《钻井液与完井液》教学大纲
一、 课程基本信息
1、课程英文名称：Drilling and Completion Fluids
2、课程类别：专业课
3、课程学时：总学时32学时，实验学时4学时
4、学 分：2学分
5、先行课程：钻井与完井工程、物理化学
6、适用专业：钻井专业、应用化学专业
7、大纲执笔：石油工程教研室 王平全
8、大纲审批：石油工程学院学术委员会
9、制定（修订）时间：2006.11
二、 课程的目的与任务
1、掌握钻井液、完井液概念；
2、掌握钻井液的配制和性能测定；
3、了解处理剂的作用原理、使用原则；
4、掌握钻井液性能控制与调配技术；
5、掌握钻井液保护井壁、保护油气层的基本原理；
6、掌握不同井下复杂情况下的钻井液技术和保护油气层的钻井液技术，为解决和处理钻井过程中的现场实际问题打下坚实基础。
三、 课程的基本要求
该课程以多媒体（CAI ）形式教学为主，结合黑板形象书写，将理论与现场实践、科研成果结合一体，做到生动、活跃、轻松讲好一堂课，让学生学懂、听懂、活学活用。学生必须掌握该课程的基本原理、观点，掌握钻井液性能测试方法和维护处理技术，了解粘土矿物学、化学、钻井工程、油气层保护等相关学科知识、钻井液技术的发展动态和井下复杂事故，学生学完本课程后，能配好钻井液，调控钻井液性能，配合钻井工程处理井下复杂事故。其它要求：
四、 教学内容、要求及学时分配
（一）理论教学
第一章 钻井液概论（2学时）
第一节 钻井液的功用、类型和组成
第二节 钻井液性能及其测试
第三节 钻井液技术的发展概况
主要内容：钻井液、完井液的定义和功用；钻井液基本组成和类型。 重 点：钻井液基本组成和类型。
难 点：无。
第二章 粘土矿物和粘土胶体化学基础（4学时）
第一节 粘土矿物的晶体构造和性质
第二节 粘土胶体化学基础
主要内容：蒙脱石、伊利石、高岭石的晶体构造特点、分散性、膨胀性；胶体分
散体系；扩散双电层；ζ电位；聚结稳定性；沉降稳定性。
重 点：三种主要粘土矿物晶体构造特点及其水化性质；扩散双电层概念；ζ
电位及其影响因素；分散体系的聚结稳定性、沉降稳定性。
难 点：重点内容。
第三章 钻井液的流变性（4学时）
第一节 流体的基本流型及其特点
第二节 钻井液流变参数的测量与调控
第三节 钻井液流变性与钻井作业的关系
主要内容：钻井液在井筒里的流动原理、层流、紊流、几种流变模型、流变参数
及其胶体化学性质、有效粘度、剪切稀释性、触变性、直读公式；流
变性与钻井工程的关系、流变性能调节原理。
重 点：流动原理；流变模型；流变参数及其胶体化学性质；流变性能调节原
理。
难 点：流变参数及其胶体化学性质。
第四章 钻井液的滤失和润滑性能（4学时）
第一节 钻井液滤失量的影响因素
第二节 钻井液滤失性能的调整与控制
第三节 钻井液的润滑性能
主要内容：静失水；动失水；瞬时失水；静失水方程；泥饼质量；影响静失水量
和泥饼质量的因素；润滑性。
重 点：影响静失水的因素分析；泥饼质量评价和控制原理；钻井液润滑性及
其评价。
难 点：重点内容。
第五章 钻井液配浆材料与处理剂（3学时）
第一节 钻井液配浆原材料
第二节 无机处理剂
第三节 有机处理剂
主要内容：配浆土；无机处理剂；有机处理剂；处理剂作用原理和选择方法。 重 点：处理剂作用原理和选择方法。
难 点：处理剂分子结构与作用原理的关系。
第六章 水基钻井液（5学时）
第一节 分散钻井液
第二节 钙处理钻井液
第三节 盐水钻井液
第四节 聚合物钻井液
第五节 抗高温深井水基钻井液
主要内容：分散钻井液；钙处理钻井液；盐水钻井液；聚合物钻井液；抗高温深井水基钻井液。
重 点：分散钻井液；钙处理钻井液；盐水钻井液；聚合物钻井液。 难 点：钻井液各组分的基本物理化学作用原理。
第七章 油基钻井液（4学时）
第一节 油基钻井液的组成与性能
第二节 活度平衡的油包水乳化钻井液
第三节 低毒油包水乳化钻井液
主要内容：油基钻井液的组成与性能；活度平衡的油包水乳化钻井液。 重 点：油基钻井液的组成与性能；活度平衡的油包水乳化钻井液。 难 点：活度平衡的油包水乳化钻井液的作用原理。
第八章 对付井下复杂情况的钻井液技术（4学时）
第一节 井壁不稳定的机理和对策
第二节 防漏与堵漏
第三节 井喷的预防与处理
第四节 卡钻的预防与解除
主要内容：井壁不稳定的机理和对策；防漏与堵漏；井喷、卡钻的预防与处理。 重 点：井壁不稳定的机理和对策；防漏与堵漏；井喷、卡钻的预防与处理。 难 点：防漏与堵漏；井喷、卡钻的预防与处理。
第九章 保护油气层的钻井液技术（2学时，教学与自学）
第一节 保护油气层技术概论
第二节 保护油气层的钻井液类型及其应用
主要内容：保护油气层的钻井液类型及其应用。
重 点：油气层的损害机理；保护油气层对钻井液的要求。
难 点：油气层的损害机理；储层保护的方法。
第十章 钻井液固相控制（自学）
第一节 控制设备概述
第二节 固控工艺及原理
第三节 钻井液中固相含量的测定与计算
第四节 固相控制的经济分析
（二）实验教学
1、实验课目的及要求
本实验属《钻井液与完井液》、《泥浆工艺原理》课程所开实验。目的是：了解化学添加剂类型及其作用原理；掌握钻井液与完井液的基本组成、特点和作用原理及其适用条件；掌握钻井液的性能设计、配制、参数测定、维护控制和调整的基本原理和方法，钻井液与完井液基本计算、分析技能等。
2、实验项目
为了使学生更好地掌握课程知识，特意设置了与课程配套的实验项目，共设实验3个（4学时），其中必做实验2个（综合型1个、设计型1个），选做实验1个（综合型）。其实验教学大纲如下：
1） 必开实验（共2个）
实验1、钻井液失水和固相含量测定 2学时 综合型
（1）实验目的
掌握用蒸馏法测定钻井液固相含量的原理和方法，学会分析钻井液中固含；认识钻井液静滤失特性，验证静失水基本方法。
（2）实验仪器设备
固相含量测定仪、电动搅拌机、泥浆比重计、漏斗粘度计、气压失水仪、电热水器、电子天平、秒表。
（3）大纲内容
● 钻井液固相含量的测定、分析；
● 认识钻井液静滤失特性和泥饼的重要性，验证静失水基本方法。
实验2、钻井液受污染及其性能调节 2学时 设计型
（1） 实验目的
● 了解钠盐或钙盐对淡水钻井液性能的影响规律；
● 掌握受污染钻井液性能调节的处理原则和调节方法。
（2）实验仪器设备
电动搅拌机、泥浆比重计、漏斗粘度计、气压失水仪、电热水器、电子天平、秒表。
（3） 大纲内容
● 盐侵对钻井液性能的影响；
● 钙侵对钻井液性能的影响；
● 抗盐或抗钙钻井液处理剂的选择；
● 调节、维护钻井液性能的原则和方法。
2） 选做实验（共3个）
实验1 泥页岩水化分散性及抑制分散实验 2学时 综合型
（1）实验目的
● 了解毛细管吸收时间仪（CST 仪）测定泥页岩分散性的原理和方法； ● 了解泥页岩水化分散与抑制其水化分散的实验原理和方法；
● 弄清泥页岩水化分散机理和水化分散现象，化学处理剂的抑制水化分散作
用。
（2）实验仪器设备
毛细管吸收时间仪、七速瓦棱混合器及不锈钢杯、标准分样筛、电热鼓风干燥箱、天平、滚子炉烘箱。
（3）大纲内容
● 了解泥页岩水化分散机理和分散现象；
● 了解化学处理剂抑制水化分散的作用原理。
3、实验课的考核办法
以实验报告考核。
4、实验教材及参考书
[1]石油工程教研室编. 《钻井液与完井液》实验指导书，2006.
[2]钻井与完井工程，陈平等，石油工业出版社，2005年11月
五、 考试考核办法
该课程考试成绩由三部分组成：平时成绩占20%、实验成绩占10%、期末考试成绩占70%。
1、平时成绩包括：
（1）每次课后布置习题或思考题，即平时作业。
（2）上课回答问题。
（3）不定期课堂测验。
2、期末考试：实行闭卷考试。
六、 教材及参考书
（一）教材：鄢捷年编. 《钻井液工艺学》，石油工业出版社出版，2005。
（二）参考书
1）《泥浆工艺原理》，黄汉仁、杨坤鹏、罗平亚编，石油工业出版社出版，1978
2）《钻井与完井工程》，陈平等编，石油工业出版社出版（待出版）
3）《钻井液》，张克勤等，石油工业出版社出版，1988年
4）G.R.Gray, ”Composition and properties of Drilling and Comletion Fluids ”,Fifth Edition. Gulf Publishing Company,1997
5）《粘土表面结合水定量分析及水合机制研究》，王平全，熊汉桥著 ，石油工业出版社出版，2002年10月
6）《钻井液处理剂及其作用原理》，王平全，周世良著，石油工业出版社出版，2003年9月
7）《腐植酸化学及其应用》，王平全，徐昌学等编著，电子科技大学出版社出版，2001年9月
《钻井液与完井液》教学大纲
一、 课程基本信息
1、课程英文名称：Drilling and Completion Fluids
2、课程类别：专业课
3、课程学时：总学时32学时，实验学时4学时
4、学 分：2学分
5、先行课程：钻井与完井工程、物理化学
6、适用专业：钻井专业、应用化学专业
7、大纲执笔：石油工程教研室 王平全
8、大纲审批：石油工程学院学术委员会
9、制定（修订）时间：2006.11
二、 课程的目的与任务
1、掌握钻井液、完井液概念；
2、掌握钻井液的配制和性能测定；
3、了解处理剂的作用原理、使用原则；
4、掌握钻井液性能控制与调配技术；
5、掌握钻井液保护井壁、保护油气层的基本原理；
6、掌握不同井下复杂情况下的钻井液技术和保护油气层的钻井液技术，为解决和处理钻井过程中的现场实际问题打下坚实基础。
三、 课程的基本要求
该课程以多媒体（CAI ）形式教学为主，结合黑板形象书写，将理论与现场实践、科研成果结合一体，做到生动、活跃、轻松讲好一堂课，让学生学懂、听懂、活学活用。学生必须掌握该课程的基本原理、观点，掌握钻井液性能测试方法和维护处理技术，了解粘土矿物学、化学、钻井工程、油气层保护等相关学科知识、钻井液技术的发展动态和井下复杂事故，学生学完本课程后，能配好钻井液，调控钻井液性能，配合钻井工程处理井下复杂事故。其它要求：
四、 教学内容、要求及学时分配
（一）理论教学
第一章 钻井液概论（2学时）
第一节 钻井液的功用、类型和组成
第二节 钻井液性能及其测试
第三节 钻井液技术的发展概况
主要内容：钻井液、完井液的定义和功用；钻井液基本组成和类型。 重 点：钻井液基本组成和类型。
难 点：无。
第二章 粘土矿物和粘土胶体化学基础（4学时）
第一节 粘土矿物的晶体构造和性质
第二节 粘土胶体化学基础
主要内容：蒙脱石、伊利石、高岭石的晶体构造特点、分散性、膨胀性；胶体分
散体系；扩散双电层；ζ电位；聚结稳定性；沉降稳定性。
重 点：三种主要粘土矿物晶体构造特点及其水化性质；扩散双电层概念；ζ
电位及其影响因素；分散体系的聚结稳定性、沉降稳定性。
难 点：重点内容。
第三章 钻井液的流变性（4学时）
第一节 流体的基本流型及其特点
第二节 钻井液流变参数的测量与调控
第三节 钻井液流变性与钻井作业的关系
主要内容：钻井液在井筒里的流动原理、层流、紊流、几种流变模型、流变参数
及其胶体化学性质、有效粘度、剪切稀释性、触变性、直读公式；流
变性与钻井工程的关系、流变性能调节原理。
重 点：流动原理；流变模型；流变参数及其胶体化学性质；流变性能调节原
理。
难 点：流变参数及其胶体化学性质。
第四章 钻井液的滤失和润滑性能（4学时）
第一节 钻井液滤失量的影响因素
第二节 钻井液滤失性能的调整与控制
第三节 钻井液的润滑性能
主要内容：静失水；动失水；瞬时失水；静失水方程；泥饼质量；影响静失水量
和泥饼质量的因素；润滑性。
重 点：影响静失水的因素分析；泥饼质量评价和控制原理；钻井液润滑性及
其评价。
难 点：重点内容。
第五章 钻井液配浆材料与处理剂（3学时）
第一节 钻井液配浆原材料
第二节 无机处理剂
第三节 有机处理剂
主要内容：配浆土；无机处理剂；有机处理剂；处理剂作用原理和选择方法。 重 点：处理剂作用原理和选择方法。
难 点：处理剂分子结构与作用原理的关系。
第六章 水基钻井液（5学时）
第一节 分散钻井液
第二节 钙处理钻井液
第三节 盐水钻井液
第四节 聚合物钻井液
第五节 抗高温深井水基钻井液
主要内容：分散钻井液；钙处理钻井液；盐水钻井液；聚合物钻井液；抗高温深井水基钻井液。
重 点：分散钻井液；钙处理钻井液；盐水钻井液；聚合物钻井液。 难 点：钻井液各组分的基本物理化学作用原理。
第七章 油基钻井液（4学时）
第一节 油基钻井液的组成与性能
第二节 活度平衡的油包水乳化钻井液
第三节 低毒油包水乳化钻井液
主要内容：油基钻井液的组成与性能；活度平衡的油包水乳化钻井液。 重 点：油基钻井液的组成与性能；活度平衡的油包水乳化钻井液。 难 点：活度平衡的油包水乳化钻井液的作用原理。
第八章 对付井下复杂情况的钻井液技术（4学时）
第一节 井壁不稳定的机理和对策
第二节 防漏与堵漏
第三节 井喷的预防与处理
第四节 卡钻的预防与解除
主要内容：井壁不稳定的机理和对策；防漏与堵漏；井喷、卡钻的预防与处理。 重 点：井壁不稳定的机理和对策；防漏与堵漏；井喷、卡钻的预防与处理。 难 点：防漏与堵漏；井喷、卡钻的预防与处理。
第九章 保护油气层的钻井液技术（2学时，教学与自学）
第一节 保护油气层技术概论
第二节 保护油气层的钻井液类型及其应用
主要内容：保护油气层的钻井液类型及其应用。
重 点：油气层的损害机理；保护油气层对钻井液的要求。
难 点：油气层的损害机理；储层保护的方法。
第十章 钻井液固相控制（自学）
第一节 控制设备概述
第二节 固控工艺及原理
第三节 钻井液中固相含量的测定与计算
第四节 固相控制的经济分析
（二）实验教学
1、实验课目的及要求
本实验属《钻井液与完井液》、《泥浆工艺原理》课程所开实验。目的是：了解化学添加剂类型及其作用原理；掌握钻井液与完井液的基本组成、特点和作用原理及其适用条件；掌握钻井液的性能设计、配制、参数测定、维护控制和调整的基本原理和方法，钻井液与完井液基本计算、分析技能等。
2、实验项目
为了使学生更好地掌握课程知识，特意设置了与课程配套的实验项目，共设实验3个（4学时），其中必做实验2个（综合型1个、设计型1个），选做实验1个（综合型）。其实验教学大纲如下：
1） 必开实验（共2个）
实验1、钻井液失水和固相含量测定 2学时 综合型
（1）实验目的
掌握用蒸馏法测定钻井液固相含量的原理和方法，学会分析钻井液中固含；认识钻井液静滤失特性，验证静失水基本方法。
（2）实验仪器设备
固相含量测定仪、电动搅拌机、泥浆比重计、漏斗粘度计、气压失水仪、电热水器、电子天平、秒表。
（3）大纲内容
● 钻井液固相含量的测定、分析；
● 认识钻井液静滤失特性和泥饼的重要性，验证静失水基本方法。
实验2、钻井液受污染及其性能调节 2学时 设计型
（1） 实验目的
● 了解钠盐或钙盐对淡水钻井液性能的影响规律；
● 掌握受污染钻井液性能调节的处理原则和调节方法。
（2）实验仪器设备
电动搅拌机、泥浆比重计、漏斗粘度计、气压失水仪、电热水器、电子天平、秒表。
（3） 大纲内容
● 盐侵对钻井液性能的影响；
● 钙侵对钻井液性能的影响；
● 抗盐或抗钙钻井液处理剂的选择；
● 调节、维护钻井液性能的原则和方法。
2） 选做实验（共3个）
实验1 泥页岩水化分散性及抑制分散实验 2学时 综合型
（1）实验目的
● 了解毛细管吸收时间仪（CST 仪）测定泥页岩分散性的原理和方法； ● 了解泥页岩水化分散与抑制其水化分散的实验原理和方法；
● 弄清泥页岩水化分散机理和水化分散现象，化学处理剂的抑制水化分散作
用。
（2）实验仪器设备
毛细管吸收时间仪、七速瓦棱混合器及不锈钢杯、标准分样筛、电热鼓风干燥箱、天平、滚子炉烘箱。
（3）大纲内容
● 了解泥页岩水化分散机理和分散现象；
● 了解化学处理剂抑制水化分散的作用原理。
3、实验课的考核办法
以实验报告考核。
4、实验教材及参考书
[1]石油工程教研室编. 《钻井液与完井液》实验指导书，2006.
[2]钻井与完井工程，陈平等，石油工业出版社，2005年11月
五、 考试考核办法
该课程考试成绩由三部分组成：平时成绩占20%、实验成绩占10%、期末考试成绩占70%。
1、平时成绩包括：
（1）每次课后布置习题或思考题，即平时作业。
（2）上课回答问题。
（3）不定期课堂测验。
2、期末考试：实行闭卷考试。
六、 教材及参考书
（一）教材：鄢捷年编. 《钻井液工艺学》，石油工业出版社出版，2005。
（二）参考书
1）《泥浆工艺原理》，黄汉仁、杨坤鹏、罗平亚编，石油工业出版社出版，1978
2）《钻井与完井工程》，陈平等编，石油工业出版社出版（待出版）
3）《钻井液》，张克勤等，石油工业出版社出版，1988年
4）G.R.Gray, ”Composition and properties of Drilling and Comletion Fluids ”,Fifth Edition. Gulf Publishing Company,1997
5）《粘土表面结合水定量分析及水合机制研究》，王平全，熊汉桥著 ，石油工业出版社出版，2002年10月
6）《钻井液处理剂及其作用原理》，王平全，周世良著，石油工业出版社出版，2003年9月
7）《腐植酸化学及其应用》，王平全，徐昌学等编著，电子科技大学出版社出版，2001年9月