第六讲钻孔冲洗介质.

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1、第六讲第六讲 钻孔冲洗介质钻孔冲洗介质 第一节第一节概述概述一、钻孔冲洗介质的功用一、钻孔冲洗介质的功用钻孔中的冲洗介质又称钻探的钻孔中的冲洗介质又称钻探的“血液血液”。一旦钻孔中冲。一旦钻孔中冲洗介质停止循环，或者选择不当时，就会发生烧钻，钻进时洗介质停止循环，或者选择不当时，就会发生烧钻，钻进时破碎的岩粉不能及时排出孔外，甚至不能进尺。同时还会发破碎的岩粉不能及时排出孔外，甚至不能进尺。同时还会发生孔壁坍塌夹埋钻具等一系列孔内事故。生孔壁坍塌夹埋钻具等一系列孔内事故。因此，正确选择和合理使用冲洗介质是提高钻探效率和因此，正确选择和合理使用冲洗介质是提高钻探效率和降低钻探成本的必要手段。降低

2、钻探成本的必要手段。钻孔冲洗介质的主要功用有：钻孔冲洗介质的主要功用有：1 1冷却钻头冷却钻头 钻头在破碎孔底岩石时，因磨擦而产生大量的热，如不及钻头在破碎孔底岩石时，因磨擦而产生大量的热，如不及时冷却，会使切削具很快摩损，降低破碎岩石的效率，甚至会时冷却，会使切削具很快摩损，降低破碎岩石的效率，甚至会发生烧钻事故。发生烧钻事故。2 2清洗孔底清洗孔底 把破碎的岩粉及时的排出孔外，以防岩粉在孔底堆积产生把破碎的岩粉及时的排出孔外，以防岩粉在孔底堆积产生重复破碎，增加钻头、钻具的磨损，影响钻头的寿命和钻进效重复破碎，增加钻头、钻具的磨损，影响钻头的寿命和钻进效率。故要求冲洗介质具有较大的输送及悬

3、浮岩粉的能力。率。故要求冲洗介质具有较大的输送及悬浮岩粉的能力。3 3保护孔壁保护孔壁 在钻进中，由于破坏了岩层的平衡状态，如果岩层本身在钻进中，由于破坏了岩层的平衡状态，如果岩层本身稳定性差，易发生变形甚至坍塌。因此，冲洗介质应具有一稳定性差，易发生变形甚至坍塌。因此，冲洗介质应具有一定的比重以平衡地层的压力。同时还要求冲洗介质具有造壁定的比重以平衡地层的压力。同时还要求冲洗介质具有造壁性能，能在孔壁上形成一层薄而致密的泥皮，以保护孔壁。性能，能在孔壁上形成一层薄而致密的泥皮，以保护孔壁。4 4润滑钻具润滑钻具 由于钻具在孔内回转速度大，阻力也大。故要求冲洗液由于钻具在孔内回转速度大，阻力也

4、大。故要求冲洗液在钻具上形成一层润滑层，减少功率的损耗、钻具的磨损，在钻具上形成一层润滑层，减少功率的损耗、钻具的磨损，提高钻具的使用寿命。提高钻具的使用寿命。5 5其他功能其他功能随着钻探技术的发展，冲洗液还可以起到以下功能随着钻探技术的发展，冲洗液还可以起到以下功能（1 1）破碎孔底岩石破碎孔底岩石, ,它又包括：它又包括：A.A.直接破碎岩石，如石油钻井总的高压喷射钻井，液力直接破碎岩石，如石油钻井总的高压喷射钻井，液力切割岩石；切割岩石；b.b.驱动孔底动力机带动钻头破碎岩石，如液力冲击钻进；驱动孔底动力机带动钻头破碎岩石，如液力冲击钻进；c.c.对岩石起减硬效应，即冲洗液中含有某些盐

5、时，对一对岩石起减硬效应，即冲洗液中含有某些盐时，对一些岩石能降低其硬度，有利于钻头破碎岩石。些岩石能降低其硬度，有利于钻头破碎岩石。（2 2）输送岩矿心至地表，）输送岩矿心至地表，反循环连续取心钻进利用冲洗液反循环连续取心钻进利用冲洗液的循环，将钻头钻取的岩矿心连续不断的通过钻杆内孔输的循环，将钻头钻取的岩矿心连续不断的通过钻杆内孔输送出地表。送出地表。（3 3）传递孔底信息，）传递孔底信息，实行自动测试和控制，孔底信息可通实行自动测试和控制，孔底信息可通过冲洗介质传输到地表。过冲洗介质传输到地表。二、冲洗介质的类型及适用条件二、冲洗介质的类型及适用条件目前钻探中常用的冲洗介质类型有：目前钻

6、探中常用的冲洗介质类型有：1 1清水清水 清水粘度小，因此钻具回转和水泵工作阻力小；液柱压清水粘度小，因此钻具回转和水泵工作阻力小；液柱压力对阻碍孔底岩石破碎的影响小，故钻进效率比用泥浆时高；力对阻碍孔底岩石破碎的影响小，故钻进效率比用泥浆时高；清水中岩粉容易净化，对钻具和水泵的磨损小；此外清水洗清水中岩粉容易净化，对钻具和水泵的磨损小；此外清水洗孔成本低，操作方便，机场清洁。孔成本低，操作方便，机场清洁。 因此，在稳固的岩层和钻孔深度不大的漏失地区（当水因此，在稳固的岩层和钻孔深度不大的漏失地区（当水源丰富时）应尽量采用清水作为钻孔冲洗介质。源丰富时）应尽量采用清水作为钻孔冲洗介质。2 2泥

7、浆泥浆 泥浆是由优质粘土与水混合后（根据不同的地层需要泥浆是由优质粘土与水混合后（根据不同的地层需要加入一定数量的有机或无机化学处理剂，以改善泥浆的性加入一定数量的有机或无机化学处理剂，以改善泥浆的性能）所形成的一种胶体悬浮液。能）所形成的一种胶体悬浮液。 在复杂地层钻进时多采用这类冲洗液冲洗钻头。通过在复杂地层钻进时多采用这类冲洗液冲洗钻头。通过对泥浆性能的调整，能有效地对付涌水、井喷、部分漏失、对泥浆性能的调整，能有效地对付涌水、井喷、部分漏失、钻孔缩径、坍塌掉块等许多复杂情况。钻孔缩径、坍塌掉块等许多复杂情况。3 3乳化液乳化液 这类冲洗液的基本组成成分为油（机油或重柴油）这类冲洗液的基

8、本组成成分为油（机油或重柴油）和乳化剂（即表面活性剂和水）通过强力搅拌配成。和乳化剂（即表面活性剂和水）通过强力搅拌配成。乳化液乳化液具有良好的润滑、冷却、排粉、减振等性能。具有良好的润滑、冷却、排粉、减振等性能。4 4空气空气 采用压缩空气或高压天然气冲洗钻孔，国内外在石油钻采用压缩空气或高压天然气冲洗钻孔，国内外在石油钻井中应用较多，近年来在岩芯钻探中也开始采用。井中应用较多，近年来在岩芯钻探中也开始采用。 由于空气的比重小，流速快，有利于孔底清洁和提高钻由于空气的比重小，流速快，有利于孔底清洁和提高钻速。特别是在干旱缺水地区具有重要的经济意义。速。特别是在干旱缺水地区具有重要的经济意义。