钻探冲洗液与护壁堵漏

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1、第四讲钻孔冲洗与护壁堵漏第一部分：钻孔冲洗液一、冲洗液概述1、冲洗液的定义：用于钻孔冲洗的液体和气体，统称为“冲洗介质”，习惯上叫冲洗液。2、冲洗液的功用排除、携带和悬浮岩粉；冷却钻头；润滑钻头、钻具，降低回转阻力；保护孔壁，平衡地层压力，防止塌孔、掉块、漏失、井喷、超径、缩径等复杂情况具有良好的效果；软化和破碎岩石；传递动力，驱动孔底钻具；保护岩矿心、传递孔内信号。3、冲洗液的种类及适用条件①清水。适应于稳定地层钻进时的钻孔冲洗。②泥浆。由粘土、水和处理剂共同组成的悬浮液和胶体溶液的混合物。适应于复杂地层钻进时的钻孔冲洗与护壁。土为分散相，水为分散介质。③乳状液。两

2、种互不相溶的液体（如水和油）加入乳化剂后，经强力搅拌而制成的稳定的胶体的一种冲洗液，乳状液具有良好的润滑性能，有利于钻具开高转速。适应于小口径金刚石钻进稳定地层时的钻孔冲洗。④空气。以压缩空气为钻孔循环介质。适应于沙漠、干旱缺水、高山缺水、严重漏失地层和永冻层钻进时的钻孔冲洗。⑤无固相冲洗液。由无机盐和有机高分子（或聚合物）配制而成的，不含粘土或其它固相的冲洗液。适应于裂隙发育、易坍塌和轻微膨胀的地层钻进时的钻孔冲洗。⑥气液混合液（泡沫冲洗液、低密度冲洗液）。通过泡沫剂向水中充以气形成稳定的气液混合体的冲洗液。适应于低压油层和水层、严重漏失和供水困难的地区以及寒冷冰冻

3、地区钻进时钻孔的冲洗护壁。⑦饱和盐水冲洗液。盐溶于水中形成的饱和盐水冲洗液。适应于钻进冻结岩层、岩盐层及可溶性岩层钻孔冲洗。4、钻孔冲洗方式与地表循环系统①钻孔冲洗方式②地表循环系统61A、组成：地表循环系统由水源箱（池）、水泵及吸水管、高压胶管、循环槽、沉淀坑（池）等组成。B、作用：为了净化冲洗液，即将冲洗液携带上来的岩粉、岩屑通过自然沉淀排除掉一部分。二、泥浆概论1、泥浆的基本概念：由粘土、水和化学处理剂共同组成的悬浮液和胶体溶液的混合物。其中，粘土作为分散相（固相），水作为分散介质（液相），组成固－液分散体系。2、造浆用粘土①粘土矿物的化学组成和粘土矿物的分类②

4、粘土的带电性：粘土颗粒表面带有负电。③粘土的水化作用和水化分散：A、水化作用：粘土颗粒表面吸附水分子的状态和能力称为粘土的水化作用。B、水化分散：粘土吸水膨胀，分散成颗粒并稳定在水中叫水化分散。粘土的水化分散过程就是造浆过程。C、水化作用对泥浆性能的影响：泥浆中粘土颗粒水化膜的厚薄，对泥浆的分散稳定性、粘度、切力、失水量的大小有很大的影响。④粘土的吸附作用：在泥浆中，粘土表面吸附处理剂分子（或离子）的现象，称为粘土的吸附作用。化学处理剂通过在粘土颗粒表面的吸附作用，改变粘土表面的性质，从而改变泥浆的性能。⑤粘土的预处理：为提高粘土颗粒的水化分散能力，用低价钠离子把钙离

5、子交换出来，使钙土转型为钠土的操作过程，叫粘土的预处理。⑥粘土的鉴定A、粘土的浸泡试验：将粘土试样放入水中浸泡，易分崩剥落于水中，产生体积膨胀并进一步分散成凝胶状物的粘土为钠质膨润土，水中不加强碱不能很好分散或分散但体积增加不大的粘土为钙质膨润土。B、粘土的膨胀试验C、粘土的造浆试验：以每吨干粘土能配制多少立方合格泥浆作为造浆率单位，即m3/T土。优质钠膨润土造浆率可达15m3/T土，劣质粘土的造浆率仅有3m3/T土。⑦粘土的野外简易鉴定方法61A、看：细腻者为优质土，粗糙者为劣质土。优质土具有浅灰色、浅肉红色、白色或浅蓝色；B、捏：湿的土块，可塑性强者好，手捏时滑而

6、无砂感者好，否则差；C、切：用小刀切开土块，切口有油脂光泽者好，否则差；D、尝：放在嘴里嚼，粘牙者好，有砂子感觉者差；E、泡：好的粘土用水浸泡能形成混浊的悬浮液；F、查：优质粘土大多集中在侏罗纪、白垩纪和新生代。3、配浆用水①水中可溶盐的种类和含量、高价阳离子或过多低价阳离子都会使粘土水化减弱，使泥浆稳定性下降。②总矿化度：水中可溶性固体含量的指标，单位为g/L。③水的硬度：指水中钙、镁离子及其它杂质的含量，单位为mg当量/升水。4、泥浆的稳定性①泥浆稳定性的概念：粘土颗粒的分散或凝聚、稳定或不稳定，是泥浆体系内部存在的一对主要矛盾。泥浆分散系若能长久保持其分散状态，

7、各微粒处于均匀悬浮状态而不被破坏，就称其为具有稳定性，它包含沉降稳定性和聚结稳定性两层含义。②泥浆的沉降稳定性（也称动力稳定性）：指在重力作用下泥浆中的固体颗粒是否容易下沉的性质。泥浆中固相颗粒（包括粘土、岩粉、岩屑等）的沉降决定于其重力和阻力的关系。当重力占优势时，就表现为颗粒的下沉；当阻力大于重力时，则表现为颗粒的悬浮。泥浆中粘土颗粒的大小、形状不同，产生沉降时的阻力不同；同时，粘土颗粒之间还能形成一定强度的网状结构，对沉降稳定性也有较大的影响。③泥浆的聚结稳定性：指泥浆中的固体颗粒是否易于自动降低分散度而粘结变大的性质。粘土颗粒聚结与否，取决于