不分散低固相泥浆使用技巧

1）不分散低固相泥浆的由来

由粗分散泥浆得到的启示是：泥浆中黏土颗粒适度絮凝后，泥浆性能好而稳定，钻进效率高。钻进效率高的原因是颗粒增大后，总表面积减小，内部摩擦阻力下降。进而可以推想，如果将粗分散体系中的黏土颗粒减少，同样也可以降低内部摩擦。而且比重下降，液柱压力随之下降，对破碎孔底岩石同样有利。

多年来的研究表明，泥浆中影响钻进效率的主要因素是固相含量及其粒度分布，粗分散、低固相可以提高钻进效率。有了这样的认识，经不断努力，终于找到了合适的处理剂和处理方法，不分散低固相泥浆在20世纪60年代开始应用于石油钻井。1975年我国石油部9个油田124个井队用不分散低固相泥浆钻了2630口井，效率提高20%。

2）实现粗分散、低固相的途径

配制粗分散、低固相泥浆非常简单：通过加入电解质（絮凝剂）和保护剂，可使黏土颗粒适度絮凝——粗分散；在配制粗分散泥浆时少加黏土，就可达到低固相。但泥浆是要在孔内循环使用的，循环过程中不可避免有岩粉和孔壁成分进入，使固相含量不断上升（地面净化只能去除部分粗大颗粒）。如何使地面配制的粗分散低固相泥浆在钻进中维持低固相成为问题的关键。

要维持低固相，必须做到泥浆中的岩粉被沉除而造浆黏土得以保留，这就叫选择性絮凝。具有选择性絮凝能力的粗分散低固相泥浆就叫不分散低固相泥浆，不分散是指岩粉不能分散，而造浆黏土为粗分散状态。实现选择性絮凝的条件一是有好的选择性絮凝剂，二是造浆黏土和岩粉性能有很大差异。选择性絮凝剂对黏土和岩粉都试图絮凝，但造浆黏土抵抗能力强，只被适度絮凝成粗分散状态；而岩粉抵抗能力弱，被絮凝成团而聚沉。因此，造浆仍应选择优质黏土并经预水化改型，使之充分分散，具有良好的抗絮凝能力，也才能具有良好的“选择性”。选择性絮凝剂目前有3类，我国常用聚丙烯酰胺（PAM）系列，即部分水解的聚丙烯酰胺（PHP）。生物聚合物性能好，但生产、储存等要求条件高，价钱也高，只在油气井钻探中部分使用。

3）聚丙烯酰胺不分散低固相泥浆的优点

（1）提高机械钻速：平均提高20%，个别达40%～50%。

（2）润滑性能好：卡钻事故少，钻头寿命提高。

（3）护壁防漏性能好：长链高分子，泥皮质量好。

（4）钻探成本低：钻速高、黏土用量小，不易漏失。

（5）泥浆流变性好。

（6）不污染农田，不堵塞油气层。

4）不分散低固相泥浆的配制(www.xing528.com)

（1）不分散低固相泥浆的标准。

①固相总含量≤4%（比重≤1.06）；

②岩屑/造浆黏土≤2（配制时加入黏土30～40kg/cm3）；

③动塑比1∶1；

④黏土颗粒尺寸1～30μm；

⑤黏度一般为17～20s，动切力15～29mg/cm2，失水量一般不超过12m L/30min。

（2）聚丙烯酰胺不分散低固相泥浆的配制。

①淡水造浆，如为高硬度水（[Ca2+]＞150×10-6），要软化处理；

②优质黏土加纯碱预水化成原浆；

③加PHP（溶液）（100～500）×10-6；

④如失水量过大，加HPAN或Na—CMC降失水。

使用中应注意净化措施的配合，适时补加PHP，一般情况下禁止使用分散剂。