深孔复杂地层钻进泥浆技术
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b. 钾基钻井液：控制蒙托石地层，K+含量 应大于20000ppm（相当于4%的KCI加量）。
泥浆配方：水＋３—4％钠膨润土＋0.1%生 物聚合物+0.5聚合淀粉 +４%KCI 。
•
②破碎不稳定地层—采用LBM泥浆体系。破 碎地层要求泥浆造壁性能好。实践证明，采用 LBM泥浆体系具有良好的效果，破碎比较严重 、较松散地层加入适量的防塌型随钻堵漏剂， 可以明显提高孔壁强度。
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3、漏失地层的堵漏 渗漏性地层：主要指孔隙及微裂隙地层，
采用随钻堵漏剂、暂堵剂等即可解决。 孔隙或裂隙较大，可以采用颗粒较粗的产
品进行堵漏，如锯末、核桃壳、棉籽壳、云母 、蛭石等，最好为这些产品的复合产品。
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严重漏失地层：用高失水堵漏剂+ 复合堵漏剂 配制的堵漏液进行堵漏。
堵漏液配制：1m3水+100—150Kg高失水堵漏 剂+40—60Kg核桃壳（或复合堵漏剂）。
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5、与绳索取心钻进工艺有关的问题—即绳钻 钻杆内壁结垢及环空压力过大。绳索取心钻进 ，钻杆与孔壁之间间隙很小，泥浆固相含量高 ，流变性能差将引起绳钻钻杆内壁结垢，导致 岩心管打捞困难；同时也会引起较高的环空压 力，压裂地层造成漏失，或因为较大的压力波 动，压垮或抽跨地层，人为造成孔壁不稳定。
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二、深孔绳索取心钻进对 泥浆性能的要求
深孔复杂地层钻进泥浆 技术
2020年7月19日星期日
一、深孔取心钻探与泥浆 有关的问题
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1、 回转阻力大 随孔深的增加，孔内钻杆增长，摩擦阻力
增大，钻杆磨损加快，钻机负荷增大，而且难 以提高转速以适应金刚石钻进的需要，还容易 造成断钻杆等孔内事故。
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2、复杂地层孔壁稳定问题 钻进过程中可能会遇到不同类型的复杂地
•
1、良好的润滑性能 能有效降低摩擦阻力，减小回转阻力，防
止粘附卡钻等，同时也可以减少动力和材料消 耗，延长钻具寿命。
•
2、良好的护壁性能 泥浆应具有较低的滤失量（一般小于15ml
）、较强地抑制性（相对膨胀降低率大于50% ）和高质量的泥皮。
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3、较低固相 一般膨润土加量3—5%，相当于浆液密度不
•
1、泥浆的减摩降阻措施 ①保持泥浆的低固相。搞好泥浆的固相控制和
净化，是改善和提高钻井液润滑性能的有效途径 之一。
②改善泥皮质量，降低泥皮与钻具之间的摩擦 系数小，可明显降低回转阻力。好的泥皮质量也 可以有效防止粘附卡钻。含沥青、淀粉成份的产 品（如高效护壁剂、聚合淀粉等）能有效改善泥 皮质量。
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压力平衡钻进是指钻进过程中，使钻孔环 空外压力始终等于或接近等于地层孔隙压力而 又不超过地层压裂（压漏）压力极限，使之保 持一定的平衡关系。这样就可能保持孔壁稳定 ，获得最大钻进速度。
压力平衡钻进的数学表达式： Pfrac＞Pw≧Pf 式中 ： Pfrac、Pw、Pf--分别代表地层压裂压力 、环空外压力和地层孔隙压力。 压力平衡钻进主要通过调节泥浆密度来实 现，也与泥浆的流变参数有关。
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③变质岩地层：分散、垮塌、不缩径 该类地层最好采用工程办法：提下钻小心
，避免变速；泵量低一点、泥浆粘度适当增 稠使其流动呈层流状态，以减少对孔壁的冲 刷。
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④压力平衡钻进—压力地层、破碎易坍塌地层 。
除应力地层外，绳索取心钻进环空外压力大 ，经常由于地层被压裂而造成人为漏失，在破 碎松散地层，容易造成压垮或抽塌地层，引起 复杂的孔内事故。因此，绳索取心钻进，采用 压力平衡钻进技术尤为重要。
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③加入润滑剂，既可以提高泥浆本身的润滑性 能，又可以降低钻具于孔壁泥皮之间的摩擦系数 。使用润滑剂是改善钻井液润滑性能，降低摩擦 阻力的主要途径。高质量的润滑剂，如极压型润 滑剂(GLUB)可有效保护钻具，减少钻具磨损，提 高钻具的使用寿命。
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2、复杂地层孔壁的稳定 复杂地层包括：松散不稳定地层，如粉砂、流
高于1.02—1.03g/cm3。
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4、良好的流变性能 在保证携带岩屑的情况下，尽可能保持低
粘度和低切力，这一点对于防止绳钻钻杆内壁 结垢、降低环空压力尤为重要。一般视粘度＜ 5—8 mPa.s，动塑比0.1—0.4，静切力趋于零。
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5、能有效地解决泥浆的漏失问题 要求堵漏速度快，效果好。
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三、技 术 措 施
注意：堵漏液中不要混入泥浆以免影响堵漏 效果。注入堵漏液时将钻杆放在堵漏液液面之上 ，防止堵漏液留在孔壁上的泥皮卡住钻杆。
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4、 防止钻杆内壁结垢及降低环空外压力措施 ①钻杆内壁结垢主要与泥浆的流变性能、固
相含量、 泵量、钻杆转速等因素有关。 钻井液在钻杆内平均流速一般为0.1—0.5m/s
，呈层流流动，为结垢缩径提供了充分条件。 管壁结垢不断增加，直到液流由层流向紊流转 变，即雷诺数达到临界值，钻杆内流动通径不 再变小，其最小内径称临界通径Dc。
为主，采用高抑制性泥浆体系。泥浆应保持低 失水（滤失量≤10ml），高抑制性。降低泥浆滤 失量的泥浆处理剂很多，抑制剂选用含有K+或 NH4+的泥浆处理剂，如高效护壁剂（GSP）。 可采用下列泥浆体系：
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a. 低固相钻井液：水＋３—4％ＬＢＭ—１ （低粘增效粉），膨胀较严重时，可加入1% 高效护壁剂。该泥浆滤失量≤10.0 ml，相对膨 胀降低率≥70%。
层，如水敏性地层（膨胀性地层、分散性地层 ）、破碎松散地层、坍塌掉块地层等，在这些 地层施工孔壁稳定比较困难，容易引起缩径、 扩径、孔壁坍塌等一系列孔内复杂事故。
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3、漏失问题 是钻进过程中经常遇到也很难处理的问
题。处理一般渗透性漏失比较容易，漏失严 重，处理难度加大。
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4、粘附卡钻问题：由于绳钻钻杆与孔壁之间间隙 小、钻杆齐平与孔壁接触面积大、孔深等原因， 若泥浆处理不当，泥皮厚、或不能有效抑制水敏 性地层吸水膨胀等情况，极易造成粘附卡钻问题 。
砂、风化层；破碎不稳定地层，如破碎闪长岩、 石英角砾岩、断层破碎带等硬脆、碎地层；水敏 不稳定地层，主要指吸水膨胀地层及吸水分散地 层，如以蒙脱石为主的泥页岩地层（如蚀变凝灰 岩、蚀变粗安斑岩、高岭土化、绢云母化岩石、 泥质砂岩等）、吸水剥落地层（如泥质板岩、砂 质页岩、片岩等）；应力地层。
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①水敏性地层—采用防塌钻井液体系。 主要表现为造浆、缩径。岩石成分以蒙托石
b. 钾基钻井液：控制蒙托石地层，K+含量 应大于20000ppm（相当于4%的KCI加量）。
泥浆配方：水＋３—4％钠膨润土＋0.1%生 物聚合物+0.5聚合淀粉 +４%KCI 。
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②破碎不稳定地层—采用LBM泥浆体系。破 碎地层要求泥浆造壁性能好。实践证明，采用 LBM泥浆体系具有良好的效果，破碎比较严重 、较松散地层加入适量的防塌型随钻堵漏剂， 可以明显提高孔壁强度。
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3、漏失地层的堵漏 渗漏性地层：主要指孔隙及微裂隙地层，
采用随钻堵漏剂、暂堵剂等即可解决。 孔隙或裂隙较大，可以采用颗粒较粗的产
品进行堵漏，如锯末、核桃壳、棉籽壳、云母 、蛭石等，最好为这些产品的复合产品。
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严重漏失地层：用高失水堵漏剂+ 复合堵漏剂 配制的堵漏液进行堵漏。
堵漏液配制：1m3水+100—150Kg高失水堵漏 剂+40—60Kg核桃壳（或复合堵漏剂）。
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5、与绳索取心钻进工艺有关的问题—即绳钻 钻杆内壁结垢及环空压力过大。绳索取心钻进 ，钻杆与孔壁之间间隙很小，泥浆固相含量高 ，流变性能差将引起绳钻钻杆内壁结垢，导致 岩心管打捞困难；同时也会引起较高的环空压 力，压裂地层造成漏失，或因为较大的压力波 动，压垮或抽跨地层，人为造成孔壁不稳定。
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二、深孔绳索取心钻进对 泥浆性能的要求
深孔复杂地层钻进泥浆 技术
2020年7月19日星期日
一、深孔取心钻探与泥浆 有关的问题
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1、 回转阻力大 随孔深的增加，孔内钻杆增长，摩擦阻力
增大，钻杆磨损加快，钻机负荷增大，而且难 以提高转速以适应金刚石钻进的需要，还容易 造成断钻杆等孔内事故。
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2、复杂地层孔壁稳定问题 钻进过程中可能会遇到不同类型的复杂地
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1、良好的润滑性能 能有效降低摩擦阻力，减小回转阻力，防
止粘附卡钻等，同时也可以减少动力和材料消 耗，延长钻具寿命。
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2、良好的护壁性能 泥浆应具有较低的滤失量（一般小于15ml
）、较强地抑制性（相对膨胀降低率大于50% ）和高质量的泥皮。
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3、较低固相 一般膨润土加量3—5%，相当于浆液密度不
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1、泥浆的减摩降阻措施 ①保持泥浆的低固相。搞好泥浆的固相控制和
净化，是改善和提高钻井液润滑性能的有效途径 之一。
②改善泥皮质量，降低泥皮与钻具之间的摩擦 系数小，可明显降低回转阻力。好的泥皮质量也 可以有效防止粘附卡钻。含沥青、淀粉成份的产 品（如高效护壁剂、聚合淀粉等）能有效改善泥 皮质量。
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压力平衡钻进是指钻进过程中，使钻孔环 空外压力始终等于或接近等于地层孔隙压力而 又不超过地层压裂（压漏）压力极限，使之保 持一定的平衡关系。这样就可能保持孔壁稳定 ，获得最大钻进速度。
压力平衡钻进的数学表达式： Pfrac＞Pw≧Pf 式中 ： Pfrac、Pw、Pf--分别代表地层压裂压力 、环空外压力和地层孔隙压力。 压力平衡钻进主要通过调节泥浆密度来实 现，也与泥浆的流变参数有关。
•
③变质岩地层：分散、垮塌、不缩径 该类地层最好采用工程办法：提下钻小心
，避免变速；泵量低一点、泥浆粘度适当增 稠使其流动呈层流状态，以减少对孔壁的冲 刷。
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④压力平衡钻进—压力地层、破碎易坍塌地层 。
除应力地层外，绳索取心钻进环空外压力大 ，经常由于地层被压裂而造成人为漏失，在破 碎松散地层，容易造成压垮或抽塌地层，引起 复杂的孔内事故。因此，绳索取心钻进，采用 压力平衡钻进技术尤为重要。
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③加入润滑剂，既可以提高泥浆本身的润滑性 能，又可以降低钻具于孔壁泥皮之间的摩擦系数 。使用润滑剂是改善钻井液润滑性能，降低摩擦 阻力的主要途径。高质量的润滑剂，如极压型润 滑剂(GLUB)可有效保护钻具，减少钻具磨损，提 高钻具的使用寿命。
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2、复杂地层孔壁的稳定 复杂地层包括：松散不稳定地层，如粉砂、流
高于1.02—1.03g/cm3。
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4、良好的流变性能 在保证携带岩屑的情况下，尽可能保持低
粘度和低切力，这一点对于防止绳钻钻杆内壁 结垢、降低环空压力尤为重要。一般视粘度＜ 5—8 mPa.s，动塑比0.1—0.4，静切力趋于零。
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5、能有效地解决泥浆的漏失问题 要求堵漏速度快，效果好。
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三、技 术 措 施
注意：堵漏液中不要混入泥浆以免影响堵漏 效果。注入堵漏液时将钻杆放在堵漏液液面之上 ，防止堵漏液留在孔壁上的泥皮卡住钻杆。
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4、 防止钻杆内壁结垢及降低环空外压力措施 ①钻杆内壁结垢主要与泥浆的流变性能、固
相含量、 泵量、钻杆转速等因素有关。 钻井液在钻杆内平均流速一般为0.1—0.5m/s
，呈层流流动，为结垢缩径提供了充分条件。 管壁结垢不断增加，直到液流由层流向紊流转 变，即雷诺数达到临界值，钻杆内流动通径不 再变小，其最小内径称临界通径Dc。
为主，采用高抑制性泥浆体系。泥浆应保持低 失水（滤失量≤10ml），高抑制性。降低泥浆滤 失量的泥浆处理剂很多，抑制剂选用含有K+或 NH4+的泥浆处理剂，如高效护壁剂（GSP）。 可采用下列泥浆体系：
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a. 低固相钻井液：水＋３—4％ＬＢＭ—１ （低粘增效粉），膨胀较严重时，可加入1% 高效护壁剂。该泥浆滤失量≤10.0 ml，相对膨 胀降低率≥70%。
层，如水敏性地层（膨胀性地层、分散性地层 ）、破碎松散地层、坍塌掉块地层等，在这些 地层施工孔壁稳定比较困难，容易引起缩径、 扩径、孔壁坍塌等一系列孔内复杂事故。
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3、漏失问题 是钻进过程中经常遇到也很难处理的问
题。处理一般渗透性漏失比较容易，漏失严 重，处理难度加大。
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4、粘附卡钻问题：由于绳钻钻杆与孔壁之间间隙 小、钻杆齐平与孔壁接触面积大、孔深等原因， 若泥浆处理不当，泥皮厚、或不能有效抑制水敏 性地层吸水膨胀等情况，极易造成粘附卡钻问题 。
砂、风化层；破碎不稳定地层，如破碎闪长岩、 石英角砾岩、断层破碎带等硬脆、碎地层；水敏 不稳定地层，主要指吸水膨胀地层及吸水分散地 层，如以蒙脱石为主的泥页岩地层（如蚀变凝灰 岩、蚀变粗安斑岩、高岭土化、绢云母化岩石、 泥质砂岩等）、吸水剥落地层（如泥质板岩、砂 质页岩、片岩等）；应力地层。
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①水敏性地层—采用防塌钻井液体系。 主要表现为造浆、缩径。岩石成分以蒙托石