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（本文已经得到原作者授权，如需转载，与请本公众号联系） 在定向钻穿越过程中必须要使用泥浆，这是一个不可缺少的环节，所以有人说，泥浆是钻井的血液。泥浆停止循环时，定向钻的作业就不可能维持，随着定向穿越的技术水平的发展，人们对于泥浆在定向钻穿越的作用的认识水平不断提高。随着定向钻穿越成功的几率不断增加，施工成本不断下降，充分显示了泥浆在定向钻穿越施工中的重要性。泥浆是关系到定向钻穿越成败的主要因素之一，泥浆的地位和作用日见凸显，也得到了普遍的重视。泥浆的主要功用如下： 一、清除钻孔岩屑 泥浆经钻具从钻头喷嘴或扩孔器的喷嘴喷出，清除井底和钻头、扩孔器上的岩屑，经环形空间将其携带到地面，从而保证钻、扩孔的工作的顺利进行，以延长钻具的寿命，提高钻井效率。 在泥浆携带岩屑过程中，由于重力作用，岩屑有下沉的趋势；但泥浆在环形空间中流速达到一定数值后或泥浆切力提高后就能克服这种作用，把岩屑携带到地面。泥浆从井中清除钻屑的效果主要取决于以下几个因素： 1、环空返速。只有当环空返速高于一定值后，才能有效地将井中岩屑携带到地面。常用的环空返速是30~60m/min，环空返速取决于泥浆泵的排量、井孔与钻具的尺寸。 2、泥浆密度和切力。泥浆对岩屑产生浮力，其浮力大小与泥浆密度和切力有关；因此提高泥浆密度和切力可以增加它的携带能力。 3、粘度。泥浆的携带能力承随其粘度的增大而提高，粘度的大小取决于悬浮固相的含量、分散程度和液相粘度等因素。 二、钻头、钻柱的冷却润滑 在钻井过程中，钻头和钻具与地层摩擦产生大量的热。必须用循环的泥浆带走。摩擦产生的热和地层的热先传给泥浆，然后泥浆又将其带到地面散发，从而起到冷却钻头和钻具的作用。 泥浆对钻具有一定程度的润滑作用。使用加有各种乳化剂的混油泥浆，或在泥浆在加入润滑剂，均能提高泥浆的润滑能力，从而降低钻柱扭矩，延长钻头寿命。 三、井壁的稳定 井壁稳定、井孔规则是优质、安全和快速钻井的重要基础条件。也是泥浆措施的基本立足点。因而泥浆组成和性能必须对所钻遇地层的水化膨胀和分散具有强的抑制作用；同时，泥浆的滤失性能应有利于在井壁上形成薄而韧、摩擦系数低的泥饼，阻止液体渗入地层，用以巩固井壁，防止井塌与压差卡钻。考虑到扩孔器由于自重的原因，扩孔作业时，孔的成型是不断向下扩开，从实践上看，扩孔后的形状是鸭梨状，每次扩孔后，孔的下壁都将形成新的井壁。泥浆应有较高的悬浮能力，以保证将井孔中的钻屑携带出来。 四、地层压力的控制 调节泥浆密度以建立与地层压力或坍塌压力相适应的液柱压力，防止喷、漏、卡、塌等井下复杂情况。 五、岩屑的悬浮与清除 泥浆具有触变性，当停止循环时，能使需要携带到地面的固相颗粒处于悬浮状态；恢复循环时，泥浆恢复原有的流动状态，把岩屑与砂子一起携带到地面，通过地面的固控系统将它们清除。测量进出口泥浆的含砂量，并加以比较，就可以知道砂子在地面是否完全清除干净。 砂子的研磨性极大，易损坏泵及其配件。因此必须定期测定泥浆中的含砂量并严格加以控制。 六、水功率的传递 泥浆是从地面向钻头或井下动力钻具传递水力功率的媒介，设计泥浆方案时，应考虑各种水力参数。一般来说应该选用最佳的泥浆流变性能与泵量，保证大部分水力功率用于泥浆的循环，使用动力钻具如泥浆马达时应使其获得所需的功率。泥浆的固相含量和参数对水力功率均有很大的影响，应该把它们控制在适当的数值内。 七、.钻柱、套管和循环设备的腐蚀预防和控制 钻井过程中所使用的钻柱、套管和其金属配件均会受到腐蚀而损坏。可溶性气体如氧气、二氧化碳和硫化氢等，无论在地面或井下都能引起严重的腐蚀问题。因此，必须对泥浆进行化学处理或机械处理，用以控制和预防钻柱、套管和循环设备的腐蚀。 |
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