钻井泥浆产品与使用工艺技术

1、低固相泥浆不分散冲洗液

低固相不分散泥浆是由清水、膨润土、高分子聚合物、润滑剂??组成，它既有类似清水适宜开高转速，又有较好的净化、携带岩粉和防塌抑制性能，该冲洗液具有选择性絮凝，即只絮凝岩屑和劣质粘土，而对膨润土则起保护作用，使泥浆中岩屑和劣质粘土处于不分散的絮凝成团，有利于把岩屑、劣土携带至地面沉淀或用机械固控设备将其消除。

不分散低固相泥浆的标准

a、固相总含量不大于4%（比重不大于1.06）； b、岩屑/造浆粘土不大于2（配制时加入粘土20～30㎏/m）；

c、动塑比1：1；

d、粘土颗粒尺寸1～30μm；

e、粘度一般为17～20s，动切力15～29mg/㎝，失水量一般不超过12ml/30min。

2、无固相冲洗液

无粘土冲洗液，也称无固相（指原浆）冲洗液，是不用粘土，仅加入化学处理剂配制的具有一定性能的冲洗液，这种冲洗液是在低固相泥浆的基础上发展起来的，它与清水相比，具有较好的携带和悬浮岩屑的能力，且能在井壁上形成薄的吸附膜，具有一定的护壁能力，有较好的润滑和减阻作用，它与含有粘土的泥浆相比，则有较低的比重，同时粘度可调整，流动性好，因而能提高孔底钻头的碎岩效率，条件

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许可时，绳索取心金刚石钻进应尽可能地选用无固相冲洗液。

以下是低固相、无固相泥浆在钻探工程上的几个应用实例：

例1：低固相冲洗液在寨上金矿区钻探中的应用 1. 概述

垄上矿区是我队2001年发现的金矿区，自2002年进人大规模钻探控制以来，历经8年的勘探施工，储量已经突破100t。但是，由于矿区地层复杂，钻探施工难度大，尤其是钻孔护壁难的问题一直困扰着矿区的勘探速度，成为我部找矿工作的“瓶颈”。针对钻孔护壁难题，我们先后采用了PHP、HJ-1、DWY-I和PAA型等多种冲洗液护壁，虽有一定的效果，但都不明显，不能从根本上解决矿区钻进中坍塌、缩径的问题；而裸孔钻进一径长度平均100m左右，中深孔钻进护壁主要还是依靠套管，这样就大大增加了扩孔、下套管的时间和重复钻进时间。2008年底开始，我们改用HL生物胶低固相泥浆护壁，效果显著，从根本上解决了钻进中出现的坍塌和缩径等问题，裸孔钻进一径长度平均250m以上，从而大大提高了施工效率，降低了钻探成本。

2. 地层、岩性及可钻性级别

垄上金矿区含金地质体主要分布在泥盆系及二叠系板岩、粉砂岩地层中，严格受NWW向断裂控制，容矿构造为该断裂派生的次级断裂、次级层间断裂，总体呈平行带状分布。

2.1 矿区地层

（1）中泥盆统e组一段（D2

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）

分布于矿区中部寨上村南，出露较少，岩性主要为灰色、浅灰色板岩，薄一中厚层石英砂岩与粉砂质板岩互层，紫红、淡黄色泥质、粉砂质板岩。

（2）上泥盆统大草滩群b组上段（P1）

由紫红、灰绿色粉砂质板岩、粉砂岩组成，并夹绿灰色石英砂岩、绿灰色粗砂岩，局部夹灰色薄层微粒灰岩，本区可分为下部和中上部。

（3）下二叠统b组（P1）

分布于矿区中部，底部为厚约20m的灰色巨厚一块状砾岩，下部为砾岩、含砾石英砂岩、含炭板岩、砂岩；中部为灰黑色含炭板岩、泥质板岩、粉砂质板岩夹棕灰、深灰色含石英细砾和岩屑的不等粒含铁质石英砂岩、深灰色角砾状生物碎屑微晶灰岩；上部为灰黑色含炭板岩、泥质板岩夹棕色中厚层含石英砾石、岩屑的不等粒石英砂岩。

（4)下二叠统c组二段

分布于矿区北部，主要为灰黑色含炭板岩夹薄一中厚层石英砂岩。

（5）老第三系b组

主要分布于矿区西部，上部为紫红色厚一巨厚层砾岩，比较松散，部分钙质胶结，偶夹紫红色薄。中厚层中粗粒砂岩，粒径一般为(0.5～3)mm×(0.3×0.8)mm，多为半棱角状，

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少数浑圆状，成分复杂，分选一般。

2.2 矿区主要岩层

矿区钻进遇主要岩层为：第四系氧化层或坡积物，老第三系巨厚层砾岩、泥岩、板岩、砂岩等互层产出。从采取的岩心看大致分以下几类。

（1）第三纪上部为紫红色厚～巨厚层砾岩，比较松散，部分钙质胶结，偶夹紫红色薄一中厚层中粗粒砂岩，粒径一般为(O.5～3)mm×(0.3～0.8)mm，多为半棱角状，少数浑圆状，成分复杂，分选一般。适于硬质合金钻进，个别石英含量高砂岩碎块钻进困难，宜用金刚石钻进。坡积物护壁困难，宜干孔钻进。可钻性级别Ⅲ～V级。

（2）砂岩、石英砂岩、砾岩，局部可见黄铁矿化。岩性硬、脆，进尺快，岩心较完整。部分砂岩呈碎屑状，破碎，取心、护壁困难，可钻性级别V级。

（3）炭质板岩、泥质板岩、炭质硅板岩互层。遇水膨胀、沿层理分裂成薄片。矿体及蚀变带的炭质板岩、泥质板岩部分似橡皮泥，有可塑性，胶结性好，岩心完整柱状；大部分蚀变泥质中胶结坚硬石英颗砾：水敏性强，遇冲洗液泥质溶入循环系统，只剩下坚硬石砾等不溶物，不易采取。可钻性级别Ⅲ一Ⅳ级。

矿区钻进护壁存在的主要问题及原因分析

我部从2002年开始在垄上矿区进行岩心钻探施工，截止2008年底，共计施工98个钻孔，因矿区地层复杂，护壁