一、鑽孔沖洗液的作用

1、清洗孔底，攜帶岩粉

2、冷卻鑽頭，潤滑鑽具

3、護壁堵漏

4、特殊作用 ： 傳遞動力；破碎岩石；輸送岩心等。

二、鑽探對沖洗液的要求

1、性能穩定

2、符合地層要求

3、不污染環境

4、經濟合理、配制簡單

三、沖洗液的類型

有清水、泥漿、飽和鹽溶液、乳化液、高壓空氣等類型。目前采用最廣泛的是泥漿作為沖洗液。

泥漿 是粘土顆粒均勻而穩定地分散在液體(水或油)中形成的分散體系。

（一）按适用條件，可以把泥漿分為：

1.用于沙層、礫卵石層、破碎帶等機械性分散等地層的泥漿，稱松散層泥漿；

2.用于土層、泥岩、頁岩等水敏性地層的抑制性泥漿，稱水敏抑制性泥漿；

3.用于岩鹽、鉀鹽、天然堿等水溶性地層的泥漿，稱水溶抑制性泥漿；

4.用于較為穩定、漏失較小的硬岩鑽進的泥漿，稱硬岩鑽進泥漿；

5.用于異常低壓或異常高壓地層的低比重泥漿或加重泥漿；

6.用于超深孔、地熱井等高溫條件下的抗高溫泥漿。

（二）配制泥漿用的基本液體是水或油。若粘土在水中分散形成的泥漿即以水為連續相的泥漿稱為水基泥漿；若粘土在油中分散形成的泥漿即以油為連續相的泥漿稱為油基泥漿；若粘土在油水混合液中分散形成的泥漿稱為乳化泥漿。

（三）粘土

粘土是配置泥漿的主要材料。

按粘土在泥漿中的分散程度，可将水基泥漿劃分為細分散淡水泥漿、粗分散抑制性泥漿和不分散低固相泥漿。

細分散淡水泥漿是靠粘土在水中高度分散得到，是泥漿的早期類型。

粗分散抑制性泥漿是在細分散泥漿的基礎上，加入無機聚結劑，使粘土顆粒适度變粗，同時加入有機護膠處理劑而形成。它對孔壁岩土的分散有抑制作用，自身抗侵能力強而且性能穩定、流動性好鑽進效率高，在鑽探工程中得到廣泛的應用。

不分散低固相泥漿是較新型的泥漿體系。低固相是指泥漿體系中的固相含量（造漿粘土和鑽碴等所有固相）按體積計不超過4%，由此使得機械鑽速提高，尤其是在硬岩鑽進中效果更為明顯。

粘土礦物分為4個族類，它們均屬于含水鋁矽酸鹽，并有一定量的金屬氧化物。 　 （1）高嶺石族 代表性礦物為高嶺石，其他礦物包括埃洛石、地開石、珍珠陶土等，含高嶺石礦物為主的粘土稱為高嶺土。　 （2）蒙脫石族 代表性礦物為蒙脫石，其他礦物包括綠脫石、拜來石、皂石等，含蒙脫石礦物為主的粘土稱為膨潤土或蒙脫土。　 （3）水雲母族 代表性礦物為伊利石（伊利水雲母），其他礦物包括絹雲母、水白雲母等，含伊利石礦物為主的粘土稱為伊利土或水雲母土。　 （4）海泡石族 代表性礦物為海泡石，其他礦物包括凹凸棒石、坡縷缟石等，相應的黏土分别稱為海泡石粘土、凹凸棒粘土和坡縷缟石粘土。

造漿粘土的評價方法之一是按照造漿性能要求确定粘土的造漿率。所謂造漿率是指：配得表觀粘度為15×10-3Pa·s的泥漿時，每噸粘土造漿的立方數，計量單位為m3/t。它直接表示泥漿造漿效率的高低。優質粘土的造漿率大于16m3/t。

一、相對密度 （比重）

相對密度是指泥漿的重量與同體積水的重量之比。泥漿相對密度的大小主要取決于泥漿中固相的含量，而泥漿中固相的重量則是造漿粘土重量和鑽屑重量之和。

泥漿的固相含量指泥漿中固體顆粒占的重量或體積百分數。泥漿中的固相包括有用固相和無用固相，前者如黏土、重晶石等，後者為鑽屑。泥漿中的固相，按固相比重來劃分，可分為重固相（重晶石比重為4.5，赤鐵礦為6.0，方鉛礦為6.9等）和輕固相（黏土比重一般為2.3～2.6，岩屑比重一般在2.2～2.8之間）。

測量泥漿比重的儀器目前用得最多的是比重秤，其結構如圖所示。

泥漿比重秤1-杯蓋；2-泥漿杯；3-水平泡；4-主刃口；5-主刀墊；6-支架； 7-遊碼；8-杠杆；9-金屬顆粒

二、粘度

粘度 是指泥漿流動特性或可泵性的度量。用蘇式漏鬥粘度計測量的粘度稱為蘇式漏鬥粘度。

在鑽孔施工中，應根據不同地層選擇不同的泥漿粘度，正常鑽進時泥漿粘度為18—22秒，在保證攜帶和懸浮岩粉的前提下，盡量降低粘度。

粘度的測定：

三、含砂量

含砂量是指泥漿中大于74um不易分散的固體顆粒含有量的體積百分數。正常情況下含砂量不應大于4%，小口徑金剛石鑽進最好小于1% 。

含砂量測定：

現場采用1004型含砂量杯。它是用水将泥漿稀釋後，利用泥漿中的砂粒自重沉降的方法來測定泥漿含砂量。 50泥漿 450水，靜置1分鐘， ﹥ 74um 砂粒沉澱；靜置3分鐘， ﹥ 25um 砂粒沉澱。記錄兩個時點刻度。刻度值乘以2即得含砂量值。

泥漿的比重和固相含量對鑽孔施工有重要意義和影響 ： 1. 地層壓力的控制　 鑽孔中防止漏失，湧水和維持孔壁的穩定，重要的一點是要維持鑽孔-地層間的物理力平衡。而孔内靜液柱壓力的大小決定于孔内液柱的單位重量或比重以及垂直深度。

2、對鑽速的影響　 近年來進行的泥漿比重、固相含量對鑽速影響的研究得出如下的結論：　 （1）随着泥漿比重的增加，鑽速下降，特别是泥漿比重大于1.06～1.08時，鑽速下降尤為明顯。　 （2）泥漿的比重相同，固相含量愈高則鑽速愈低。由此泥漿比重相同時，加重泥漿的鑽速要比普通泥漿高，因為加重泥漿的固相含量低。　 （3）泥漿的比重和固相含量相同，但固相的分散度不同，則固相顆粒分散得愈細的泥漿鑽速愈低。由此，不分散體系的泥漿其鑽速要比分散體系的泥漿高。甚至有些研究者得出小于1μm的顆粒對鑽速的影響比大于1μm顆粒的影響大12倍。因此，為提高鑽進效率，不僅應降低泥漿的比重和固相含量，而且應降低固相的分散度，即應采用不分散低固相泥漿。

3. 含砂量的影響　 泥漿中的無用固相（主要為岩屑）含量會給鑽進造成很大的危害。

無用固相含量高，泥漿的流變特性變壞，流态變差。不僅使孔内淨化不好而引起下鑽阻卡，而且可能引起抽吸，壓力激動等，造成漏失或井塌。

泥漿中無用固相含量高，泥餅質量變壞（泥餅疏松，韌性低），泥餅厚。這樣，不僅失水量大，引起孔壁水化崩塌，而且易引起泥皮脫落造成孔内事故。

泥漿無用固相含量高，對管材、鑽頭、水泵缸套、活塞拉杆磨損大，使用壽命短。　 因此，在保證地層壓力平衡的前提下，應盡量降低泥漿比重和固相含量，特别是無用固相的含量。

四、 失水量和泥皮厚度

失水量 在一定壓差下，規定時間内泥漿的液相滲入地層的數。

泥皮厚度 泥漿的液相向地層滲透過程中，在岩層表面滲濾後的因相堆積的厚度。

失水性對鑽探工作的影響　 許多情況下，泥漿的失水對鑽孔的危害較大：　 (1)當地層為泥頁岩、黃土、粘土時，失水過大會引起井壁吸水膨脹、縮徑、剝落、坍塌；　 (2)對于破碎帶、裂隙發育的地層，滲入的自由水洗滌了破碎物接觸面之間的粘結，減小了摩擦阻力，破碎物易滑入孔内，造成孔壁坍塌、卡鑽等事故； 　 (3)在溶解性地層中的失水越多，孔壁地層被溶解的程度就越高；(4)厚泥皮會加大對鑽具的吸附，使鑽杆回轉阻力增加；　 (5)厚泥皮使環空過流面積減小，循環阻力和壓力激動增大；　 (6)厚泥皮使測井數據的準确性降低；　 (7)失水量越多，對地層的侵染越嚴重；　 (8)失水量越多，對地層的傷害越嚴重，影響油、氣、水的滲透率，降低井的産量。　 泥漿的失水性對鑽井的有利影響是：初失水可以濕潤岩土，使其強度降低，有利于鑽頭對其破碎，提高鑽進速度。

五、靜切力和觸變性

泥漿停止流動即靜止，便有或多或少的結構逐漸形成，直至趨于穩定。把泥漿靜置時的結構力稱為泥漿的凝膠強度，用靜切力表示。當外加一定的切力使泥漿流動時，結構拆散，流動性增長。這就是泥漿的觸變性。

凝膠強度的大小和增長的快慢，對懸浮鑽碴和開泵時的循環阻力有直接影響。為使停泵後井内鑽碴懸浮而不下沉，希望泥漿有快速強凝的觸變性；但這又會導緻重新開泵時的循環阻力過大。因此，應該使泥漿具有快速中等強度的觸變性。

六、膠體率 　泥漿的膠體率是泥漿中粘土水化分散程度及其懸浮狀态穩定性的簡易且有效的衡量。将100ml泥漿倒入有刻度的量筒中，靜置24h，觀察泥漿析出水分的情況。如上部析水5ml，則表明泥漿膠體率為95%。一般要求泥漿的膠體率在96%以上。

七、pH值　 泥漿的pH值（酸堿度）對泥漿的性能有很大影響。粘土顆粒帶負電，它必須在堿性條件下才能維持穩定，多數有機處理劑必須在一定的PH值下才能發揮好的效用。不同配方的泥漿具有自身的PH值，一般應控制在8～11之間。泥漿在使用過程中，若發現PH值相對于原設計值發生了變化，則應及時加以調節。提高PH值，可以加入NaOH、Na2CO3或Ca（OH）2等；降低pH值，可加入稀釋的HCl或酸式鹽。

泥漿pH值的簡單測量，是用pH試紙；較精密的測量可用pH電位計（酸度計）。一般是對泥漿濾液進行測量，有時也可直接對泥漿進行測量。

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