泥浆优点

(1)泥浆能在孔壁形成一层薄而韧的泥皮，能保护孔壁、防止坍塌、掉块而引起的卡、夹钻事故。

(2)利用泥浆内部的结构强度悬浮岩粉，使得在停钻、停泵时，岩粉不致于很快沉入孔底，防止埋钻事故。

(3)泥浆具有一定的粘度，在有裂隙或破碎地层中钻进，可以堵漏、防止漏失，减少冲洗液的消耗。

(4)泥浆液柱静压力大于清水，适当加大其比重，就可以防止井喷，还可以隔离油、气层。 ·

(5)由于泥浆的护孔作用，在复杂地层中钻进用泥浆，可以少下或不下套管。从而简化钻孔结构，节约大量钢材，提高施工速度，降低钻探成本。

因此，泥浆是钻进复杂地层中常用的一种冲洗液，如钻进松散不稳定、裂隙发育、遇水膨胀、坍塌掉块、或漏失、涌水、喷油、气地层．使用泥浆能保障钻孔正常钻进。

泥浆缺点

需要造浆原料和设备；泥浆泵磨损加剧且故障增多；成本比较高；此外，由于要发挥泥浆的作用，必须注意泥浆的质量和性能，因而维护、管理和处理麻烦。

泥浆是劳动人民在长期生产实践斗争中逐渐发展起来的。劳动人民在开始采用钻探手段探明和开发地下资源的时候，由于孔浅地层比较简单，曾用清水冲洗钻进，在钻进过程中穿过泥质岩石时，岩粉和清水混合后经钻具的搅拌而形成泥浆(自然造浆)。在实践中人们逐步认识到这种泥浆在清除岩粉和悬浮岩粉，保护孔壁防止孔内事故等方面比清水好，人们就有意识地使用泥浆，随着钻探工作的不断发展，对泥浆进行化学处理作了大量研究工作，使泥浆工作得到进一步发展。

我国无论在凿井方面或是在冲洗液的使用上都有着悠久的历史，但由于解放前长期的反动派黑暗统治和帝国主义的入侵，使我国的钻探事业非常落后，对钻孔冲洗液的研究几乎没有进行什么工作。解放三十多年来，特别是近几年来，随着社会主义建设事业的迅速发展，石油钻井和岩心钻探工作有了很快的发展。在泥浆的使用和研究方面，积累了许多成功的经验，对优质快速钻进起到了应有的保证作用。特别是石油钻井部门在使用泥浆和对泥浆化学处理等方面积累了不少好的经验。泥浆类型已从单一的淡水钠基泥浆，发展到钙处理泥浆、盐水泥浆、乳化泥浆，低固相泥浆等。在处理剂方面，不仅使用了无机处理剂和一般有机处理剂，而且发展了多种高分子化合物和表面活性剂等。

在地质勘探岩心钻探工作中，使用泥浆冲洗钻孔进行护壁堵漏也取得了很大成绩，积累了不少好经验。特别是推广使用了小口径金刚石钻进，由于环状间隙小，采用高转速钻进，泥浆除完成冲洗护壁作用外，还要有良好的润滑防震作用，因此，对泥浆的性能质量需求很高，生产实践证明，科学地使用泥浆是小口径金刚石钻进护壁堵漏的重要手段。为了有效地快速处理钻进复杂地层所遇到的孔内复杂情况，研究寻找新的处理剂改善提高泥浆的质量和性能，将是目前钻探工作中急需解决的问题。

泥浆用粘土加水搅拌而成。使用泥浆可以防止塌孔，悬浮岩屑，安全穿过流砂层等。正确地使用泥浆，可以保证安全钻进。但是，过量的使用泥浆，会给洗井带来很多困难，而且影响出水量。所以使用泥浆时，一定要根据不同的地层性质随时加稠或冲稀。 泥浆的性能通常指泥浆的水分、细度(或残渣)、比重(或密度)、流动性及触变性、吸浆速度等指标，在陶瓷生产中必须对泥浆性能进行检测与控制。

粘土和水是组成泥浆的基本原料，而粘土是泥浆最主要的组成部分。粘土和水的质量，尤其是粘土质量对泥浆性能的变化及化学处理的效果均有直接的影响。

(一)粘土：粘土主要由含水铝硅酸盐组成，往往也含有一些金属氧化物杂质，如氧化铁、氧化镁、氧化钠、氧化钙等。含水铝硅酸盐往往是高岭石、水云母、微晶高岭石等矿物的混合物。含微晶高岭石多的叫膨润土，这种粘土的水化能力强，最适宜制造泥浆，含高岭石不多的叫高岭土，它的水化性能差，造浆性能也不好。

(二)水：自然界的水由于各地质条件不同，含有钙，镁、钠的碳酸盐，硫酸盐，酸性碳酸盐，氯化物，硫化物及硝酸盐等杂质。水中矿物杂质多了，使粘土颗粒的水化作用不好，容易聚沉，对泥浆性能影响很大。根据水中含钙、镁杂质多少，将水分为软水和硬水。一般硬度5～6度为软水，超过6度即为硬水(一升水内含氯化钙1/150克为一度)。制造泥浆的水不应超过12—15度。硬度过高的水可以用磷酸钠或焙烧苏打进行软化。一般制浆时，不必预先软化水，而是根据对泥浆性能的要求直接处理泥浆。

随着钻探工作的发展，泥浆的使用和研究也不断地发展，新的泥浆处理剂的出现与应用，使泥浆的类型也不断增加。目前对泥浆类型的划分尚无统一的规定，一般习惯是根据分散介质的不同来分类或根据分散相的分散程度等来分类。按分散介质的不同，泥浆可分为水基泥浆和油基泥浆两大基本类型，其具体分类如下：

泥浆水基泥浆

以水为分散介质，由粘土、水及化学处理剂所组成。这类泥浆应用最早，目前使用也最为广泛。这类泥浆根据其组成成分的不同又可分为：

1．淡水泥浆

含盐量<1%；含钙<120ppm。这类泥浆的分散相分散度饺高，所以淡水泥浆又叫细分散泥浆，适用于一般松散破碎地层。

2．盐水泥浆

含盐量<1%，按含盐量的高低又可分为：

(1)海水泥浆：含NaCl 3.5—4×10⁴mg/L；

(2)中盐泥浆：含NaCl 4—5×10⁴mg/L；

(3)高盐泥浆：含NaCl 8一10×10⁴mg/L；

(4)饱和盐水泥浆：含NaCl 30一35×10⁴mg/L。

3．钙处理泥浆：含Ca >120mg/L

按其含钙量的高低又可分为：

(1)石灰泥浆：含Ca² 120—200mg/L；

(2)石膏泥浆：含Ca² 700—1000mg/L；

(3)氯化钙泥浆：含Ca² 2000—4000mg/L；

(4)高氯化钙泥浆：含Ca² 10⁴mg/L至饱和。

盐水泥浆和钙处理泥浆其分散相的分散度均较淡水泥浆低，一般称为粗分散泥浆，这类泥浆运用于水敏性溶胀和剥落地层。

4．非分散低固相泥浆

凡粘土含量(重量比)小于10%(体积比，含固相小于4%)的泥浆称为低固相泥浆

5．混油乳化泥浆

在水基泥浆中加入一定量的乳化油配制而成，它的分散相是粘土和油滴，是属水包油型乳化泥浆。在非分散低固相泥浆中加入一定量的乳化油配制成的非分散低固相乳化泥浆，是目前解决复杂地层小口径金刚石钻进的有效措施之一。

泥浆油基泥浆

以油为分散介质，水、粘土为分散相，加处理刹配制而成的泥浆称为油基泥浆。按其组成的不同可分为：

(1)油包水型乳化泥浆，以柴油(或原油)、水、优质粘土及处理剂配制而成。

(2)油基泥浆、以柴油(或原油)和沥青(或优质粘土)及有关处理剂配制而成。油基泥浆在地质勘探中很少应用，主要用于石油天然气钻井。

泥浆于1901年在钻井中应用。当时美国的哈米尔兄弟在德克萨斯的“纺锤顶”钻井，寻找石油。为应对钻井过程中的沙层等难题，运用泥浆加固支撑钻井壁，这一做法被沿用至今。当时泥浆就是指的普通泥浆，现代工程中使用的事实上已经是合成泥浆。

在钻井工程中，泥浆通常与钻井液是同义词，主要应用于对石油、天然气的钻井工程操作当中。泥浆中通常是含有大量的悬浮物，胶状物的水、油或是油水混合物。

泥浆在钻井中的作用是很大的，人们常常称它为钻井的“血液”。

野外采用这些方法很不方使,一些净化设备成本较高,使用工序繁琐.现在许多野外队,都是就地挖一种直线状泥浆槽(图1.)进行循环和净化。传统使用的直线状泥浆槽沉砂效果差,泥浆净化程度低,设备磨损快,往往因为泥浆含砂量大而失去其性能指标,引起一些孔内事故,但施工现场又不允许挖槽过长为了改进这些不足,现设计一种“Z”型泥浆槽(图2),这种泥浆槽使用方便,占地范围小,具有沉砂速度快,泥浆净化程度高等特点。

理论上扼要论述一下“Z”型泥浆槽沉砂效果好的原因

1.“Z”型泥浆槽占地长度与直线状槽长相等,总坡度相等,由于“Z”型槽占地宽些,实际长度大,流经时间长,卸载机会就多,总坡度不变,实际单位长度坡度减缓.水的砂搬运物质能力与流速成正比,而速度又与槽沟的坡度、糙度有关。如忽略糙度影响,坡度小,泥浆流速减缓,故其搬运能力下降,造成泥砂沉淀.

2.泥浆在“Z”型槽中流动,在拐弯处受到较大阻力,流速必然明显减小,流速减小必然卸载.使泥砂沉淀. 2100433B

泥浆槽倾斜度

θ——静止切力，克/厘米²

γ——泥浆比重

R——水力半径

h——泥浆槽内泥浆流动深度，厘米。

泥浆槽长度

L=W/(BK

式中W——铁屑的容积，米²/小时，W=0.785D²

_{0.785D²——井的面积}

_{Sm——纯速，米/时；}

_{K——泥浆槽的清洗能力系数（=0.0008）；}

_{B——泥浆槽的宽度}

h——泥浆槽中泥浆流动深度

V——泥浆槽的平均流速