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，重金石是用來增加比重的，每個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)定性的簡易且有效的衡量指標。

 膠體率的測定：²

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

 膠體率以百分數(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數(shù)。

   成孔液中的固相包括有用固相和無用固相，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200目篩網(wǎng)，即粒徑大于74μm的砂粒占鉆井液總體積的百分數(shù)。在現(xiàn)場應用中，該數(shù)值越小越好，一般要求控制在0.5%以下。這是由于含砂量過大會對鉆井造成以下危害：

（1）使鉆井液密度增大，對提高鉆速不利。

（2）使形成的泥餅松軟，導致濾失量增大，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高會使泥餅的磨擦系數(shù)增大，容易造成壓差卡鉆。

（4）增加對鉆頭和鉆具的磨損，縮短其使用壽命。

降低鉆井液含砂的*有效的方法，是充分利用振動篩、除砂器、除泥器等設備，對鉆井液的固相含砂量進行有效的控制。

鉆井液含砂量通常是用一種專門設計的含砂量測定儀進行測定的。該儀器由一個帶刻度的類似于離心試管的玻璃容器和一個帶漏斗的篩網(wǎng)筒組成，億用篩網(wǎng)為200目。測量時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和變形性質(zhì)，它以成孔液的粘稠性為主要研究對象。反映液體粘稠性的指標根據(jù)不同的液體流型有不同的表述方法，其基礎建立在流變本構(gòu)關系上。成孔液的粘稠性對非開挖鉆擴孔的影響至關重要。

 流變性能測試儀器：漏斗粘度計、旋轉(zhuǎn)粘度計Ø

 六速旋轉(zhuǎn)粘度計Ø

注意事項：

 外筒裝卸，一手握住外轉(zhuǎn)筒，另一手握住外筒順時針轉(zhuǎn)動，使外筒的卡口對準外轉(zhuǎn)筒內(nèi)的銷子后取下外筒。裝上外筒時，應使外筒的槽口對準外轉(zhuǎn)筒內(nèi)的銷子后，在逆時針旋轉(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。

 長途搬運時， 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)整不準隨意進行。

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，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。

 失水性對鉆孔的影響：Ø

 成孔液的失水對鉆孔的有利影響是：初失水可以濕潤巖土，使其強度降低，有利于鉆頭對其破碎，提高鉆進速度；²

 在泥頁巖、黃土、粘土地層中，失水過大會引起孔壁吸水膨脹、縮徑、剝落、坍塌；²

 對于破碎帶、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

 厚泥皮會加大對鉆具的吸附，使鉆桿回轉(zhuǎn)阻力增加；²

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

 評價方法：²

 浸泡試驗法；l

 膨脹量測試儀；l

 滾子爐滾動回收法；l

 毛細管吸收時間法；l

 頁巖穩(wěn)定性指數(shù)實驗法等。l

8、潤滑性

   成孔液的潤滑性與鉆具磨損、循環(huán)流動阻力、設備功率消耗等有密切關系。

提高成孔液的潤滑性——加入油、高聚物、潤滑劑、石墨粉；

成孔液潤滑性用潤滑系數(shù)測定儀測定。

9、pH值

   通常用鉆井液濾液的pH值表示鉆井液的酸堿性。由于酸堿性的強弱直接與鉆井液中粘土顆粒的分散程度有關，因此會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pH值大于9時，表觀粘度隨pH值升高而劇增。其原因是當pH值升高時，會有更多OH-被吸附在粘土晶層的表面，進一步增強表面所帶的負電性，從而在剪切作用下使粘土更容易水化分散。

在實際應用中，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）可減輕對對鉆具的腐蝕；（2）可預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

隨著鉆井工藝技術的不斷發(fā)展，鉆井液的種類越來越多。目前國內(nèi)外對鉆井液有各種不同的分類方法。其中較簡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)和體系的組成特點來進行分類的。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際應用中一直占據(jù)著主導地位，根據(jù)體系在組成上的不同又將其分為若干種類型。下面是在參考國外鉆井液分類標準的基礎上，在國內(nèi)得到認可的各種鉆井液類型。

成孔液的主要類型見表4-1-1

表4-1-1

類型名稱 材料組成

清水 清水

泥漿 膨潤土、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、膨潤土、水、處理劑

水泥漿 水泥、水、添加劑

**節(jié) 常用無機處理劑

1．純堿 

    學名碳酸鈉，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，所以純堿水溶液中主要存在Na+、C032—、HCO3－和OH－離子，其反應式為：

          Na2CO3＝2Na++CO32－

         CO32－+H2O＝HCO3—+OH—

     純堿能通過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. 過量的純堿會導致粘土顆粒發(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，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(—COONa)的有機處理劑在遇到鈣侵(或Ca2+濃度過高)而降低其溶解性時，一般可采用加人適量純堿的辦法恢復其效能。

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，溶解時放出大量的熱。水溶液呈強堿性。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，存放時應注意防潮加蓋。

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

4、石膏

    石膏的化學名稱為硫酸鈣，分子式為CaSO4。有熟石膏(CaSO4•2H2O)和無水石膏(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，存放時應注意防潮。

    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值過高。

 5. 氯化鈣 

特性：無水氯化鈣的吸水性極強，通常含有六個結(jié)晶水。其外觀為無色斜方晶體，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處理鉆井液時常常引起pH值降低。 

第三節(jié) 常用有機處理劑

1．腐植酸類

腐植酸(Hunfic Acid)主要來源于褐煤。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70～80％。腐植酸結(jié)構(gòu)非常復雜的、?%B