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1、泥漿性能及其測試方法?泥漿的性能是泥漿的組成以及其各組分間相互物理化學作用的宏觀反映，它是反映泥漿質量的具體參數。泥漿性能及其變化，直接影響著機械鉆速、鉆頭壽命、孔壁穩(wěn)定、孔內凈化和預防孔內問題等一系列鉆井工藝問題。泥漿的主要性能有泥漿的比重和固相含量、泥漿的流變特性（粘度和切力）、泥漿的濾失性能（泥漿的失水量和泥餅厚度）、以及泥漿的含砂量、潤滑性、膠體率和pH值等。下面分別討論之。?一、比重、固相含量與含砂量???泥漿的比重是指泥漿的重量與同體積水的重量之比。泥漿比重的大小主要取決于泥漿中固相的重量，而泥漿
2、中固相的重量則是造漿粘土重量和鉆屑重量之和。在有加重劑等其他固相物質加入的時候，加重劑等物質的重量也須計入。???泥漿的固相含量指泥漿中固體顆粒占的重量或體積百分數。泥漿中的固相包括有用固相和無用固相，前者如粘土、重晶石等，后者為鉆屑。泥漿中的固相，按固相比重來劃分，可分為重固相（重晶石比重為4.5，赤鐵礦為6.0，方鉛礦為6.9等）和輕固相（粘土比重一般為2.3~2.6，巖屑比重一般在2.2~2.8之間）。泥漿的含砂量指泥漿中砂粒占的重量或體積百分數。???采用造漿率高的膨潤土配制泥漿，粘土含量（重量/體積
3、）在4~6%以下便可達到要求的粘度，此時泥漿比重在1.03~1.05左右。相反，若用造漿率低的粘土配漿，要達到同樣的粘度，粘土用量要達20~30%以上，此時泥漿比重高達1.15以上。目前對優(yōu)質輕泥漿，在粘度符合要求時，泥漿中的固相含量應控制在4%左右（體積含量），此時泥漿比重在1.05~1.08左右。泥漿的比重和固相含量對鉆井有重要意義和影響。?1.地層壓力的控制???鉆井中防止漏失，涌水和維持孔壁的穩(wěn)定，重要的一點是要維持鉆孔—地層間的物理力平衡。而孔內靜液柱壓力的大小決定于孔內液柱的單位重量或比重以及垂直
4、深度，即：????????????????????????????????????????（4-6）???式中Ps——靜液柱壓力，N；γ——單位體積的重量或比重，Kg/m3；H——液柱垂直高度，m。若把每單位高度（或深度）增加的壓力值叫壓力梯度。用Gs表示靜液壓力梯度，則：??????????????????????????????????????（4-7）???因此靜液柱壓力梯度Gs決定于泥漿的比重，可以調節(jié)泥漿的比重使Gs與地層壓力梯度Gp相適應以求得鉆孔—地層間的物理力的平衡。2.對鉆速的影響???近年
5、來進行的泥漿比重、固相含量對鉆速影響的研究得出如下的結論：???（1）隨著泥漿比重的增加，鉆速下降，特別是泥漿比重大于1.06~1.08時，鉆速下降尤為明顯。???（2）泥漿的比重相同，固相含量愈高則鉆速愈低。由此泥漿比重相同時，加重泥漿的鉆速要比普通泥漿高，因為加重泥漿的固相含量低。???（3）泥漿的比重和固相含量相同，但固相的分散度不同，則固相顆粒分散得愈細的泥漿鉆速愈低。由此，不分散體系的泥漿其鉆速要比分散體系的泥漿高，如圖4-9所示。甚至有些研究者得出小于1μm的顆粒對鉆速的影響比大于1μm顆粒的影響
6、大12倍。因此，為提高鉆進效率，不僅應降低泥漿的比重和固相含量，而且應降低固相的分散度，即應采用不分散低固相泥漿。3.含砂量的影響???泥漿中的無用固相（主要為巖屑）含量會給鉆進造成很大的危害。首先，無用固相含量高，泥漿的流變特性（見下節(jié)）變壞，流態(tài)變差。不僅使孔內凈化不好而引起下鉆阻卡，而且可能引起抽吸，壓力激動等，造成漏失或井塌。其次，泥漿中無用固相含量高，泥餅質量變壞（泥餅疏松，韌性低），泥餅厚。這樣，不僅失水量大，引起孔壁水化崩塌，而且易引起泥皮脫落造成孔內事故。第三，泥漿無用固相含量高，對管材、鉆頭
7、、水泵缸套、活塞拉桿磨損大，使用壽命短。因此，在保證地層壓力平衡的前提下，應盡量降低泥漿比重和固相含量，特別是無用固相的含量。?????????圖4-9泥漿固相含量對鉆速的影響????????????????????????????圖4-10 泥漿比重秤???????????????????????????????????????????????????1-杯蓋；2-泥漿杯；3-水平泡；4-主刃口；5-主刀????????????????????????????????????????????????????
8、???墊；6-支架；7-游碼；8-杠桿；9-金屬顆粒???測量泥漿比重的儀器目前用得最多的是比重秤，其結構如圖4-10所示。測量時，將泥漿裝滿于泥漿杯中，加蓋后使多余的泥漿從杯蓋中心孔溢出。擦干泥漿杯表面后，將杠桿放在支架上（主刀口坐在主刀墊上）。移動游碼，使杠桿成水平狀態(tài)（水平泡位于中央）。讀出游碼左側的刻度，即為泥漿的比重值?？梢园堰@種方法的原理形象地歸結為“杠桿原理”。????測量泥漿比重前，
