鉆探施工中泥漿的應(yīng)用研究

竇小龍

摘? 要：鉆探施工對(duì)泥漿要嚴(yán)格使用，這樣，才能確保鉆探施工全面順利進(jìn)行。從技術(shù)層面看，制漿材料的選擇、泥漿處理劑配比都直接關(guān)系到泥漿性能，只有全面保證性能優(yōu)質(zhì)，才能更好地提升施工效果。文章重點(diǎn)分析了各種常用制漿材料及化學(xué)處理劑性能，進(jìn)一步提出在泥漿中的作用，為鉆探施工正確應(yīng)用泥漿提供借鑒。

關(guān)鍵詞：鉆探施工;泥漿;使用

中圖分類號(hào)：P634? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）23-0173-02

Abstract： Drilling construction should be strictly used for mud， so as to ensure that the drilling construction can be carried out smoothly in an all-round way. From the technical point of view， the selection of pulping materials and the ratio of mud treatment agents are directly related to the mud performance. Only by comprehensively ensuring the high quality of the performance can the construction effect be better improved. This paper focuses on the analysis of various commonly used pulping materials and the properties of chemical treatment agents， and further puts forward the role in mud， so as to provide reference for the correct application of mud in drilling construction.

Keywords： drilling construction; mud; use

泥漿的主體構(gòu)成主要是水和細(xì)黏土，在形態(tài)上有乳漿稠度，便于施工過(guò)程中注漿使用，提升鉆探效率。鉆探施工過(guò)程存在較多的危險(xiǎn)性，地層結(jié)構(gòu)不同，孔壁往往會(huì)出現(xiàn)坍塌，處理不到位就會(huì)造成施工事故，那么，為了全面保持穩(wěn)定，則需要在施工過(guò)程中，采用泥漿護(hù)壁方式，確?？妆诓怀霈F(xiàn)坍塌，維護(hù)生產(chǎn)建設(shè)安全。同時(shí)，泥漿也有著另外一種功能，就是在進(jìn)行鉆探施工過(guò)程中，出現(xiàn)的渣體需要清除，那么通過(guò)泥漿的流出，具有良好的攜渣能力，有效提高工作效率，減少孔底淤積物，混凝土流動(dòng)時(shí)的阻力才能變小，保證了施工速度與質(zhì)量。泥漿注入過(guò)程中，也能夠?qū)Πl(fā)熱的鉆頭進(jìn)行冷卻處理，通過(guò)泥漿鉆入井下的過(guò)程，慢慢減少鉆頭發(fā)熱時(shí)間，所以說(shuō)，進(jìn)行施工過(guò)程中，泥漿質(zhì)量是工程質(zhì)量與安全的重要保障，只有全面保證泥漿質(zhì)量符合施工要求，滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，才能全面保證鉆探施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)工程的總體目標(biāo)。

1 制作泥漿材料

1.1 水

泥漿需要在施工前進(jìn)行制作，進(jìn)行施工時(shí)，才能夠保證數(shù)量與質(zhì)量，那么，制作泥漿最主要的水則顯得非常重要，水的使用最好是自來(lái)水，但往往施工不在城市，自來(lái)水并不方便，大多數(shù)鉆探施工場(chǎng)地都在田野或山區(qū)，如果使用自來(lái)水，就非常不方便，所以說(shuō)，水的選擇與使用，就需要做好配比，且酸堿濃度呈現(xiàn)中性的水，符合這類標(biāo)準(zhǔn)的水均能用于制作泥漿，如果沒(méi)有合適的水源，則需要進(jìn)行全面的處理，化驗(yàn)合格后才能使用。配制時(shí)不能使用海水，因?yàn)楹Ｋ兄邼舛鹊柠}類，其性質(zhì)不穩(wěn)定，不適合做泥漿水源，如果使用了不符合標(biāo)準(zhǔn)的水，則制作出來(lái)的泥漿穩(wěn)定性就差，施工中就會(huì)帶來(lái)危險(xiǎn)性與潛在隱患。

1.2 黏土

黏土也是重要的原料，其性能和質(zhì)量決定了泥漿性能，因?yàn)樵谶M(jìn)行泥漿配比時(shí)，需要使用泥漿處理劑，如果原料不合格，就會(huì)影響使用效果。黏土有多種類型，根據(jù)鉆孔深度和地質(zhì)情況不同，劃分為普通粘土泥漿和油田泥漿兩種，例如我們?cè)谑┕らL(zhǎng)慶油田石油開(kāi)發(fā)鉆井工程時(shí)就采用的油田泥漿，在施工蘭州中心城區(qū)地?zé)豳Y源勘探時(shí)就采用的普通粘土泥漿，均取得了良好的鉆探效果。要對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行分析，根據(jù)不同場(chǎng)合選用合適黏土，水化性強(qiáng)、吸附性好的膨潤(rùn)土是最好的材料。鉆探施工一般處于田野或山區(qū)，要想選擇合格的黏土，就需要掌握選擇的方式，要有良好的抗剪性能，干燥后其后邊棱應(yīng)尖銳有力，一般情況下，切開(kāi)黏土以后的切面是緊致有光澤的，可以根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)加入一些水調(diào)配，土質(zhì)要有良好的吸水性，通過(guò)加水?dāng)嚢杈鶆蛐纬赡鄺l后，手上粘的泥土不易清洗。

1.3 泥漿處理劑

當(dāng)前，市場(chǎng)上的泥漿處理劑多種多樣、種類繁多，按照不同的標(biāo)準(zhǔn)可以劃分為不同的形式，如果按作用看，有加重劑、降黏劑和增黏降失水劑等。進(jìn)行施工時(shí)，需要根據(jù)工程量、工程標(biāo)準(zhǔn)、工程技術(shù)條件等要求，合理選擇經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、性能可靠的泥漿處理劑。加重劑主要是涌水鉆孔壓涌處理時(shí)使用，通過(guò)把重晶石粉混合到泥漿的方式，提升泥漿整體的密度、黏度及凝膠度，這在施工中的使用量是非常大的。降黏劑有純堿、鐵鉻鹽及腐殖酸鉀等不同的形態(tài)。純堿能夠提高泥漿pH值、改變黏土顆粒性及提高水化分散力，確保穩(wěn)定。鐵鉻鹽能夠全面提升黏土顆粒水化膜能力，使切力下降，保證抗鹽、抗鈣能力。

2 泥漿性能指標(biāo)

2.1 密度

泥漿是施工中不可缺少的重要物質(zhì)，是一種塑性流體，要想全面保證泥漿穩(wěn)定性，則需要合理控制好化學(xué)穩(wěn)定性、物理穩(wěn)定性、流變性等性能，保持塑性流體基本特征才能形成良好的性能，要想保證泥漿的質(zhì)量，則需要在性能指標(biāo)上做好有效控制，泥漿性能指標(biāo)的合理調(diào)整是保證泥漿性能穩(wěn)定的關(guān)鍵。泥漿密度是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，密度主要是指同體積泥漿和水的質(zhì)量比。根據(jù)不同的施工環(huán)境條件，選擇泥漿密度就較為重要，進(jìn)行密度選擇時(shí)，需要全面考慮到各種影響因素，比如鉆探地層穩(wěn)固情況、地下水承壓情況及鉆進(jìn)效率等，任何一項(xiàng)因素都會(huì)影響到施工的質(zhì)量。泥漿密度選擇需要分析井壁側(cè)壓力和地下水出水壓力，密度過(guò)低，就會(huì)滲水，出現(xiàn)施工事故，只有保證泥漿合理密度范圍，才能全面發(fā)揮泥漿的根本作用，有效防止孔壁坍塌和涌水事故，避免出現(xiàn)施工危險(xiǎn)。通常，在實(shí)際鉆探施工時(shí)，密度指標(biāo)往往會(huì)高于標(biāo)準(zhǔn)值，影響了施工速度與質(zhì)量，導(dǎo)致密度值高的原因是制作泥漿黏土不合格，質(zhì)量不好、顆粒懸浮，造成了漿體達(dá)不到使用標(biāo)準(zhǔn)，為了降低密度，保持流動(dòng)性，則需要根據(jù)地質(zhì)環(huán)境的特殊性，適度加入濃度為30%的聚丙烯酰胺，這樣就能夠使泥漿中的絮凝沉淀，另外，為了過(guò)濾果顆粒，使用泥漿凈化器進(jìn)行全面的清除，確保泥漿劣質(zhì)顆粒不影響施工質(zhì)量。

2.2 黏度

泥漿黏度也是重要的參數(shù)指標(biāo)，是泥漿分子、固相顆粒以及液相間內(nèi)部摩擦力的體現(xiàn)。為了保持黏度，則要根據(jù)孔壁穩(wěn)定性、鉆孔速度等進(jìn)行選擇，這樣才能形成綜合意見(jiàn)，保證泥漿的黏度符合施工技術(shù)要求。泥漿黏度決定了施工的質(zhì)量，更決定了施工安全，如果黏度高就會(huì)造成巖粉不沉淀、密度大等問(wèn)題，嚴(yán)重影響到鉆井效率;如果黏度不夠，容易沖刷井壁泥皮，影響下一步混凝土介入施工。所以說(shuō)，施工中需要全面解決好泥漿黏度的問(wèn)題，泥漿黏度高低由黏劑進(jìn)行調(diào)節(jié)，如果過(guò)高，則適當(dāng)增加，保證增黏劑問(wèn)題，確保優(yōu)質(zhì)泥漿提高施工效率。

2.3 含砂量

含砂量是泥漿重要指標(biāo)，如果過(guò)高則黏度不大，影響鉆探施工安全，增加了鉆具水泵等的磨損，控制不好還會(huì)損壞設(shè)備。含砂量過(guò)高就會(huì)形成孔壁泥皮松弛，這樣孔壁穩(wěn)定性就變差，施工過(guò)程就存在潛在的危險(xiǎn)性，一般情況下，泥漿的含砂量要低于3%，這樣才能提高施工速度與質(zhì)量，保護(hù)設(shè)備安全，避免出現(xiàn)過(guò)度磨損。

2.4 失水量

泥漿含水量決定了密度與黏度，但是，在實(shí)際施工過(guò)程中，失水現(xiàn)象是不能避免的正?，F(xiàn)象。為了保證泥漿標(biāo)準(zhǔn)，則需要控制好失水量，避免過(guò)度流失，如果失水過(guò)多，就會(huì)破壞井壁黏土結(jié)構(gòu)，降低孔壁支撐力，孔壁疏松后就會(huì)出現(xiàn)泥皮護(hù)壁效果差的情況，泥皮剝落會(huì)造成安全生產(chǎn)事故，全面處理好失水量能夠保證施工安全，通過(guò)處理劑共同作用保證水量，如果只使用一類處理劑，則會(huì)出現(xiàn)指標(biāo)失衡的情況，影響到其他的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 pH值

泥漿酸堿度對(duì)施工的影響較大，為了保證安全，一般控制在8～9弱堿性為最好，這樣的標(biāo)準(zhǔn)能夠提升處理劑效果，全面發(fā)揮好泥漿的功能作用，使黏土顆粒水化能力不斷提升。

3 泥漿使用凈化和調(diào)節(jié)

3.1 泥漿變粘稠的處理

進(jìn)行鉆探過(guò)程中，往往會(huì)因?yàn)槭┕さ刭|(zhì)條件的不同，出現(xiàn)黏土層，這樣，配比合理的泥漿進(jìn)入后，就會(huì)增加泥漿粘稠度，影響到施工的速度與質(zhì)量，為了全面提高施工質(zhì)量，保證施工速度，則需要通過(guò)科學(xué)的方法進(jìn)行解決：遇到這樣情況時(shí)，需要對(duì)泥漿勾兌清水，可稀釋泥漿濃度也能夠利于沉渣處理。要不斷做好過(guò)程分析，兌水后泥漿膠體率過(guò)低時(shí)，需要用砂泵攪拌，保持泥漿均勻度和膠體不流失。另外，鉆探深層出現(xiàn)大量泥巖時(shí)，泥漿也變粘稠，解決的方法是用腐殖酸鉀兌水，通過(guò)這種處理，確保泥漿稀釋度，有效提高泥漿失水能力，避免失水過(guò)多，影響泥漿的密度。

3.2 含渣量高時(shí)不能人工撈取

鉆探擴(kuò)孔會(huì)遇到砂土層和流砂層，導(dǎo)致泥漿含渣量增多，出現(xiàn)這樣的情況時(shí)，不能進(jìn)行人工撈取，可以加入腐殖酸鉀溶液讓渣沉淀，同時(shí)用砂泵把泥漿抽到紗網(wǎng)上做好有效的過(guò)濾，每次抽排泥漿時(shí)，需要保證是池容量的四分之一。

3.3 制定良好的施工方案

進(jìn)行鉆探施工是非常復(fù)雜的一個(gè)過(guò)程，為了保證各班組施工順利，需要全面制定施工方案，這樣各班組才能有效做好工作配合，根據(jù)不同的施工目標(biāo)做好鉆探施工，各班組需要安排巡查，做好撈渣處理，確保泥漿性能穩(wěn)定。

4 結(jié)束語(yǔ)

泥漿是鉆探工程中重要的環(huán)節(jié)，需要合理選擇、配制和管理，這樣，才能有效提高工程速度與質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少井內(nèi)事故發(fā)生，實(shí)際施工過(guò)程中，要按照規(guī)范控制泥漿質(zhì)量，確保鉆探施工科學(xué)順利推進(jìn)。

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