降濾失劑，白油，腐植酸，重晶石，等都是一些處理劑，些都是泥漿性能調(diào)節(jié)的，重金石是用來(lái)增加比重的，每個(gè)處理劑都有不同的作用,

1、膠體率

   成孔液的膠體率是配液材料水化分散程度及懸浮穩(wěn)定性的簡(jiǎn)易且有效的衡量指標(biāo)。

 膠體率的測(cè)定：²

 將100毫升泥漿裝入量筒中，將瓶塞塞緊，靜止24小時(shí)后，觀察量筒上部澄清液的體積（毫升數(shù)）。²

 膠體率以百分?jǐn)?shù)表示:² 

2、比重

成孔液的比重是指成孔液的重量與同體積水的重量之比。

3、固相含量

   成孔液的固相含量指成孔液中固體顆粒占的重量或體積百分?jǐn)?shù)。

   成孔液中的固相包括有用固相和無(wú)用固相，前者如造漿粘土、重晶石等，后者為鉆屑。

   成孔液中的固相，按固相比重來(lái)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（粘土比重一般為2.3～2.6，巖屑比重一般在2.2～2.8之間）。

 固相含量測(cè)定方法Ø

“蒸餾分離原理”：

A. 取一定量（20ml）成孔液，置于蒸餾管內(nèi)；

B. 用電加熱高溫將其蒸干；

C. 水蒸氣則進(jìn)入冷凝器，用量筒收集冷凝的液相；

D. 然后稱出干涸在蒸餾器中的固相的重量；

E. 讀出量筒中液相的體積；

F. 計(jì)算固相含量；

G. 其單位為重量或體積百分比。

4、含砂量

    鉆井液含砂量是指鉆井液中不能通過(guò)200目篩網(wǎng)，即粒徑大于74μm的砂粒占鉆井液總體積的百分?jǐn)?shù)。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，該數(shù)值越小越好，一般要求控制在0.5%以下。這是由于含砂量過(guò)大會(huì)對(duì)鉆井造成以下危害：

（1）使鉆井液密度增大，對(duì)提高鉆速不利。

（2）使形成的泥餅松軟，導(dǎo)致濾失量增大，不利于井壁穩(wěn)定，并影響固井質(zhì)量。

（3）泥餅中粗砂粒含量過(guò)高會(huì)使泥餅的磨擦系數(shù)增大，容易造成壓差卡鉆。

（4）增加對(duì)鉆頭和鉆具的磨損，縮短其使用壽命。

降低鉆井液含砂的*有效的方法，是充分利用振動(dòng)篩、除砂器、除泥器等設(shè)備，對(duì)鉆井液的固相含砂量進(jìn)行有效的控制。

鉆井液含砂量通常是用一種專門設(shè)計(jì)的含砂量測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定的。該儀器由一個(gè)帶刻度的類似于離心試管的玻璃容器和一個(gè)帶漏斗的篩網(wǎng)筒組成，億用篩網(wǎng)為200目。測(cè)量時(shí)將一定體積的鉆井液注入玻璃容器中，然后注入清水至刻度線。用力振蕩后將容器中的流體倒入篩網(wǎng)筒過(guò)篩。篩完后將漏斗套有篩網(wǎng)筒上反轉(zhuǎn)，漏斗嘴插入玻璃容器。將不能通過(guò)篩網(wǎng)的砂粒用清水沖入玻璃容器中。待砂粒全部沉淀后讀出體積刻度。*后由下式求出鉆井液含砂量N

N=（V砂粒/V鉆井液）×100%

5、流變性

   成孔液的流變性是指鉆井液的流動(dòng)和變形性質(zhì)，它以成孔液的粘稠性為主要研究對(duì)象。反映液體粘稠性的指標(biāo)根據(jù)不同的液體流型有不同的表述方法，其基礎(chǔ)建立在流變本構(gòu)關(guān)系上。成孔液的粘稠性對(duì)非開(kāi)挖鉆擴(kuò)孔的影響至關(guān)重要。

 流變性能測(cè)試儀器：漏斗粘度計(jì)、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)Ø

 六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)Ø

注意事項(xiàng)：

 外筒裝卸，一手握住外轉(zhuǎn)筒，另一手握住外筒順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使外筒的卡口對(duì)準(zhǔn)外轉(zhuǎn)筒內(nèi)的銷子后取下外筒。裝上外筒時(shí)，應(yīng)使外筒的槽口對(duì)準(zhǔn)外轉(zhuǎn)筒內(nèi)的銷子后，在逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)外筒即可，切忌碰撞內(nèi)筒。

 內(nèi)筒裝卸， 一手緊握內(nèi)筒軸，一手內(nèi)旋內(nèi)筒裝卸，切勿弄彎內(nèi)筒軸。

 長(zhǎng)途搬運(yùn)時(shí)， 一定要卸下內(nèi)筒，裝好外筒，以防止內(nèi)筒軸被撞彎。

 扭力彈簧剛度的調(diào)整不準(zhǔn)隨意進(jìn)行。

6、失水造壁性

   在孔內(nèi)液體壓力與地層孔隙流體壓力差的作用下，成孔液中的自由水通過(guò)孔壁孔隙或裂隙向地層中滲透，稱為成孔液的失水。失水的同時(shí)，成孔液中的固相顆粒附著在井壁上形成泥皮（泥餅），稱為造壁。

 失水性對(duì)鉆孔的影響：Ø

 成孔液的失水對(duì)鉆孔的有利影響是：初失水可以濕潤(rùn)巖土，使其強(qiáng)度降低，有利于鉆頭對(duì)其破碎，提高鉆進(jìn)速度；²

 在泥頁(yè)巖、黃土、粘土地層中，失水過(guò)大會(huì)引起孔壁吸水膨脹、縮徑、剝落、坍塌；²

 對(duì)于破碎帶、裂隙發(fā)育的地層，滲入的自由水洗滌了破碎物接觸面之間的粘結(jié)，減小了摩擦阻力，破碎物易滑入孔眼內(nèi)，造成孔壁坍塌、卡鉆等事故；²

 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；²

 厚泥皮會(huì)加大對(duì)鉆具的吸附，使鉆桿回轉(zhuǎn)阻力增加；²

 厚泥皮使環(huán)空過(guò)流面積減小，循環(huán)阻力和壓力激動(dòng)增大。²

7、抑制性 

成孔液的抑制性是指成孔液抑制孔壁巖土水化、膨脹、分散的性能。

 評(píng)價(jià)方法：²

 浸泡試驗(yàn)法；l

 膨脹量測(cè)試儀；l

 滾子爐滾動(dòng)回收法；l

 毛細(xì)管吸收時(shí)間法；l

 頁(yè)巖穩(wěn)定性指數(shù)實(shí)驗(yàn)法等。l

8、潤(rùn)滑性

   成孔液的潤(rùn)滑性與鉆具磨損、循環(huán)流動(dòng)阻力、設(shè)備功率消耗等有密切關(guān)系。

提高成孔液的潤(rùn)滑性——加入油、高聚物、潤(rùn)滑劑、石墨粉；

成孔液潤(rùn)滑性用潤(rùn)滑系數(shù)測(cè)定儀測(cè)定。

9、pH值

   通常用鉆井液濾液的pH值表示鉆井液的酸堿性。由于酸堿性的強(qiáng)弱直接與鉆井液中粘土顆粒的分散程度有關(guān)，因此會(huì)在很大程度上影響鉆井液的粘度、切力和其它性能參數(shù)。

當(dāng)pH值大于9時(shí)，表觀粘度隨pH值升高而劇增。其原因是當(dāng)pH值升高時(shí)，會(huì)有更多OH-被吸附在粘土晶層的表面，進(jìn)一步增強(qiáng)表面所帶的負(fù)電性，從而在剪切作用下使粘土更容易水化分散。

在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)鉆井液的pH值要求控制在8~11之間，即維持一個(gè)較弱的堿性環(huán)境。這主要是由于以下幾方面的原因：（1）可減輕對(duì)對(duì)鉆具的腐蝕；（2）可預(yù)防氫脆而引起的鉆具和套管的損壞；（3）可抑制鉆井液中鈣、鎂鹽的溶解；（4）有相當(dāng)锪處理劑需要堿性介質(zhì)中才能充分發(fā)揮其效能，如丹寧類、褐煤類和木質(zhì)素磺酸鹽類處理劑等。

對(duì)不同類型的鉆井液，所要求的pH值范圍也有所不同，例如，一般要求分散鉆井液的pH值在10以上，含石灰的鈣處理鉆井液的pH值多控制在11~12，含石膏的鈣處理鉆井液的pH值多控制在9.5~10.5，而在許多情況下聚合物鉆井液的pH值只要求控制在7.5~8.5。

第四章 常用成孔液處理劑

**節(jié) 成孔液的主要類型

隨著鉆井工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，鉆井液的種類越來(lái)越多。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)鉆井液有各種不同的分類方法。其中較簡(jiǎn)單的分類方法有以下幾種：

 按其密度大小可分為非加重鉆井液和加重鉆井液。Ø

 按與粘土水化作用的強(qiáng)弱可分為非抑制性鉆井液和抑制性鉆井液。Ø

 按其固相含量的不同，將固相含量較低的叫做低固相鉆井液，基本不含固相的叫做無(wú)固相鉆井液。Ø

然而，一般所指的分類方法是按鉆井液中流體介質(zhì)和體系的組成特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行分類的。根據(jù)流體介質(zhì)的不同，總體上分為永基鉆井液、油基鉆井液和氣體型鉆井液體等三種類型，近期又出現(xiàn)了一類合成基鉆井液，。更具體一些，中分為如圖1-1所示的7種類型。

由于水基鉆井液在實(shí)際應(yīng)用中一直占據(jù)著主導(dǎo)地位，根據(jù)體系在組成上的不同又將其分為若干種類型。下面是在參考國(guó)外鉆井液分類標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，在國(guó)內(nèi)得到認(rèn)可的各種鉆井液類型。

成孔液的主要類型見(jiàn)表4-1-1

表4-1-1

類型名稱 材料組成

清水 清水

泥漿 膨潤(rùn)土、水、處理劑

化合物溶液 化合物、水

乳狀液 水、油、乳化劑

泡沫漿液 空氣、發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑

鹽水漿液 NaCl、膨潤(rùn)土、水、處理劑

水泥漿 水泥、水、添加劑

**節(jié) 常用無(wú)機(jī)處理劑

1．純堿 

    學(xué)名碳酸鈉，又稱蘇打粉，分子式為 Na2CO3。白色粉末，密度為2.5g/cm3，易溶于水。易吸潮結(jié)塊，注意防潮，水溶液呈堿性(pH值為11.5)， 在水中容易電離和水解。其中電離和**水解較強(qiáng)，所以純堿水溶液中主要存在Na+、C032—、HCO3－和OH－離子，其反應(yīng)式為：

          Na2CO3＝2Na++CO32－

         CO32－+H2O＝HCO3—+OH—

     純堿能通過(guò)離子交換和沉淀作用使鈣粘土變?yōu)殁c粘土，即 

             Ca－粘土+Na2CO3→Na－粘土+CaCO3

作用：

A. 改善粘土的水化分散性能，因此加入適量純堿可使新漿的濾失量下降，粘度、切力增大。

B. 過(guò)量的純堿會(huì)導(dǎo)致粘土顆粒發(fā)生聚結(jié)，使鉆井液性能受到破壞。

C. 在鉆水泥塞或鉆井液受到鈣侵時(shí)，加入適量純堿使Ca2+沉淀成CaCO3，從而使鉆井液性能變好，即含羧鈉基官能團(tuán)(—COONa)的有機(jī)處理劑在遇到鈣侵(或Ca2+濃度過(guò)高)而降低其溶解性時(shí)，一般可采用加人適量純堿的辦法恢復(fù)其效能。

2．燒堿

      燒堿即氫氧化鈉，分子式為NaOH。

     特性：外觀乳白色晶體，密度2.0～2.2g/cm3，易溶于水，溶解時(shí)放出大量的熱。水溶液呈強(qiáng)堿性。燒堿容易吸收空氣中的水分和二氧化碳，并與二氧化碳作用生成碳酸鈉，存放時(shí)應(yīng)注意防潮加蓋。

     作用：

        a. 主要用于調(diào)節(jié)鉆井液的pH值；

        b. 與丹寧、褐煤等酸性處理劑一起配合使用，使之分別轉(zhuǎn)化為丹寧酸鈉、腐植酸鈉等有效成分 ；

        c. 還可用于控制鈣處理鉆井液中Ca2+的濃度等。 

3．石灰

    生石灰即氧化鈣，分子式為CaO。吸水后變成熟石灰，即氫氧化鈣Ca(OH)2 。

    特性：在水中的溶解度較低，常溫下為0.16％，其水溶液呈堿性。并且隨溫度升高溶解度降低。

    作用：

     a. 在鈣處理鉆井液中，石灰用于提供Ca2+，以控制粘土的水化分散能力，使之保持在適度絮凝的狀態(tài)；

     b. 在油包水乳化鉆井液中，CaO用于使烷基苯磺酸鈉等乳化劑轉(zhuǎn)化為烷基苯磺酸鈣，并調(diào)節(jié)pH值。

     注意事項(xiàng)：在高溫條件下石灰鉆井液可能發(fā)生固化反應(yīng)，使性能不能滿足要求，因此在高溫深井中應(yīng)慎用。此外，石灰還可配成石灰乳堵漏劑封堵漏層。 

4、石膏

    石膏的化學(xué)名稱為硫酸鈣，分子式為CaSO4。有熟石膏(CaSO4•2H2O)和無(wú)水石膏(CaSO4)兩種。

    特性：石膏是白色粉末，密度為2.31～2.32g／cm3。常溫下溶解度較低(約為0.2％)，但稍大于石灰。40℃以前，溶解度隨溫度升高而增大；40℃以后，溶解度隨溫度升高而降低。吸濕后結(jié)成硬塊，存放時(shí)應(yīng)注意防潮。

    作用：在鈣處理鉆井液中，石膏與石灰的作用大致相同，都用于提供適量的Ca2+。其差別在于石膏提供的鈣離子濃度比石灰高一些，此外用石膏處理可避免鉆井液的pH值過(guò)高。

 5. 氯化鈣 

特性：無(wú)水氯化鈣的吸水性極強(qiáng)，通常含有六個(gè)結(jié)晶水。其外觀為無(wú)色斜方晶體，密度為1.68 g／cm3，易潮解，且易溶于水(常溫下約為75％)。溶解度極大。 

作用：其溶解度隨溫度升高而增大。在鉆井液中，CaCl2主要用于配制防塌性能較好的高鈣鉆井液。用CaCl2處理鉆井液時(shí)常常引起pH值降低。 

第三節(jié) 常用有機(jī)處理劑

1．腐植酸類

腐植酸(Hunfic Acid)主要來(lái)源于褐煤。褐煤是一種未成熟的煤，燃燒值比較低，有效成分是腐植酸，好的褐煤腐植酸含量可達(dá)70～80％。腐植酸結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的、?%B