泥浆的比重和固相含量对钻井有重要意义和影响。
1. 地层压力的控制
钻井中防止漏失,涌水和坚持孔壁的安稳,重要的一点是要坚持钻孔—地层间的物理力平衡。而孔内静液柱压力的大小决定于孔内液柱的单位重量或比重以及笔直深度,即:因此静液柱压力梯度Gs决定于泥浆的比重,可以调度泥浆的比重使Gs与地层压力梯度Gp相适应以求得钻孔—地层间的物理力的平衡。
2. 对钻速的影响
这些年进行的泥浆比重、固相含量对钻速影响的研讨得出如下的结论:
(1)跟着泥浆比重的添加,钻速降低,特别是泥浆比重大于1.06~1.08时,钻速降低尤为明显。 (2)泥浆的比重相同,固相含量愈高则钻速愈低。由此泥浆比重相一起,加重泥浆的钻速要比一般泥浆高,由于加重泥浆的固相含量低。
(3)泥浆的比重和固相含量相同,但固相的松散度不相同,则固相颗粒松散得愈细的泥浆钻速愈低。由此,不松散体系的泥浆其钻速要比松散体系的泥浆高,如图4-9所示。乃至有些研讨者得出小于1μm的颗粒对钻速的影响比大于1μm颗粒的影响大12倍。因此,为前进钻进功率,不只应降低泥浆的比重和固相含量,而且应降低固相的松散度,即应选用不松散低固相泥浆。 3. 含砂量的影响
泥浆中的无用固相(主要为岩屑)含量会给钻进构成很大的危害。首要,无用固相含量高,泥浆的流变特性(见下节)变坏,流态变差。不只使孔内净化欠好而致使下钻阻卡,而且能够致使抽吸,压力激动等,构成漏失或井塌。其次,泥浆中无用固相含量高,泥饼质量变坏(泥饼疏松,耐性低),泥饼厚。这样,不只失水量大,致使孔壁水化崩塌,而且易致使泥皮坠落构成孔内事端。第三,泥浆无用固相含量高,对管材、钻头、水泵缸套、活塞拉杆磨损大,运用寿命短。
因此,在确保地层压力平衡的前提下,应尽量降低泥浆比重和固相含量,特别是无用固相的含量。 测量泥浆比重的仪器当时用得最多的是比重秤,其布局如图4-10所示。测量时,将泥浆装满于泥浆杯中,加盖后使剩下的泥浆从杯盖中心孔溢出。擦干泥浆杯表面后,将杠杆放在支架上(主刀口坐在主刀垫上)。移动游码,使杠杆成水平状况(水平泡坐落中心)。读出游码左边的刻度,即为泥浆的比重值。可以把这种方法的原理形象地归结为“杠杆原理”。
测量泥浆比重前,要用清水对仪器进行校正。如读数不在1.0处,可用增减装在杠杆右端小盒中的金属颗粒来调度。
对泥浆中固相含量的测定,一般选用“蒸馏原理”。如图4-11所示。取一定量(20ml)泥浆,置于蒸馏管内,用电加热高温将其蒸干,水蒸气则进入冷凝器,用量筒收集冷凝的液相,然后称出干燥在蒸馏器中的固相的重量,读出量筒中液相的体积,核算泥浆中的固相含量,其单位为重量或体积百分比。 对泥浆的含砂量的测定,选用筛析原理