钻孔冲洗及常用添加剂

钻孔冲洗液
一、概述
一、概念
1、钻孔冲洗液的功用 (3) 护壁与堵漏：当钻井钻穿岩层时，孔壁往往不稳 定。为维护孔壁稳定，需采用具有护壁效能的冲洗液；冲 洗液可平衡地层压力，阻止坍塌掉块；同时，不断地形成 具有一定强度的泥皮，增加孔壁的完整性，使孔壁稳定。 堵漏是指在地层涌、漏水时，选用相应的泥浆、水泥浆、 化学浆液，或采取其它措施，减轻或堵住涌、漏通道，保 证冲洗液正常循环。
常 用 的 化 学 添 加 剂
Exploration Engineering
钻
孔 冲 洗
液
授课内容
概述
泥浆性能及其测定 钻探常用泥浆的添加剂 及作用机理 泥浆的配制及日常管理
钻孔冲洗液
要求
要求：
了解钻孔冲洗液在钻探中的重 要性；熟悉泥浆的各性能参数，熟 悉各种钻孔常用的添加剂，及泥浆 配制的注意问题。
钻孔冲洗液
一、概述
一、概念
2、钻探对冲洗液的要求 ①类型与性能符合地层要求；完成冲洗孔底、冷却钻具、 护壁的基本任务；性能应在较大范围内进行调节，适应地 层变化。 ②使用时能抵抗各种外界干扰，性能基本稳定。外界干 扰包括各种盐侵、钙侵、粘土侵、水泥侵和温度升高等影 响。
钻孔冲洗液
一、概述
一、概念
钻孔冲洗液
一、概述
第一节 概述
一、概念
钻孔冲洗是钻井的三大基本工序之一。各种类型 的泥浆，是解决复杂岩层钻进的主要手段。要优质高效 地完成钻井任务，必须掌握钻孔冲洗的有关工艺技术。
钻孔冲洗液的意义： 钻孔冲冼是指在钻进过程中，利用某些流体介质冲 洗钻孔底部。实质是利用液体、气体或者气—液混合 体在钻孔内形成连续的或定期的循环流动，保持钻头 底部碎岩面的清洁，以使钻探工作能够顺利进行。由 于冲洗使用的介质主要是用液体，因此常称冲洗液。
一、概念
3、冲洗液的类型 泥浆：
黏土分散在液体（水或油）中形成的分散体系。
优点： 形成泥皮加固孔壁；循环停止时转为溶胶状态悬浮岩屑； 性能可大范围调节，适用能力强；有一定的润滑作用。
钻孔冲洗液
一、概述
一、概念
3、冲洗液的类型 缺点： 密度与黏度较大；钻进效率较低；需要有专门的配浆 材料，配制较为复杂；对环境有一定的污染。 适用地层： 泥浆主要用于风化、破碎、松散和遇水失稳等复杂地 层。
钻孔冲洗液
一、概述
一、概念
3、冲洗液的类型 乳化液： 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。 优点: 较强的润滑性能，减少磨损有效提高钻头与钻具的使 用寿命，降低功率损耗；可降低或消除钻杆柱的振动，提 高转速；具有良好的冷却效果。
钻孔冲洗液
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一、概述
一、概念
3、冲洗液的类型 气—液混合液: 密度与黏度较大；钻进效率较低；需要有专门的配浆 材料，配制较为复杂；对环境有一定的污染。 适用地层: 泥浆主要用于风化、破碎、松散和遇水失稳等复杂地 层。
一、概念
1、钻孔冲洗液的功用 (2) 冷却钻头与润滑钻具 钻头碎岩时与岩石摩擦产 生大量的热如不及时冷却，钻头将因高温改变性能，失 去碎岩能力，严重的会造成钻头与孔底岩屑和岩石烧结 在一起的烧钻事故。对于金刚石钻进，钻头的冷却尤为 重要。润滑钻具是指润滑钻头、钻杆和岩心管，减少它 们与岩石之间的摩擦，降低摩擦功耗，延长钻具的寿命。
钻孔冲洗液
一、概述
一、概念
1、钻孔冲洗液的功用 (4)其它功用 特殊情况下，冲洗液还可以起到:破碎孔 底岩石-石油钻井中的高压喷射钻井中，冲洗液直接破碎岩 石，一些冲洗液对某些岩石能产生降低硬度的作用，有利于 钻头碎岩；传递动力，螺杆钻、涡轮钻、液动冲击器等孔底 动力钻进都是依靠冲冼液实现动力的传递；输送岩矿心到地 表，反循环连续取芯钻进利用冲洗液的循环，将岩矿芯连续 不断地通过钻杆内孔输送到地表；传递孔底信息。
3、冲洗液的类型 缺点： 添加剂种类繁多，价格昂贵；配制复杂，需要严格 的配制流程；对环境有一定的污染。 适用地层： 适用于裂隙发育、易坍塌和轻微膨胀的地层，特别 适用于绳索取心钻进。
钻孔冲洗液
一、概述
一、概念
3、冲洗液的类型 空气： 具有密度低、黏度小、容易得到、无需化学处理的特 点，在足够的流速下，孔底冲洗干净，钻进效率高。 缺点： 需要专门的空气压缩机，在湿润的孔内和含水地层使 用困难。 适用地层： 缺水地区，干孔或严重漏失地层
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一、概述
一、概念
3、冲洗液的类型 无固相冲洗液： 不含固相，只含无机盐和有机高分子（或聚合物）的 溶液。 优点： 密度低，有较高的钻进速度；性能可在一定范围内调 节，较好的携带与悬浮能力；在孔壁形成薄膜可起到护壁 作用；防止钻杆内壁结泥皮；降低孔内液柱压力损失。
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一、概述
一、概念
钻孔冲洗液
一、概述
一、概念
1、钻孔冲洗液的功用 (1)清洗孔底和携带岩粉 钻进时产生的大量岩屑，如 不及时冲离孔底，排出孔外，会造成孔底岩屑的重复破碎， 影响钻进效率，增加磨损，甚至烧钻、卡钻、埋鉆等孔内 事故。冲洗液携带岩粉到地表需要一定的上返速度，一般 要求大于0.35m／s。
钻孔冲洗液
一、概述
钻孔冲洗液
一、概述
一、概念
3、冲洗液的类型
缺点：
容易大量渗入地层或沿岩层的裂隙渗漏；引起地层的 膨胀、分散、坍塌或掉块；造成一些岩层被冲蚀和溶解； 无法保护复杂地层孔壁；对钻具润滑性能差；携带岩粉能 力不强 适用地层：
一般适用水文孔、稳定地层（非冲蚀岩层）或套管隔 离后的非稳定地层。
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一、概述
高压空气 乳化液 气—液混合液（泡沫）
钻孔冲洗液
一、概述
一、概念
3、冲洗液的类型 清水：包括清水与矿化水 优点： 黏度小、密度低；冲洗孔底时使用经济、简便；水源 广，不须加工处理，减少了加工设施及处理费用；对机场 环境卫生及农田没有污染和危害，流动性、泵压低，对钻 头的冷却效果好；钻进效率高；并可根据孔口返出的冲洗 液颜色判断地层。
2、钻探对冲洗液的要求 ③冲洗液对施工地区周围环境不产生污染或很小污染， 不腐蚀钻具和设备。所用冲洗液对岩样的溶蚀与污染小， 不污染油、气、水层，不影响其自然渗透率。 ④ 在施工地区使用品质稳定、材料来源方便、经济合 理、配置方法与工艺简单。
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一、概述
一、概念
3、冲洗液的类型
清水
泥浆
无固相冲洗液