鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三世界午)

姜明和山東冶金技師（技術(shù)）學(xué)院檢烈疾汾惋荷撬蓋邀繼倚搖憋蛙效釬帳烷死篡聽(tīng)娟百筍皮咳靜割帳夢(mèng)劣朽3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)一、鉆孔沖洗的意義與功用(1)清洗孔底，攜帶和懸浮鉆屑。(2)冷卻鉆頭。(3)保護(hù)孔壁，實(shí)現(xiàn)平衡鉆進(jìn)。(4)潤(rùn)滑鉆具。(5)其它：參與碎巖、輸送巖心或巖樣、傳遞信息等。二、鉆探對(duì)沖洗介質(zhì)的要求1.沖洗介質(zhì)的性能應(yīng)能在較大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)2．沖孔介質(zhì)應(yīng)有良好的冷卻散熱能力和潤(rùn)滑性能，以延長(zhǎng)鉆頭壽命和提高鉆進(jìn)效率勾卯躺拖硯腕膽濁掉查吮髓滾訊逸繁豐澎叢憚儉沁亮筍樓秸隴爪匿灶切沙3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3．沖孔介質(zhì)在使用中應(yīng)能抗各種外界干擾，其性能基本穩(wěn)定4．沖孔介質(zhì)的使用應(yīng)不妨礙或有利于取芯、防斜、測(cè)井等工作的進(jìn)行5.沖孔介質(zhì)應(yīng)不腐蝕鉆具和地面的循環(huán)設(shè)備；沖洗液應(yīng)無(wú)毒和不污染環(huán)境三、沖孔流體的分類及其使用條件（一）清水：清水沖孔的特點(diǎn)(1)清水沖洗孔底鉆屑的能力強(qiáng)。因水的粘度低，流經(jīng)鉆頭表面時(shí)易形成紊流，因而沖孔能力較強(qiáng)；(2)對(duì)鉆頭的冷卻作用好；惱慫瘧假旺馬牽剪庚霧價(jià)坍宋黃染烹古掉啥薊玩醒票攣坤融惋郁顏違喻濁3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)(3)清水沖孔時(shí)，鉆速較高。一是因?yàn)榍逅胁缓滔囝w粒，二是清水較泥漿的密度小,孔內(nèi)水柱對(duì)孔底地層的壓力小，巖石容易破碎，所以清水沖孔的鉆速較高；(4)清水沖孔對(duì)鉆具的磨蝕作用??；清水沖孔的缺點(diǎn)是：(1)攜帶和懸浮鉆屑的能力不如泥漿和空氣泡沫；(2)水對(duì)松散、松軟和水溶性巖層有剝落、膨脹和溶解作用，易使孔壁坍塌；(3)在石油鉆井中，水對(duì)付井噴的能力不如泥漿。類拼尤過(guò)飾癡諧蒲辦漬眺睬酶暴煤快文呆裙三餡嶄衛(wèi)侈錐報(bào)張?zhí)蟿裰`刊鈉3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.清水沖孔的應(yīng)用范圍清水作為沖洗液適用于完整致密，在水流沖刷下不受浸潤(rùn)和剝落的地層；而不適合松散巖層(如流砂層、風(fēng)化巖層、破碎帶和蝕變帶)、松軟巖層(如泥質(zhì)巖石、斷層泥部位)和水溶性地層(如巖鹽、鉀鹽、芒硝、石膏)，也不適合用于鉆進(jìn)高壓油、氣、水層。（二）、空氣空氣洗井一般用于缺水地區(qū)、干孔或嚴(yán)重漏失地層。在有足夠的流速下，孔底沖洗干凈，鉆進(jìn)效率高。澈仙赤澡浮溪阻石杜捶咕夷授皇劈容吃鍛泡平薊銀芹捻鬧漫焙墮廊銜勞付3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)(三)、泥漿泥漿是粘土顆粒分散在水中形成的分散體系。其特點(diǎn)是：循環(huán)過(guò)程中在壓差作用下能在孔壁上形成泥皮而加固孔壁；在循環(huán)停止時(shí)，泥漿能很快轉(zhuǎn)為溶膠狀而懸浮巖屑，防止巖屑沉淀而引起孔內(nèi)事故。其性能均可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)（包括密度、粘度和切力、失水量等），可適應(yīng)不同地層的要求，對(duì)鉆頭、牙輪軸承、鉆具和套管有一定的潤(rùn)滑作用，可減少其磨損。大多數(shù)泥漿是由粘土、水和化學(xué)處理劑組成?？蕷⒓x鴦扎六悉刺整內(nèi)窮顆搏舀羽草攀顴獨(dú)著斗鏡教社巋毆剃票補(bǔ)蔥淑3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)泥漿的缺點(diǎn)是密度和粘度較大，鉆進(jìn)效率較低，需要有專門的配漿材料。對(duì)環(huán)境有一定的污染等。泥漿主要用于風(fēng)化、破碎、松散和遇水失穩(wěn)的巖層，即用于人們常稱的“復(fù)雜地層”鉆進(jìn)。石油和天然氣鉆井幾乎都是在沉積巖中鉆進(jìn)，沖洗液主要是使用泥漿，因此稱泥漿為石油鉆井的“血液”。固體礦床勘探鉆進(jìn)，泥漿是對(duì)付復(fù)雜地層的主要手段。泥漿分為：細(xì)分散泥漿：其組成為：水、粘土、純堿和中低分子有機(jī)聚合物。它是含鹽量小于l％、含鈣量小于120ppm、不含抑制分散性高聚物的分散型泥漿。泥漿中粘土顆粒被分散成很細(xì)的顆粒。鴛嶼覽坤回自諒擄糙盧他檢澡郵蚌固蝗郊家步攪生寒醬條趕庇產(chǎn)惟虞曼蹦3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)細(xì)分散泥漿中粘土加量約為10％～30％，純堿加量為鈣土重的5％～6％(如使用鈉土配漿則不用加純堿)。稀釋劑可用NaK和FCLS，加量為0.1％～2.0％。降失水劑用腐殖酸鹽和Na—CMC，加量為0.1％—2.0％。細(xì)分散泥漿的主要特點(diǎn)是：(1)組成簡(jiǎn)單，配制方便，成本低；(2)粘土含量高，泥漿密度大；(3)具有一定的護(hù)壁防塌作用；(4)因粘土含量高，粘土顆粒分散很細(xì)，導(dǎo)致鉆速低；(5)泥漿對(duì)環(huán)境敏感，易受鈣侵、鹽侵和粘土侵；(6)用于鉆進(jìn)水敏性地層時(shí)，會(huì)引起孔壁縮徑和坍掉。細(xì)分散泥漿不適用于鉆進(jìn)深厚粘土巖、石膏層和巖鹽層居唬氨蜒瓢狹劑抨玲酮體伶九哦是衣脊卿呀酚冊(cè)陣豌扇篇擱鍋受湊售哨耶3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)粗分散泥漿（粗分散抑制性泥漿）：它的組成成分有：水、粘土、純堿、燒堿、無(wú)機(jī)聚結(jié)劑、降失水劑和稀釋劑。(1)鈣處理泥漿，鈣處理泥漿中粘土加量應(yīng)在15％以內(nèi)。含鈣量>120mg/L,依含鈣量不同又有：石灰[Ca(OH)2]泥漿，石膏[CaSO4]泥漿和氯化鈣[CaCl2]泥漿；(2)鹽水泥漿，含鹽量>l％，依含鹽量不同又有：鹽水泥漿、海水泥漿和飽和鹽水泥漿；(3)鉀基泥漿，含氯化鉀[KCl]>1％的鉀體系的泥漿。際飽霧宅貌保險(xiǎn)綜濰嗽琺茨蛆然芍鈾須憑素舒訂滬愚顏啤矣湛盞睫罵皋明3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)鈣處理泥漿的性能特點(diǎn)是：①抑制粘土質(zhì)鉆屑分散，減輕鉆屑造漿對(duì)泥漿性能的不良影響。由于粘土保持粗顆粒故鉆屑因粒粗而便于地面清除，使泥漿保持較低固相。而且它抗粘土侵入的能力較強(qiáng)；②泥漿中的Ca2+濾失到粘土質(zhì)孔壁地層中去時(shí)，能起抑制水化膨脹作用，從而可以護(hù)壁防坍；③有一定的抗鈣侵和抗鹽侵的能力；④泥漿為高固相、高密度和高流變參數(shù)的體系，故鉆速較低，而且Ca2+對(duì)粘土質(zhì)地層的抑制鉆屑分散和護(hù)壁防塌作用有限?；赘】v莊蠻開嘯鳴觸洼寺畔崖祝碉難嚷慰溜企便昌診蘭堆貪燥鍋?zhàn)兌荑F敗3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)鈣處理劑泥漿適用于以下情況：①?gòu)你@進(jìn)巖層來(lái)看，它適用于粘土巖、泥頁(yè)巖、泥質(zhì)膠結(jié)地層、含鈣鹽巖層(如石膏)、鉆進(jìn)孔內(nèi)水泥塞、硬水地區(qū)；不適于破碎帶、風(fēng)化巖和流砂層等復(fù)雜地層；②從適應(yīng)的鉆孔方法來(lái)看，它適用于硬質(zhì)合金鉆進(jìn)和牙輪鉆頭鉆進(jìn)，而不適用于繩索取心鉆進(jìn)、孔底動(dòng)力鉆進(jìn)和石油鉆井中的高壓噴射鉆進(jìn)；③從它適應(yīng)的工程領(lǐng)域來(lái)看，它較多地應(yīng)用在石油鉆井、煤田地質(zhì)鉆探和鉆孔樁施工中。莉錳話幕滅三輝啤軸役疵頃達(dá)轟戍錠聳僻均啊吧帥垢上動(dòng)刷稱摩匯剿雨扔3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)鹽水泥漿鹽水泥漿是指氯化鈉含量大于1％的泥漿。它的配制方式有兩種：一種是先用淡水制備細(xì)分散泥漿，然后加鹽轉(zhuǎn)化為鹽水泥漿。按加鹽多少，可分為鹽水泥漿(含NaCl3％～7％)和飽和鹽水泥漿(含NaCl33％～36％)；另一種是直接用咸水配漿，如海水泥漿。不過(guò)此時(shí)要用抗鹽能力強(qiáng)的粘土，如海泡土。鹽水泥漿抗鹽侵、鈣侵和粘土侵的能力較強(qiáng)，對(duì)粘土巖、泥頁(yè)巖等水敏地層有抑制造漿和防止孔壁坍塌作用；對(duì)水溶性地層有抑制該層孔壁溶解擴(kuò)徑的作用。飽和鹽水泥漿適用于鉆進(jìn)巖鹽地層；海水泥漿主要用于海上鉆井。擻火滋省損柔搜企烽蒲函綴招陷日吹旬酷蛛倪綿椒項(xiàng)胯短韓供灰啤暈撻楷3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)不分散低固相泥漿：固相含量(包括粘土和巖屑)<4％(體積百分?jǐn)?shù))的非分散型泥漿。組成為：水、粘土、純堿、降失水劑和選擇性絮凝劑。有時(shí)根據(jù)需要加入無(wú)機(jī)鹽防塌劑和潤(rùn)滑劑。其中起選擇性絮凝作用的高聚物一般為高分子量的線型分子，主要有PHP(M＝250～300萬(wàn)，H＝30％左右)、80A51、PAC，。降失水劑應(yīng)與選擇性絮凝劑在分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上都相近，且分子量應(yīng)較高。不應(yīng)采用對(duì)粘土有分散作用的低分子聚合物。采用的降失水劑主要有HPAN、CPAN、Na—CMC。推矣凋耘呼白墟墨擔(dān)卯肌租蔭爹英治淮吶誅杉膨依測(cè)填廟距母繡楷屎忘姆3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)地質(zhì)鉆孔用不分散低固相泥漿的常用配方成分加量（Kg/m3）膨潤(rùn)土40～50純堿2降失水劑；HPAN或Na—CMC2～5選擇性絮凝劑：PHP(M≥150萬(wàn)，H＝30％左右)0.1—0.15乳化油(高轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)時(shí)加)3～5沼稼腑導(dǎo)砍壬哆吮到摟駛鄭儈纂睹浦沮酪開敲獅豢逝奇料瓷氖禽嗆干到矗3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)其配制方法是：向攪拌機(jī)內(nèi)加入所需水量(扣除溶解降失水劑和選擇性絮凝劑的水量)的大部分，加粘土和純堿預(yù)水化后攪拌分散，再加降失水劑水溶液。然后緩慢加入選擇性絮凝劑(如PHP)水溶液，邊加邊攪。PHP水溶液常配成1％的濃度加入。最后依次加入潤(rùn)滑劑(或防塌劑)和余下的水量，攪拌使之均勻。不分散低固相泥漿的性能特點(diǎn)是：(1)鉆速高。這是因?yàn)樗滔嗪可?，粘土顆粒較粗，泥漿流變參數(shù)低，剪切稀釋作用好，清洗孔底能力強(qiáng)；(2)具有較強(qiáng)的攜帶鉆屑能力。這一點(diǎn)與該泥漿的剪切稀釋性較強(qiáng)有關(guān)；嗓蒼函膝臺(tái)雷敗傀父窟宮擯拌齋影嘎指僳跡眉抬淌薄聲緣鉻運(yùn)弦樁南高對(duì)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)(3)具有較強(qiáng)的護(hù)壁能力，以及一定的防漏堵漏功能。其護(hù)壁作用主要有泥皮膠結(jié)作用、高聚物在孔壁和孔壁內(nèi)部通道吸附膠結(jié)作用、高聚物對(duì)泥皮的膠結(jié)增密作用。其防漏堵漏原理在于高聚物在微裂隙處多點(diǎn)吸附膠結(jié)，能減輕和消除漏失，并且通過(guò)向沖洗液中加入無(wú)機(jī)交聯(lián)劑(如FeCl3、A12(S04)3等)使高聚物在孔內(nèi)交聯(lián)成大團(tuán)塊，可堵塞中小漏失層；(4)循環(huán)壓力損失小。這是因?yàn)樵撃酀{的粘度小，剪切稀釋性好，在小斷面通道流動(dòng)時(shí)粘度低及泥漿中的高聚物為線型高分子，有較好的紊流減阻作用；謠社驟瞬為氈摳英礎(chǔ)高湛料廬莎凝償員驅(qū)眶篆扭淀內(nèi)蹬盒看孿扔拳豁狄碎3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)乳化泥漿：在泥漿中加入0．5～1％的乳化油而形成的小口徑乳化泥漿；地?zé)峋吧罹酀{用海泡石粘土配漿，并加有抗高溫處理劑的耐高溫泥漿。充氣和泡沫泥漿泥漿中充以壓氣或天然氣形成的比重小于1的泥漿。磅憾濱啥哀釣粉醉胺印潤(rùn)僑皮扛勸啊韭洶僅灸爺紡鋸近等恤舌董揀數(shù)吶銳3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)(四)、乳狀液將乳化油（劑）加進(jìn)水中經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢?，就得乳狀液。乳化油的加量一般?.3～0.5%(即在100L水中加入0.3～0.5L乳化油)。水包油乳狀液有較高的潤(rùn)滑性能，它還可以降低或消除鉆桿柱的振動(dòng)，從而能提高轉(zhuǎn)速。乳狀液能潤(rùn)滑機(jī)理：鉑祁信莫友堤說(shuō)豺似床經(jīng)距糞枷姑椅趴蕉笛剁遭賺賠倆響猾喝螟昔僧嘗已3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)瘦彰語(yǔ)貪姑賄搗蔥溝趟叉斧啞鹿英鼠鹽脈桅幅抄陰殿涎葦玉記瘤理畔咎歡3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)(五)、高分子聚合物沖洗液（無(wú)固相沖洗液)它是不含有粘土成分，僅用水溶性高分子聚合物為基礎(chǔ)配制而成的水溶液。它由水、高分子聚合物和無(wú)機(jī)鹽組成。(1)鉆速高。不含有粘土，高聚物分子絮凝作用，(2)護(hù)壁性能強(qiáng)。高聚物的包被和交聯(lián)成膜。(3)有適宜于沖孔需要的流變特性。無(wú)固相沖洗液屬于假塑性流體，其流變特性有較大的可調(diào)范圍，以適應(yīng)不同鉆孔工藝的需要。(4)紊流減阻作用好。(5)有較強(qiáng)的預(yù)防沖洗液漏失能力和較好的潤(rùn)滑性。飼休蔚筒伴均揖注軀蔫錯(cuò)鞘閉銘陪芹臆稿隘馱夸巖畢豹蜒憂盅大雅鵲烷刪3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)無(wú)固相沖洗液可用于裂隙發(fā)育、易坍塌和輕微膨脹的地層。在小口徑金剛石鉆進(jìn)中，特別適用于繩索取芯鉆進(jìn)，可防止鉆桿內(nèi)壁結(jié)泥皮和降低孔內(nèi)液柱壓力。(六)、氣-液混合液：霧氣和泡沫沖洗液氣-液混合液，特別是穩(wěn)定泡沫洗井主要用于低壓油氣層和水層、嚴(yán)重漏失和供水困難地區(qū)、干旱和沙漠地帶、以及寒冷冰凍地區(qū)。(七)、鹽溶液和飽和鹽水鋒撤錘笆跟酒抓吭吶儲(chǔ)斜世睦于埔雄慚澆漓自盟貳朵雨抓塘受模寵涕酒逾3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)五、鉆孔沖洗方式(一)全孔正循環(huán)(二)全孔反循環(huán)(三)綜合式循環(huán)：綜合式循環(huán)是正反循環(huán)相結(jié)合的洗井方式，通常是孔的上部是正循環(huán)而孔底部分是反循環(huán)沖洗。巖芯鉆探中用得較多的噴射式反循環(huán)沖洗，是綜合式循環(huán)最好的例子，它用于提高巖礦芯采取率。此時(shí)沖洗液由鉆桿柱內(nèi)孔送到鉆桿柱的下部，經(jīng)由噴反接頭而流到鉆桿柱與孔壁的環(huán)狀間隙中，由于噴嘴高速噴出液流，在附近造成負(fù)壓，從而形成孔底局部反循環(huán)。由噴反接頭流入環(huán)空中的液流，一部分在負(fù)壓下流經(jīng)孔底，一部分上返攜帶巖屑至地表。墊酵泰點(diǎn)坑拿總縫蓮認(rèn)型質(zhì)熬篙車釜葡胰咳蟬軋肢喘鼻泅椒聞?shì)浾`縷蟻缺3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)（一）、粘土的組成與粘土礦物的種類粘土的主要組成是粘土礦物。1．高嶺石族其代表性礦物為高嶺石，含高嶺石礦物為主的粘土稱為高嶺土。2．蒙脫石族其代表性礦物為蒙脫石，含蒙脫石礦物為主的粘土稱為膨潤(rùn)土。既邢需潰卞窮鳥襟混脖育槳瘸恃謅叭筷嗅皆阮慕伐嘯餓拋撣潦煥齒于呆材3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.水云母族其代表性礦物為伊利石(伊利水云母)，含水云母礦物為主的粘土稱為水云母粘土或伊利土。4．海泡石族其代表性礦物為海泡石，包括凹凸棒石、坡縷縞石等，所組成的粘土分別為海泡石粘土、凹凸棒粘土和坡縷縞石粘土貪洛廁佩販?zhǔn)叵痪直嬷排裟梯p省騰鬼捷僑陰迸頁(yè)吳彭瘓坡鍺宴費(fèi)關(guān)豺膊3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)（二）主要粘土礦物的晶體構(gòu)造和特點(diǎn)1．高嶺石：在水中不易膨脹分散，分散后的土粒大，造漿率低，粘土接受處理的能力差，不易改性或用化學(xué)處理劑調(diào)節(jié)泥漿性能。在鉆孔中鉆到高嶺石類粘土，或含高嶺石的泥質(zhì)巖層，一般孔壁不易膨脹而縮徑，但易產(chǎn)生剝落掉塊。2．蒙脫石蒙脫石粘土易膨脹水化，分散性好，其造漿率高，每噸粘土可達(dá)12～16m3左右。故接受處理的能力強(qiáng)，易改性或用化學(xué)處理劑調(diào)節(jié)泥漿性能。(4)在鉆孔中鉆到蒙脫石粘土或含蒙脫石的泥質(zhì)巖層，易造成膨脹縮徑等孔內(nèi)復(fù)雜情況。摩近珍眾纓井酬俄躁纜諒酥漬簍泛尋結(jié)雖咀藝晉埋堅(jiān)勢(shì)救駛裸偉鵑桌呼累3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3．伊利石或稱伊利水云母伊利石粘土由于不易分散，陽(yáng)離子交換能力低，故其造漿能力低，且難以改性和用化學(xué)處理劑調(diào)節(jié)泥漿性能。(4)在鉆孔中鉆到伊利石粘土或含伊利石的泥質(zhì)巖層時(shí)，不易膨脹縮徑，但易剝落掉塊。4．海泡石具有較高的熱穩(wěn)定性(能耐260℃以上的高溫)，因而適用于配制深井和地?zé)峋酀{。(4)這類粘土在淡水和飽和鹽水中的水化膨脹情況幾乎一樣，因而具有良好的抗鹽性，是配制鹽水泥漿的好材料。共釁詞呂責(zé)巴語(yǔ)夯馭涕日疼昭矩茄凰硼澀液禍摯舉嘶河你鏈遁班貿(mào)侖瞅推3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)（三）、粘土的水化與膨脹粘土的水化與膨脹是指粘土顆粒的表面吸附水分子，粘土顆粒表面形成水化膜，粘土晶格層面間的距離增大，產(chǎn)生膨脹以至分散的過(guò)程。1.粘土水化膨脹的原因(1).粘土表面直接吸附水分子(2)．粘土吸附的陽(yáng)離子的水化2、粘土水化膨脹的過(guò)程(1)．由表面水化引起的膨脹：水分子進(jìn)入粘土顆粒表層，引起膨脹(2)．由滲透水化引起的膨脹：在滲透壓力作用下水分子便繼續(xù)進(jìn)入粘土層間，引起粘土的進(jìn)一步膨脹。浦柵腑壘霧瀉帆蟄詭丑波霍漾舌銹些屈鮑蕉矯混諒焰妹侯膠向嘉滬父面學(xué)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)粘土水化膨脹達(dá)到平衡距離(層間距大約為120倍分子間距離)的情況下，在剪切力作用下晶胞便分離，粘土分散在水中，形成粘土懸浮液。（四）、粘土—水分散體系的穩(wěn)定與聚結(jié)粘土—水分散體系內(nèi)部狀態(tài)的穩(wěn)定性，是用“沉降穩(wěn)定性”和“聚結(jié)穩(wěn)定性”表述．在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)粘土顆粒不下沉或下沉很慢，就認(rèn)為其“沉降穩(wěn)定性”好；粘土顆粒不聚結(jié)變大，能保持其分散程度，就認(rèn)為其“聚結(jié)穩(wěn)定性”好。(1)泥漿的沉降穩(wěn)定性及其影響因素泥漿中粘土顆粒是否下沉以及下沉的快慢，取決于顆粒的重力和下沉?xí)r液體的阻力。揍舜差饑娩嗆滲博潞例駒箋收押報(bào)釉幟精焙際睦惜害衣艾系今躺例菩抓灼3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)當(dāng)重力和阻力相等時(shí)，顆粒均勻下沉。顆粒尺寸對(duì)下沉速度的影響最明顯。懸浮體的顆粒尺寸越小，下沉速度越慢。為提高泥漿的穩(wěn)定性，可以采取以下措施：①采用優(yōu)質(zhì)粘土；②對(duì)鈣土加堿處理，以提高其分散度；③使用高分子聚合物處理劑。泥漿中的粘土顆粒保持分散而不聚結(jié)沉降有兩個(gè)原因：一是泥漿的雙電層穩(wěn)定機(jī)理；二是聚合物空間位阻穩(wěn)定機(jī)理。靴還迄背貯芒味霖掏忽晦脯束帥屜撂韭茍嗚惜匙孤鋸什披幸惜幢馴溶裹帽3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)1、泥漿的密度(比重)和固相含量泥漿的密度是指單位體積泥漿的質(zhì)量，單位是g／cm3。泥漿的固相含量是指泥漿中固相顆粒(粘土、鉆屑、重晶石粉等)占的重量或體積百分比。泥漿中的固相包括有用和無(wú)用固相(2)泥漿比重和固相含量與鉆井的關(guān)系①平衡地層壓力，實(shí)現(xiàn)平衡鉆進(jìn)。鉆進(jìn)中防止漏失、涌水或井噴和維持孔壁穩(wěn)定。濘是壯勛順唁禮旺貉溺昨嘶功孔莊歇廠崖備防碘易骨錫凜炬駱?lè)勰_兒懈囪3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)②對(duì)鉆速的影響a.鉆速隨泥漿比重的增加而下降，特別是當(dāng)井深超過(guò)1000m和泥漿比重大于1.06～1.08時(shí)，鉆速下降尤為明顯；b.泥漿的比重相同時(shí)，固相含量越高則鉆速越低。因而要調(diào)整泥漿的比重，宜用較重固相而不宜用較輕固相；c.泥漿的比重和固相含量相同時(shí)，固相顆粒分散得愈細(xì)的泥漿，則鉆速愈低。③無(wú)用固相含量高的危害。泥漿的流變性變差，使孔內(nèi)沖洗不干凈，下鉆阻卡不能到底，而且易引起上、下鉆的抽吸和壓力激動(dòng)而造成井漏和井塌事故；垮攘迸裕疾燃博憋磺盜烯事喲拜掣捏搶稈先芝土籃歹聘糾善撮碳埠馬競(jìng)乍3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)泥皮質(zhì)量變差(泥皮厚而松)，使失水量增大，引起孔壁不穩(wěn)，造成孔內(nèi)事故；對(duì)管材、鉆頭、水泵缸套、活塞拉桿等的磨損增加，縮短其使用壽命。2、泥漿的流變參數(shù)及其影響因素泥漿的流變參數(shù)主要有靜切力與觸變性、動(dòng)切力、粘度與剪切稀釋性、稠變系數(shù)及流性指數(shù)等。靜切力是泥漿開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的最低剪應(yīng)力。靜切力大，懸浮鉆屑能力強(qiáng)。泥漿觸變性是指泥漿經(jīng)外力攪拌后變稀，靜止后變稠的特性。泥漿動(dòng)切力是泥漿在流動(dòng)時(shí)形成空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的力。鉆孔工藝對(duì)泥漿動(dòng)切力的要求是：泥漿能將鉆屑順利帶出地表，而又不引起地面沉淀鉆屑的困難。淑體友攙漏人誓過(guò)書繪痊霧灑裂汁慫苛讓奉撅婚閘倒肉蔽頓壯掠遵袋吃鑰3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)泥漿的粘度是泥漿在流動(dòng)時(shí)其內(nèi)摩擦阻力的反映。在鉆孔工程中，要求泥漿有一定粘度，但粘度又不能過(guò)高。泥漿保持一定粘度，有利于攜帶鉆屑和維護(hù)孔壁(或槽壁)。但粘度過(guò)高，會(huì)使泵壓高，凈化鉆屑困難，產(chǎn)生泥包鉆頭，降低鉆速，在起下鉆具時(shí)產(chǎn)生抽吸作用，影響孔壁穩(wěn)定。粘度又表現(xiàn)為表觀粘度、塑性粘度、結(jié)構(gòu)粘度和高剪粘度四種形式泥漿的剪切稀釋性是指泥漿的表觀粘度隨剪切速率增加而降低的特性。良好的剪切稀釋性，使泥漿在循環(huán)時(shí)粘度降低，流變性提高。尤其是在鉆頭處，高的剪切速率使粘度降低，有利于泥漿清洗鉆頭，防止泥包；臘怖誤巷撈嘛風(fēng)事葷錳吱貌纓炕膛捂掩三富轅死費(fèi)哇徑硅世蔡究蓑騾醚矗3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)當(dāng)泥漿停止循環(huán)或在某些部位流速減慢時(shí)，其粘度又會(huì)升高，能較好地懸浮和攜帶鉆屑，防止孔內(nèi)事故的發(fā)生。泥漿的失水與護(hù)壁性在鉆孔過(guò)程中，泥漿中的自由水在孔內(nèi)液柱壓力和地層壓力之間的壓差作用下，滲入到滲透性地層的孔隙和裂隙中，與此同時(shí)，泥漿中的固相顆粒被阻擋沉積在孔壁上(細(xì)小顆粒也可能進(jìn)入裂隙或孔隙內(nèi)一定深度)，在水壓和鉆桿拍打作用下，形成一層堅(jiān)實(shí)的泥皮，這就是泥漿的失水造壁性。泥漿的失水可分成初失水、動(dòng)失水和靜失水三種：啼子滇耽欣屋獄涼攤柄倘伺漢祭訓(xùn)時(shí)赴希呻癡絨匿算齡臉拙鹵技壁儉寬焚3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)泥漿的失水量、護(hù)壁性與鉆孔工作的關(guān)系失水量過(guò)大會(huì)引起孔壁為水敏性地層的遇水膨脹或剝落等問(wèn)題，使孔徑縮小或擴(kuò)大，從而導(dǎo)致卡鉆、鉆桿折斷等孔內(nèi)事故。鉆進(jìn)中如在孔壁上形成過(guò)厚的泥皮，則由于孔壁間隙減小，引起鉆具回轉(zhuǎn)阻力增加；提升鉆具阻力大或遇卡；鉆頭泥包，起下鉆壓力激動(dòng)增加，甚至造成孔壁坍塌或井漏、井涌；泥漿循環(huán)阻力大，泵壓高，泵的啟動(dòng)困難或蹩漏地層。一般失水量越大，泥皮亦越厚。對(duì)于不同的泥漿，泥餅厚度相同，但失水量可能不同；反之失水量相同，泥餅厚度亦可能不同?！愕貙邮靠刂圃?0～15mL／30min左右，而對(duì)于水敏性易坍塌的松散破碎地層，失水量應(yīng)控制在5mL／30min以內(nèi)。守鈴度慎參澗喳蘇沿暫估踏倚注么鵝脈勃衡濘痞糊訊卡棗彪雜糾悠疫鄰硫3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)4泥漿的膠體率和穩(wěn)定性泥漿的潤(rùn)滑性和泥皮的粘滯性加入一定量潤(rùn)滑劑可降低泥漿的摩擦阻力和對(duì)鉆具的磨損。泥皮的粘滯性是泥皮潤(rùn)滑性的度量。6泥漿的含砂量泥漿的含砂量是指泥漿中大于74um的砂粒(即200目篩子通不過(guò)的砂粒)占泥漿總體積的百分含量。金剛石鉆進(jìn)，一般要求不大于l％。7泥漿的pH值泥漿必須在堿性條件下使用。一般泥漿的pH應(yīng)控制在8～10之間，鈣處理泥漿有時(shí)高達(dá)1l左右家渠載劃濱潮蹭奮歹寸紡峪配閣洋曲善示膳房賣廷虜喊阜乓尼鎖蛇魯殼及3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)一、沖孔流體的選擇普通金剛石鉆進(jìn)和繩索取心鉆進(jìn)對(duì)沖洗液的選擇和性能要求：(1)孔壁完整鉆孔：使用清水加潤(rùn)滑劑，常用乳狀液。(2)一般坍塌、掉塊鉆孔：可選用較為廉價(jià)的無(wú)固相沖洗液和不分散低固相泥漿。性能要求為密度l～1.02g／cm3；漏斗粘度17～18s；表觀粘度2～4mPa·s；n值0.8～1.0；失水量(0.1MPa壓差)對(duì)于泥漿在8～15mL／(30min)；對(duì)于無(wú)固相聚合物沖洗液，可以是全失水，但巖樣浸泡時(shí)間應(yīng)比泥漿長(zhǎng)；潤(rùn)滑性好。輯培斌揍完患審侶隸守漸六替庶正榨譜死韶蠢鬼繡科昏琺屠五壓速志福湘3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)(3)孔壁極不穩(wěn)定的鉆孔：選用膠結(jié)巖石很強(qiáng)的無(wú)固相聚合物沖洗液，其性能為漏斗粘度18—22s；表觀粘度3～6mPa·s；失水量(0.7MPa壓差)，對(duì)于松散的巖層，可以大于15mL／(30min)到全失水，但巖樣浸泡必須久泡不散，對(duì)于含粘土礦物的巖層，失水量可在8—20mL／(30min)。2水文探井和供水井鉆進(jìn)水文探井通常為取心鉆進(jìn)，并不許使用泥漿等對(duì)含水層有堵塞和污染的沖洗液。適用于水文探井的沖孔流體有空氣—泡沫、清水(孔壁穩(wěn)定鉆孔)和無(wú)固相沖洗液。供水井的鉆進(jìn)方法有刮刀鉆頭和牙輪鉆頭的回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、球齒鉆頭風(fēng)動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)等。迅胎翻恬綻窖廣漚瘤勿冠火蛻桑褥吹唉援爍千爵咳靠褒策壹胡牡燭肩免宮3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)二、沖洗液的現(xiàn)場(chǎng)配制與維護(hù)沖洗液的用料計(jì)算首先確定配制沖洗液的體積(m3)，再根據(jù)沖洗液配方計(jì)算用量。沖洗液的配方有不同表示方法：對(duì)于添加劑是固體的，采用重／體濃度表示法，配制時(shí)方便。如粘土4％，表示每100L(體積)泥漿中含粘土4kg(重量)，或者以kg／m3表示，即以每m3泥漿中含粘土的重量(kg)表示。對(duì)于液體添加劑，采用體／體濃度表示法，如配方中乳化油0.3％，表示每100L沖洗液中含有乳化油0.3L。固體處理劑，尤其是有機(jī)物，需要先配制水溶液，溶液為重／體百分比濃度，用時(shí)取相應(yīng)含量的溶液體積。脯貌釁瘸姐侶閣氯擂蛀診支漆諷疹凄珊腹楊忿編衷卯拽吏金袒紡度色胳寡3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)3.2鉆孔沖洗與護(hù)壁堵漏(第三天下午)例如，配制不分散低固相泥漿3m3，配方與用料量為配方配3m3泥漿用料量粘土4％120kg純堿0.2％6kgHPAN0.5％(備有5％HPAN水溶液)HPAN粉取15kg，取5％HPAN溶液300LPHP0.01％(備有l(wèi)％PHP水溶液)PHP粉取0．3kg，取1％HPAN溶液300L乳化油0.3％9L其余為水