岩心钻探泥浆技术调研1.doc

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1、岩心钻探钻井液技术调研1.岩心钻探钻井液分类及适用条件冲洗介质按介质的不同，可分为气体的和液体的。按形成的分散体系不同，冲洗介质又可分为纯气体的、液/气的、气/液的、固/液的、液/液的和纯液体的6利纯气体作为冲洗介质的有：压缩空气、天然气、内燃机废气和氮气；液/气分散体系用作冲洗介质的是雾和湿空气；气/液分散体系的则有充气液体和稳定泡沫。固/液分散体系的典型代表是泥浆，它是粘土在液体（主要是水）中的分散体系.依使用的液休不同，泥浆又可分为水基泥浆和油基泥浆。而水基泥浆又可进一步划分。液/液分散体系用作钻井液的是乳状液，它是水和油纽成的分散体系。依内外

2、相的关系它可分为水包油型和油包水型乳状被。纯液体用作钻井液的有水（淡水、海水和咸水），齐种溶液和油。溶液有无机盐溶液（如饱和盐水等）和无机盐与有机高分子化合物的复合溶液（如常用的无固相钻井液）。当前常用的冲洗介质有：空气、充气液体和稳定泡沫、泥浆、乳状液、清水和无固相钻井液n这些冲洗介质的特点及其使用范围分述如下。1•清水清水包括淡水和矿化水，英特点是易于収得、便宜、粘度小、冲洗效果好、冷却能力强、相对密度低、可取得较高的机械钻速。清水的缺点是在循环时，渗入地层的量大。対于许多地层，它会山此引起地层的膨胀、分散、坍塌、掉块；在水的冲蚀作用下，一些岩层

3、易被冲蚀和溶解；循环停止时对孔内岩屑无悬浮能力。・淸水（主要是淡水）一-般用于地层压力不大的稳定和非冲蚀性岩层，如大部分完整的岩浆岩和变质岩，在収水容易的地区用于部分漏失，其至完全漏失的稳定岩层。2.空气空气的密度低、粘度小，在有足够的流速下，孔底吹洗干净，钻进效率高。易得到，无需化学处理，节省原材料。空气洗井需要专门的空气压缩机，在湿孔和含水地层使用困难。空气洗井一般用于缺水地区、干孔或严重漏失地层。用空气作动力的潜孔锤钻进、大口径基岩中的水井钻探和露天矿爆破孔钻进。在孔内有水而无法用干空气钻进时亦可将孔内漏水（量不大时）排出孔外。3.泥浆泥浆有水

4、基泥浆和油基泥浆。依细成的不同它们各自又可分为不同的类型。泥浆与其他钻井液相比，其特点是：循环过程中在压差作用下能在孔壁上形成泥皮血加固孔率；在循环停止时，泥浆能很快转为错胶状而悬浮岩屑，防止山于岩屑沉淀而引起孔内事故或开泵困难等；対钻头、牙轮轴承、钻具和套管等有一定的润滑作用，可减小其磨损。泥浆的性能包括相对密度、粘度和切力、失水彊等，均可在较大范围内调节，以适应不同地层的要求。泥浆的缺点是：相对密度和粘度较大;钻进效率低；需要有专门的配浆材料；对环境一定的污染等。泥浆主要用于风化、破碎、松散和遇水失稳的岩层，即用于人们常说的复杂地层。固体矿床勘探

5、钻进时，泥浆是对付复杂地层的主要于-段。石油和天然气钻井几乎都是在沉积岩层中钻进的，主要使用泥浆作钻井液。因此称泥浆为石油钻井的“血液”。1.乳状洒乳状液是液体（油或水）分散在另一•种液体（水或油）中形成的稳定的分散体系。常用的是水包油型乳状液。水包油乳状液有较好的润滑性能，不仅能有效地提高钻头和钻具的寿命，而且能明显地降低钻进所需的功率消耗。更重要的是它可以降低或消除钻杆柱的振动，从而可以提高钻具的转速，使小II径金刚石钻进的钻进速度和钻进深度大幅度地提高。近年來，随着小II径金刚石钻进的发展，水包油乳状液已成为固体矿床钻探中重要的钻孔钻井液Z-O

6、2.无固相钻井液（钻井液）这是含有无机盐和有机高分子（聚合物）的溶液。它与泥浆相比，因不含固相（配制的原液）故相对密度低，I大1而刖取得较高的钻进速度。它的性能也可在一定的范围内调节，因而与淸水相比有较好的携带岩屑和悬浮岩屑的能力。它可在孔壁上形成薄膜血起护壁作用。因此，近年来，随着各种高聚物的发展，尤固相钻井液在钻探中逐渐得到广泛的应用。无固和钻井液可用于裂隙发育、易坍塌和轻微膨胀的地层。在小口径金刚石钻进中，特别适用于绳索取心钻进，它可防止钻杆内庶结泥皮和降低压损。在石油钻井中，它用于钻井生产层，可减轻使用泥浆対油层的损害。这种无固相冲洗被称为完

7、井液。3.气液混合被气液混合液是液体（一•般为清水）中充以空气而形成的，可分为充气液体（气/液比小于50）和稳定泡沫（气/液比为50〜300）。泡沫是靠表而活性剂使气泡均匀而稳定地分散在水中而形成的。气液混合液的相对密度低、粘度大、有较高的携带岩屑和悬浮岩屑的能力，渗入孔壁的气泡有淤塞作用，从而起一定的护壁和堵漏作用。它与纯空气和比可用较小的上返速度和风量，可在湿孔和有水钻孔中使用。它与清水相比，有较低的相对密度、钻速高，同吋粘度大，携带岩屑能力比清水高6〜7倍。山于以上特点.气液混合液洗井，特别是泡沫洗井，近年來得到了很快的发展，无论是石油钻井，水

8、井钻探或是地质勘探小口径钻进，在条件合适的地区，都在研究和试用泡沫钻井。气液混合液，特别是稳定泡沫洗井，主耍