工程钻井泥浆压力对泥浆失水过程影响实验分析.pdf

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1、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报１００４－９６６５／２０１５／２３（５）０９７１０５ＤＯＩ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１５．０５．０２２工程钻井泥浆压力对泥浆失水过程影响实验分析①②③②②杨坪吴民晖李天斌（①同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海２０００９２）（②同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海２０００９２）（③地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室（成都理工大学）成都６１００５９）摘要工程钻进过程中钻井泥浆在井液压力作用下通过孔壁泥皮失水是导致水敏性地层失稳的主要原因。为了深入了解井液失水

2、规律，本文通过改变井液的压力差，对不同井液压力作用下钻井液漏水情况进行了模拟试验研究。实验结果表明：在相同时差内，失水量随井液压力的增大呈现先减小后增大规律；在相同井液压力下，失水的速率随时间逐渐减小，并最终趋于稳定值，失水速率的稳定值与井液压力大小没有明显的相关性；不同井液压力下，随钻井液压力的增大，前期失水量所占的比重增加；形成泥皮的质量随着井液压力的增大而增大。标准失水量随形成泥饼质量的增加呈现先减小后增大的规律。研究成果为钻井泥浆的失水特征评价、失水量的控制提供了参考依据。关键词钻井泥浆井液压力失水过程失水量中图分类号：Ｐ６３４文献标识码：ＡＥＸＰＥＲＩ

3、ＭＥＮＴＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳＯＮＥＦＦＥＣＴＯＦＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤＲＩＬＬＩＮＧＦＬＵＩＤＰＲＥＳＳＵＲＥＴＯＰＲＯＣＥＳＳＯＦＦＬＵＩＤＩＮＦＩＬＴＲＡＴＩＯＮＡＮＤＬＥＡＫＡＧＥ①②③②②ＹＡＮＧＰｉｎｇＷＵＭｉｎｈｕｉＬＩＴｉａｎｂｉｎ（①ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２）（②ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌ

4、Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２）（③ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｅｏｈａｚａｒｄＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄＧｅｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ＣｈｅｎｇｄｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５９）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｔｈｒｏｕｇｈｗａｌｌｃａｋｅｐｏｒｅｕｎｄｅｒｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｆｌｕｉｄｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓｔｈｅｃａｕｓｅｏｆｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｗａｔｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ

5、ｄｕｒｉｎｇｄｒｉｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｂｅｔｔｅｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｌａｗｓｏｆｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ，ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｔｅｓｔｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｌｕｉｄｐｒｅｓｓｕｒｅｓ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｈｅｎｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓｔｈｅｓａｍｅ，ｔｈｅｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｗａｔｅｒｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｆｌｕｉｄｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｗｈｅｎｆｌｕｉｄｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓｔｈｅｓａｍｅ，

6、ｔｈｅｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｒａｔｅｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｔｉｍｅａｎｄｅｖｅｎｔｕａｌｌｙｔｅｎｄｓｔｏａｓｔａｂｌｅｖａｌｕｅ．Ｔｈｅｓｔａｂｌｅｖａｌｕｅｏｆｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｒａｔｅｈａｓａｌｏｗｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｆｌｕｉｄｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｗｈｅｎｆｌｕｉｄｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｐｒｅｖｉｏｕｓｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｖｏｌｕｍｅａｎｄｔｈｅｃａｋｅｍａｓｓ（ｕｎｄｅｒｄｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）ｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｆｌｕｉｄｐｒ

7、ｅｓｓｕｒｅ．Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｃａｋｅｍａｓｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｔｅｓｔｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｆｌｕｉｄｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＤｒｉｌｌｉｎｇｆｌｕｉｄ，Ｄｒｉｌｌｉｎｇｆｌｕｉｄｐｒｅｓｓｕｒｅ，Ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ，Ｆｌｕｉｄｌｏｓｓ收稿日期：２０１４－０４－０７；收到修改稿日期：２０１５－０１－２２．第一作者简介：杨坪（１

8、９７７－），男，博士，副