑性粘度 p一般应控制在 512mPas，动切力 0应控制在 1.414.4Pa。33试述假塑性流体（幂律流体）流变曲线的特点？曲线过原点、曲线无直线段34分别叙述幂律流体稠度系数和流性指数的物理意义？稠度系数：反映钻井液粘度的大小，K 越大，粘度越大。流性指数：反映流体偏离牛顿流体的程度， n 越小，表明越偏离牛顿流体。35分别叙述卡森流体卡森动切力和极限高剪粘度的物理意义？卡森动切力：反映钻井液网架结构的强弱极限高剪切粘度：反映钻井液内摩擦力的强弱36叙述钻井液表观粘度的物理含义？如何测量？表观粘度：剪切应力 与对
11、应剪切速率 之比测量：无特殊说明， a是指 =1022 s -1时的 amPas37什么是钻井液的剪切稀释特性？它对钻井工作有何好处？表观粘度随剪切速率增大而降低的特性。环形空间： 低， a 大，有利于携带钻屑 钻头水眼： 大， a 小，有利于水力破岩38如何评价钻井液的触变性？以终切和初切的差值来表示39如何测量钻井液的初切和终切？40分别叙述层流、紊流和平板型层流的携岩特点？层流：对井壁冲刷作用小，有利于井壁稳定；存在“转动靠壁”现象，携岩效率低紊流：优点：岩屑不存在转动和滑落现象，几乎全部都能携带到地面上来，环形空间里的岩屑比较少。缺点：岩屑滑落大，要求上返速度高，泵排量大；由于沿程压降
12、与流速的平方成正比，功率损失与流速的立方成正比所以用紊流携岩还会使钻头的水马力降低，不利于喷射钻井。紊流时的高流速对井壁冲蚀严重，容易引起易塌地层井壁垮榻。平板型层流：对井壁冲刷作用小；携岩效率高（低速，0.50.6m/s） ；解决了低粘度钻井液携带岩屑的问题（不分散低固相泥浆）41在钻探过程中，如何使钻井液达到平板型层流？1、选用 XC 生物聚合物、HEC、PHP 和 FA368 等高分子聚合物作为主处理剂并保持其足够的浓度。2、通过有效地使用固控设备。3、在保证钻井液性能稳定的情况下、通过适量地加入石灰、石膏、氯化钙和食盐等电解质，以增强体系中固体颗粒形成网架结构的能力。42什么是压力激动
13、？列举产生压力激动的原因。由于钻柱上下运动或泥浆泵开动等原因，使井内液柱压力发生突然变化（升高或降低）的现象。原因：起钻：液柱压力降低下钻：液柱压力升高开泵：液柱压力升高43分别叙述滤失和造壁性的含义。滤失：在压力差的作用下，钻井液中的自由水向井壁岩石的孔隙或缝隙中渗透的现象造壁性：随着钻井液在井壁的滤失，自由水进入地层，钻井液中的固相颗粒便附着在井壁上形成泥饼，也可以进入地层一定深度。44钻井液瞬时滤失、静滤失和动滤失？瞬时滤失：没有泥饼，滤失速率很大，滤失时间很短，滤失量不大。动滤失：压差大，等于静液柱压力加上环空压力降和地层压力之差，泥饼厚度厚度维持不变，且较薄，单位时间的滤失量开始较大
14、，随后逐渐减小，最后稳定在某一固定值。静滤失：压差不太大，泥饼较厚，单位时间滤失量一般比动滤失量小。45如何测定钻井液的静滤失？叙述其测定条件。采用 API 标准进行测试，测试装置主要有滤失仪和高温高压滤失仪两种。API 滤失量测定仪：实验压差为 0.69MPa，测试温度一般为室温，滤失时间 30min，滤失材料为符合标准的直径为 90mm 的滤纸，但是室内试验往往测定 0.69 MPa，7.5min 的滤失量。 高温高压滤失仪：3.5MPa 压差，温度 15046列举影响钻井液静滤失量的因素。滤失时间、滤失压差、滤液的粘度和温度、固相含量和类型、泥饼压实性与渗透性、地层渗透率47试述钻井液滤
15、失性和钻井作业的关系。对于裂缝性地层、硬脆性地层、活性泥页岩地层等会引起地层粘土矿物水化膨胀分散、剥落掉块等井壁不稳定现象；如果是油气层，滤液侵入会引起储层粘土矿物膨胀，减小油气流动通道，降低油气层渗透率；钻井液固相的侵入会堵塞储层孔隙，降低储层渗透率，总之都会造成油气层损害，降低油气层产能，造成能源的巨大浪费。我们希望钻井液滤失量越小越好。由于要考虑钻井液的流动性、成本等因素，钻井液的滤失量不可能很小。只能根据具体情况，井深、岩层渗透性、井身结构等具体考虑。48在实际钻井作业中，关于钻井液滤失性总的指导原则是哪些？有哪些定量的指标（分别针对油气层和一般地层）？总的原则是：浅层可以稍大，深层必
16、须减小；非储层可以稍大，储层必须减小定量指标：在钻开油气层时， API 滤失量应小于 5m1，模拟井底温度的 HTHP 滤失量应小于 15ml。钻遇易坍塌地层时 API 滤失量最好不大于 5ml。对一般地层，API 滤失量应尽量控制在 10ml 以内，HTHP 滤失量不应超过 20ml。49在钻探实际中，如何控制钻井液的滤失量。主要就是调整钻井液的粘度和泥饼的渗透性，以获得薄而致密渗透率低的泥饼。1、使用膨润土造浆；2、加入适量纯碱、烧碱或有机分散剂(如煤碱液等)，提高粘土颗粒的电动电位、水化程度和分散度；3、加入 CMC 或其它聚合物以保护粘土颗粒，阻止其聚结，从而有利于提高分散度；4、加入
17、一些极细颗粒(如超细碳酸钙、沥青等)堵塞泥饼孔隙。50钻井液的润滑性通常包括哪两个方面？泥饼的润滑性能、钻井液这种流体自身的润滑性51润滑性较好的钻井液对钻井而言，有哪些优点？1、减小钻具的扭矩、磨损和疲劳，延长钻头轴承的寿命；2、减小钻柱的摩擦阻力，缩短起下钻时间；3、能用较小的动力来转动钻具；4、能防粘附卡钻，防止钻头泥包。52 列举你所知道的钻井液润滑剂。（1）惰性固体润滑剂：塑料小球、玻璃小球、石墨粉(2)液体类润滑剂：原油、矿物油、植物油和表面活性剂53钻井工作对钻井液润滑剂有哪些要求？1、润滑剂必须能润滑金属表面，并在其表面形成边界膜和次生结构。2、应与基浆有良好的配伍性，对钻井液
18、的流变性和滤失性不产生不良影响。3、不降低岩石破碎的效率。4、具有良好的热稳定性和耐寒稳定性。5、不腐蚀金属，不损坏密封材料。6、不污染环境，易于生物降解，价格合理，且来源充足。54 简述惰性固体润滑剂的作用机理。在两接触面之间产生物理分离，其作用是在摩擦表面上形成一种隔离润滑薄膜，从而达到减小摩擦、防止磨损的目的。55 试述液体润滑剂的作用机理。通过在金属、岩石和粘土表面形成吸附膜，使钻柱与井壁岩石接触(或水膜接触)产生的固固摩擦，改变为活性剂非极性端之间或油膜之间的摩擦，或者通过表面活性剂的非极性端还可再吸附一层油膜。第四章 钻井液配浆原材料与处理剂56膨润土在淡水钻井液中的作用有哪些？1
19、、增加粘度和切力，提高井眼净化能力；2、形成低渗透率的致密泥饼，降低滤失量；3、对于胶结不良的地层，可改善井眼的稳定性；4、防止井漏。57掌握加重材料用量的计算方法。mB=(V2-V1) B 58为什么要将钻井液的 pH 控制在一个弱碱性（8300 万） 。非离子型和阴离子型絮凝剂主要是通过吸附、桥接、蜷曲、下沉机理；阳离子絮凝剂除了搭桥机理以外，还具有电性中和，具有更快更高的絮凝效率。第五章 钻井液体系67试述分散型钻井液的组成及其特点。组成：淡水 + 粘土 + 处理剂特点： 粘土颗粒高度分散。 粘土分散度改变 ，导致性能改变。 性能容易受电解质污染，稳定性差。 维护、处理需要很多水量。 成
20、本低。关键： 保持粘土颗粒的高度分散。68叙述分散型钻井液受到钙污染的来源、作用规律和处理方法。来源：石膏层、水泥塞影响规律：失水有效粘度：高固相： Ca+ max低固相： 先升后降 =C处理方法：除钙：加纯碱护胶：加降失水剂 拆结构：加入稀释剂69叙述分散型钻井液受到盐污染的作用规律和处理方法。作用规律：NaCLPH NaCL V f 、 C（常数）1%为分界线 3%前，V f增加小， 3%后，V f ， C（低固相）处理方法：抗盐、护胶：加入抗盐能力强的有机护胶剂。 拆 结 构：加入抗盐稀释剂。 换 土：换抗盐土。70试述抑制性钻井液的特点和实现方法。特点：利用粘土粒子的适度分散，保持钻井
21、液性能稳定实现：利用无机盐压缩双电层作用使粘土粒子絮凝，再利用稀释剂的解絮凝作用去抵消一部分絮凝，直到分散度合适 性能符合要求71列举聚合物钻井液的基本特点。1、无用固相少，密度低，压差小；2、钻屑较粗，固相体积含量较小；3、膨润土固相含量低，亚微米颗粒少；4、剪切稀释性好，水眼粘度低；5、携砂能力强；6、抑制、包被能力强；7、对油气层损害较小；8、抗温能力较强。72你认为深井高温钻井液应具备哪些要求？1、有抗高温能力；2、在高温条件下对粘土的水化分散具有较强的抑制能力；3、有良好的高温流变性；4、有良好的润滑性73列举油包水乳化钻井液的组成及各组分的作用。1、基油，为连续相2、水相，为分散相
22、3、乳化剂，在油/水界面形成具有一定强度的吸附膜4、润湿剂，一般是使亲水性固体表面变成亲油性的表面活性剂5、有机土，提高粘度、降失水、促进乳化6、石灰， （1）维持 PH=8.5-10，防止钻具腐蚀；（2）提供 Ca2+，形成二元金属皂，改善乳化剂效能；（3）有效阻止 CO2 和 H2S 等酸性气体对钻井液的污染。7、加重材料，用于加重第六章 油气层保护技术74什么是油气层损害？任何阻止流体从井眼周围流入井底的现象75分析在外因作用下引起油气层损害的原因？1、外界流体进入油气层引起的损害：(1)流体中固相颗粒堵塞油气层(2)外来流体与岩石不配伍(3)外来流体与地层流体不配伍(4)外来流体进入油
23、气层影响油水分布造成损害2、工程因素和油气层环境条件发生变化造成的损害：(1)作业或生产压差引起的油气层损害(2)温度变化引起的油气层损害(3)生产和作业时间76列举常规的岩心分析方法。一、X-射线衍射技术二、扫描电镜技术三、薄片技术四、压汞法测岩石毛管压力曲线五、其它岩心分析技术77储层敏感性评价有哪些内容？速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、应力敏感性78分别阐述速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏的定义。速敏：油气层的速敏性是指在钻井、测试、试油、采油、增产作业、注水等作业或生产过程中，当流体在油气层中流动时，引起油气层中微粒运移并堵塞喉道造成油气层渗透率下降的现象水敏：油气层遇淡水后渗透率降低的现象
24、盐敏：地层渗透率随钻井液矿化度降低而改变的现象碱敏：高 pH 值的外来流体侵入油气层后、与油气层中的碱敏性矿物发生相互作用造成油气层渗透率下降的现象酸敏：酸液进入储层后与储层中的酸敏性矿物发生反应，产生沉淀或释放出微粒，是储层渗透率下降的现象79试述屏蔽暂堵钻井液的作用机理。利用正压差，在一个很短的时间内，使钻井液中起暂堵作用的各种类型和尺寸的固体颗粒进入油气层的孔喉，在井壁附近形成渗透率接近于零的屏蔽暂堵带(或称为屏蔽环)，从而可以阻止钻井液以及水泥浆中的固相和滤液继续侵入油气层80叙述屏蔽暂堵技术的实施要点。1、用压汞法测出油气层孔喉分布曲线及孔喉的平均直径。2、按平均孔喉直径的 1/22
25、/3 选择架桥颗粒。3、选择粒径更小的颗粒作为充填颗粒，其加量应大于 1.5。4、再加入 12可变形的颗粒，其粒径应与充填颗粒相当，其软化点应与油气层温度相适应。81试述暂堵型钻井液的主要作用机理。 （同 79）第七章 复杂条件下的钻井液技术82、井漏的定义与分类。钻井过程中，井筒内钻井液或其他介质漏入地层空隙、裂隙的现象分类：渗透性漏失、裂缝性漏失、溶洞漏失83、常见的井漏预防方法有哪些？钻井液、固结材料、套管充气钻井液技术水泥堵漏技术脲醛树脂水泥球技术惰性材料堵漏技术化学浆液堵漏技术84、常见的钻井堵漏方法有哪些？（见 83）85、试述脲醛树脂水泥球的作用原理及适用条件？原理：该水泥球具有
26、强的抗水稀释性能，与岩石粘结力强，且有可堵期可调、早期强度高的特点条件：地下水活动剧烈、漏失量较大的地层86、纤维水泥浆堵漏的作用原理。在通过地层漏失通道时，纤维在开口处形成网状结构，形成封堵漏失通道的基本骨架，水泥浆中的粗颗粒在通过网状结构时产生“架桥” ，漏失通道由大变小，由小变微，这时，防漏剂与水泥固相颗粒相互作用在压差下形成致密滤饼，从而完全消除井漏，达到堵漏的目的87、请阐述井喷的定义及发生的原因。定义：井内液柱压力小于地层压力时钻井液冲出井口的现象原因：井内液柱压力小于地层压力88、怎样确定压井钻井液的密度。89、产生井塌的原因有哪些？1、井内液柱压力不能平衡地层压力2、地层受钻井液浸泡，发生水敏膨胀、破碎、剥离3、地层本身破碎、疏松，上提钻具是发生抽汲现象是下部井筒压力下降4、起钻过程中未及时回灌钻井液，造成井内液柱压力下降5、停钻时间过长，钻井液性能发生变化6、在裸眼井段长时间、大排量循环90、阐述压差卡钻发生的原因。1、井内液柱压力不能平衡地层压力2、地层受钻井液浸泡，发生水敏膨胀、破碎、剥离3、地层本身破碎、疏松91、压差卡钻的预防方法与治理措施。预防：1、降低泥浆液柱压力与底层压力的压差2、减小钻具与孔壁接触面积3、降低泥饼的摩擦系数4、减少钻具在孔内静止时间5、上下窜动钻具治理：1、解卡剂2、上下窜动或转动钻具解卡3、爆炸、侧钻新井眼4、倒扣套铣解卡
