土层泥页岩中使用的泥浆
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泥浆的配置方法
法方的配置泥浆旋挖钻孔灌注桩是一项隐蔽性地下连续作业一次性完成的施工技术，特别是在旋挖钻孔期间，在复杂地层地段施工中，为了确保施工质量，要向孔内不断添加在钻孔开工前制作的泥浆来确保使孔壁不发生坍塌。
在好的地层段施工（如在黄粘土层地段）进行旋挖钻孔施工可采用清水成孔作业或干成孔作业即成本低而且施工效率高。
在特殊地层段施工如砂层（粗砂层和细砂层）、粉砂层、砂岩层、粉质土层、流砂层等等时，工地开工之前都要进行大量膨润土采购进行先期泥浆调制。
在使用过程中，还要继续不断地进行泥浆制作，若是遇到含沙量大，砂砾石及流砂的地层施工，这就要求现场管理工人员必须具有良好尽业素质及丰富的施工经验。
本文只针对旋挖钻机钻孔泥浆和不同而选用不同地层情况进行论述。
一、旋挖钻孔灌注桩护壁泥浆分类通常情况下，在施工现场大多是通过人工利用搅拌机械进行膨润土泥浆制造，造浆时灰尘弥漫，不但污染环境且对人身也有一定伤害，所消耗膨润土最少也得用几十吨甚至上百吨，既是用量这么大但护壁效果还是不理想，孔内沉渣量大，普通地层孔内沉渣量也在米是很常见。
2~3膨润土分为钠基土、钙基土和锂基土三种。
前两者质量较好，大量用于旋挖钻孔泥浆配制和炼钢铸造中。
虽然膨润土泥浆具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。
但对地层适应性较差。
实例：2008年9月两台NCB钻机在某高铁线上施工，该地段为粘土层和泥岩层地质，该施工单位当时选用钠基土按1000kg 水：20kg土:8kg碱的配比量进行进场造浆，添加碳酸钠（Na2CO3）进行孔内护壁，受现场其它因素的影响成孔后需等待3~5小时，甚至7~10小时才能进行砼灌注，在现场技术员的严格把关下孔内经过多次清孔后沉渣量控制在10~15cm范围内方可灌注。
由于泥岩地层浸泡时间长常造成孔壁踏落，使砼灌注超方大，万元。
完工后直接造成经济损失25目前市面上的造浆材料很多，但钠基土和钙基土在钻孔泥浆上用的较为普遍，其理论﹪，较差~5﹪3的水，对粘质土地层用量可降低100L㎏的膨润土可掺8﹪，即8用量：为的膨润土用量为水的12﹪左右。
现场泥浆使用与配置
现场泥浆使用1。
常用泥浆类型1.1。
不分散体系不分散体系包括开钻泥浆，钻孔自然造浆和其他经过稍加处理的体系，该体系不添加任何降粘剂和分散剂来分散粘土颗粒，通常用于开孔和浅孔作业。
1.2.分散体系分为细分散和粗分散细分散：粘土高度分散，粘土加NaCO3,使Ca粘土变为Na 粘土。
粗分散：指粘土颗粒在泥浆中高度分散，加入适当处理剂使泥浆适度絮凝。
这种泥浆我们使用的也只有钙处理泥浆,也就是石灰、石膏处理泥浆。
1。
3。
聚合物体系泥浆通常用高分子聚合物的絮凝作用封装钻屑、防止钻屑分散，以及覆在页岩上抑制页岩膨胀，还有增加流体粘度并减少流体滤失率。
常用聚合物包括:PAM、PAN、PV A、CMC和天然植物胶产品。
聚合物体系泥浆包括低固相泥浆、无固相泥浆.低固相泥浆低固体的固体总含量不能超出6％～10％（体积含量）的范围，粘土固体含量应控制在3％以下，钻屑和膨润土的比率低于2比1，典型的低固体系是采用聚合物添加剂作为增稠剂或膨润土增量剂，属不分散体系.固相含量％=（所测比重-1）＊2*100％无固相泥浆无固相泥浆是指泥浆中不含粘土颗粒.是以高分子聚合物为基础配制而成的水溶液，其主要成份为水、高分子聚合物及天然植物胶和少量无机盐组成。
这种泥浆也叫做第五代泥浆。
目前用作无固相泥浆的水溶性高分子聚合物主要哟普两种，即水解聚丙烯酰胺（PHP)及聚乙烯醇(PV A）。
聚乙烯醇的各项性能均优于聚丙烯酰胺，但价格昂贵.2.常用泥浆的配制2.1钙处理泥浆1立方泥浆:石灰为泥浆体积的0.3～～0。
5％栲胶碱液0。
5～1％烧碱浓度20％，调节PH值11左右石膏体系的pH值范围通常在9～10。
5之间，使用浓度为5。
7~11.4克/升（即钙离子浓度为600～1100毫克/升）. 石灰体系分两种典型类型：一是低浓度石灰体系为2.8～5。
8克/升，pH值范围通常在11～12之间。
一种是高浓度石灰体系，石灰的使用浓度为14。
3～42。
8之间。
泥浆材料及用途
加重材料指标名称主要成份分子式密度数目可配最高密度三无机盐类一、碳酸钠1、物理性质碳酸钠〔Na2CO3〕又称纯碱、苏打，白色粉末结晶，密度2.5，易溶于水，水溶液呈碱性，在空气中易吸潮结块，要注意防潮。
2、化学性质a、电离：Na2CO3=2Na +＋CO32–b、水解：CO32– + H2O = HCO3– + OH–HCO3– + H2O = H2CO3 + OH–c、沉淀钙离子、镁离子Ca2++ CO32–= CaCO3↓ Mg2++ CO32–= MgCO3↓↓3、作用沉淀膨润土中的钙离子、镁离子，改善水化性能，促进膨润土分散造浆，降低泥浆的失水，提高泥浆的粘度和切力，改善泥饼的质量。
4、加量准确加量应根据膨润土质量通过实验确定，一般为膨润土重量的5%。
5、测试1%水溶液PH值大于12为合格品。
二、氢氧化钠1、物理性质氢氧化钠又称烧碱、火碱或苛性钠。
白色结晶，有液体、固体片状三种产品，纯度从50%至99%不等，密度2-2.2，易吸潮，有强烈的腐蚀性，暴露在空气中，会吸收CO2，变成Na2CO3。
2、作用a、调节泥浆PH值。
b、促使膨润土分散造浆。
c、加快有机处理机溶解。
3、加量根据产品纯度和需要决定加量，一般加量为泥浆的0.1%—0.5%.4、测试1%水溶液PH值大于14，证明纯度为96%。
三、氢氧化钾KOH同氢氧化钠相近。
不同一点是氢氧化钾提供的K+对泥页岩有一定抑制作用。
四、氯化钾KCl氯化钾外观为白色立方晶体，密度1.98，易溶于水，具有较强的抑制页岩渗透水化性能，对防治井壁缩径特别有效。
五、硅酸钠〔Na2SiO3或Na2OnSiO2〕硅酸钠又称水玻璃或泡花碱，有固体水玻璃、水合水玻璃和液体水玻璃，能溶于水，水溶液呈碱性。
参加泥浆中，能增加泥浆的粘度，促使泥浆胶凝，阻止漏失，抑制页岩水化膨胀，与硝酸铵反响，可配制冻胶泥浆堵大漏。
六、硅酸钾K2SiO3硅酸钾是90年代开展起来的一种泥浆处理剂，主要用于严重垮塌地层和强缩径地层，具有很强的抑制水敏性地层剥落和膨胀能力，加量为2%-3%。
泥浆配合比的应用
1. Na-CMC(钠羧甲基纤维素)泥浆
这是一种最普通的提粘型泥浆，Na-CMC 起进一步提粘和降失水作用。配方为：优质造浆粘土 150～200g 水 1000ml，纯碱 5～10g，Na-CMC6g 左右。泥浆比重 1.07～1.1 粘度 25～35s 失水 量小于 12ml/30min，pH 值约 9.5。
20
探矿工程 (岩土钻掘工程 ) 2006年第 11期
胶体率较高的泥浆进行泥浆置换 (成孔 ) 。施工过 程中 10、11号楼采用人工造浆 , 12、13 号楼采用置 换泥浆 。
3 施工要点 3. 1 制浆要点
(1)采用膨润土人工造浆 。现场膨润土与水按 1∶ (8 ～10)的比例进行均匀搅拌 ,配制成胶体溶 液 ,将此溶液倒入循环系统 ,并加水至粘度在 28 ～ 30 s即可 。
针对这种情况 ,现场采取的措施为 : ( 1)用膨润 土人工造浆 ; ( 2)收集其它区域钻孔灌注桩产生的
收稿日期 : 2006 - 06 - 26; 改回日期 : 2006 - 09 - 04 作者简介 :陈福华 (1963 - ) ,男 (汉族 ) ,福建仙游人 ,福建省第三地质工程公司副总经理 、工程师 ,地质专业 ,从事地基基础施工工作 ,上海市 联明路华星别墅 7号 ( 201101) , ( 021) 64194003, jili88@ vip. sina1com。
1 地层特征 根据上海地矿工程勘察有限公司提供的岩土工
程勘察报告 ,该区主要地质特征见表 1。
土层 层号
土层名称
① 杂填土
②1 褐黄色粉质粘土 ②2 灰黄色粘质粉土 ②3 - 1 砂质粉土夹粉质粘土 ②3 - 2 灰色砂质粉土 ⑤2 - 1 砂质粉土夹粉质粘土 ⑤2 - 2 灰色砂质粉土
这是一种最普通的提粘型泥浆，Na-CMC 起进一步提粘和降失水作用。配方为：优质造浆粘土 150～200g 水 1000ml，纯碱 5～10g，Na-CMC6g 左右。泥浆比重 1.07～1.1 粘度 25～35s 失水 量小于 12ml/30min，pH 值约 9.5。
20
探矿工程 (岩土钻掘工程 ) 2006年第 11期
胶体率较高的泥浆进行泥浆置换 (成孔 ) 。施工过 程中 10、11号楼采用人工造浆 , 12、13 号楼采用置 换泥浆 。
3 施工要点 3. 1 制浆要点
(1)采用膨润土人工造浆 。现场膨润土与水按 1∶ (8 ～10)的比例进行均匀搅拌 ,配制成胶体溶 液 ,将此溶液倒入循环系统 ,并加水至粘度在 28 ～ 30 s即可 。
针对这种情况 ,现场采取的措施为 : ( 1)用膨润 土人工造浆 ; ( 2)收集其它区域钻孔灌注桩产生的
收稿日期 : 2006 - 06 - 26; 改回日期 : 2006 - 09 - 04 作者简介 :陈福华 (1963 - ) ,男 (汉族 ) ,福建仙游人 ,福建省第三地质工程公司副总经理 、工程师 ,地质专业 ,从事地基基础施工工作 ,上海市 联明路华星别墅 7号 ( 201101) , ( 021) 64194003, jili88@ vip. sina1com。
1 地层特征 根据上海地矿工程勘察有限公司提供的岩土工
程勘察报告 ,该区主要地质特征见表 1。
土层 层号
土层名称
① 杂填土
②1 褐黄色粉质粘土 ②2 灰黄色粘质粉土 ②3 - 1 砂质粉土夹粉质粘土 ②3 - 2 灰色砂质粉土 ⑤2 - 1 砂质粉土夹粉质粘土 ⑤2 - 2 灰色砂质粉土
土层泥页岩中使用的泥浆
土层泥页岩中使用的泥浆土层、泥页岩中使用的泥浆在粘土、泥页岩中钻进，突出问题之一是钻井井壁的遇水膨胀、缩径，甚至流散、垮孔。
其原因是粘土、泥页岩中存在着大量的粘土矿物，尤其是蒙脱石粘土矿物的存在，使井壁粘土接触到钻井液中的水时，即发生粘土的吸水、膨胀、分散。
这样的地层又称之为水敏性地层。
显然，对于水敏性地层，应尽量减少钻井液对地层的渗水，也就是降低泥浆的失水量以及增强井壁岩土的抗水敏性，抑制分散是最为关键的问题。
从第三节对泥浆失水量影响因素的分析和第二节对岩土的水化性分析可以归纳出针对水敏性地层配制泥浆时的几个要点。
（1 ）选优质土。
由于水化效果好，粘土颗粒吸附了较厚的水化膜，泥浆体系中的自由水量大大减少，所以优质土泥浆的失水量远低于劣质土的。
（2 ）采取“粗分散”方法。
使粘土颗粒适度絮凝，而非高度分散，从而使井壁岩土的分散性减弱，保持一定的稳定性。
（ 3 ）添加降失水剂。
Na-CMC 、 PAM 等降失水剂通过增加水化膜厚度，增大渗透阻力、井壁网架隔膜作用，可使失水量明显减少。
（4 ）提高基液粘度。
泥浆中的“自由水”实际上是滤向地层的基液，其粘度愈高，向地层中渗滤的速率就愈低。
（5 ）调整泥浆比重，平衡地层压力。
井眼中液体压力与地层中流体的压力差是泥浆失水的动力，尽可能减少压力差，维持平衡钻进是降失水的有效措施。
（6 ）利用特殊离子对地层的“钝化”作用。
一些特殊离子的嵌合作用可以加强粘土颗粒之间的结合力，从而使井壁稳定性提高。
（7 ）利用大分子链网在井壁上的隔膜作用。
泥浆中的大分子物质相互桥接，滤余后附着在井壁上形成阻碍自由水继续向地层渗漏的隔膜。
（8 ）利用微颗粒的堵塞作用。
在泥浆中添加与地层空隙尺寸相配伍的微小颗粒，可以堵塞渗漏通道，降低泥浆的失水量。
（ 9 ）活度平衡。
下面介绍适于水敏性地层钻进的抑制性泥浆，包括钙处理泥浆、钾基泥浆，乳化沥青泥浆和油包水活度平衡泥浆的配方。
这些泥浆抑制水敏往往是利用上述多个原理，而以其中之一为主。
泥浆材料功能及用法
泥浆材料功能及用法简介1、植物胶功能：具有良好的流变性，有利于井壁稳定和携带钻屑，可明显提高钻速，减轻钻具的磨损；对破碎地层、砂岩层等渗漏性地层有明显的封堵作用；取芯时可在岩样表面形成一层保护膜，可获得较高的采芯率。
用法：先用少量水湿润后再倒入泥浆中搅拌溶解，用量：在泥浆中的用量为2~3%；配制无固相冲洗液时4~5%。
2、羧甲基纤维素（中粘、MV-CMC)功能：是一种抗盐、抗温能力较强的降失水剂，也有一定的抗钙能力。
降失水的同时还有增粘作用，适用于配制海水泥浆、饱和盐水泥浆和钙处理泥浆。
用法：先用少量水预水化后加入泥浆中，搅拌溶解，加量1%.3 、膨润土功能：是基础配浆材料之一，适用于淡水和矿化度小于20000毫克/升的咸水钻井液，也可作降滤失剂、增粘剂和堵漏剂。
用法：加入清水中搅拌0.5小时以上，加量：钙基土5~10%+纯碱0.25~0.50%、钠基土5~10%。
4 、广谱护壁剂功能：可在适度增粘的条件下，显著降低失水量；能抑制井壁膨胀缩径：可降低扭矩，止粘附卡钻；同时具有一定的抗污染能力。
用法：直接将本品加入泥浆中搅拌溶解。
加量2~3%。
5 、腐植酸钾功能：稳定页岩地层，抑制井壁坍塌，同时具有降粘和降滤失的作用，降滤失的同时能形成薄而致密的泥饼，可减少压差卡钻。
用法：直接将本品加入泥浆中搅拌溶解。
加量2~3%。
6 、低荧光防塌护壁剂功能：针对胶结松散地层，具有较强的抑制泥页岩水化膨胀作用和稳壁功效，可防止坍塌；同时还有润滑和降滤失的作用。
用法：直接将本品加入泥浆中搅拌溶解。
加量2~3%。
7、聚丙烯酰胺（PAM）功能：用于聚合物不分散低固相水基钻井液的絮凝剂，兼有抑制泥页岩的水化膨胀，并有减轻钻头磨损，降低钻具与泥饼之间的摩擦助力，还有交联堵漏及剪切稀释作用。
用法：先将其加入少量水湿润后形成胶冻状，再加入水中搅拌溶解即可，加量0.5~1%。
8、801堵漏剂功能：适用于多种复杂的漏失岩层，可随钻堵漏，毋须停钻堵漏。
常用泥浆处理剂
常用泥浆处理剂聚丙烯酰胺(PAM)非离子型(PAM)阴离子型(PHP) 阳离子型(DA)阴离子型适用于浓度较高并且带有正电荷的无机悬浮物，溶液呈酸性或中性。
非离子型适用于有机、无机混合状态的悬浮物，分离溶液呈酸性或中性。
作用:用作钻井泥浆材料的絮凝剂，增稠和稳定的添加剂，可减少钻头的摩擦阻力，提高钻速和进度。
抑制水敏性粘土膨胀，也具有防塌效果，使用时先配制成稀溶液，用量(0.1%,0.01%)。
聚合物增粘剂(80A51)它是丙烯酸盐的共聚物作用:具有增粘絮凝、改变流型降滤失，又可以抑制页岩分散，抗无机离子污染抗温性，它不但适用于低固相不分散聚合物钻井液体系，也可使用于分散型钻井液体系。
淡水用量:0.2%,0.4% 盐水用量:0.5%,1.0% 羧甲基纤维素钠盐CMC(阴离子型聚电解质)由氯乙酸钠与碱纤维素反应制得高粘(HV-CMC) 中粘(MV-CMC) 低粘(LV-CMC)碱性中性淡水用量0.3,0.6% 盐水用量0.7%,0.9%，作用:增粘降滤失剂作用，它的长分子链能与多个粘土颗粒吸附，能增大泥饼的胶结性，能抑制页岩水化膨胀和巩固井壁的作用，不易腐蚀变质，具有悬浮和乳化的作用，良好的粘结性和抗盐能力。
腐殖酸钾(KHm)作用:页岩抑制剂，降粘、降失水和防塌的作用，抗温可达180?。
加入量(1%~~3%)。
水解聚丙烯晴铵盐是由腈纶丝高温高压下水解制得淡黄色粉末，具有一定的抗温和抗盐能力，具有耐光、耐腐蚀的功能，有一定的防塌效果，与聚丙烯钾盐共同使用可以增强降粘作用，可与多种处理剂配合使用(0.5%~1.5%)乙烯基单位多元共聚物PAC-141是一种多功能高分子聚合物，白色或微黄色流动粉末无毒无腐蚀易溶于水，具有较强的抗盐、抗钙镁和高温能力主要用于低固相不分散聚合物水基钻井液流变参数，提高剪切稀释能力，降低滤失量、包被钻屑和抑制分散。
磺化沥青粉(FF1)它水化作用很强，当吸附在页岩界面上可以阻止页岩颗粒的水化分散，起到防塌作用，同时不溶于水的部分由能填充孔喉核裂缝起到封堵作用，并可覆盖在页岩界面改善泥饼质量，它在钻井液中还起到润滑和降低高温高压下失水量的作用，用量(1%~4%)防塌钻井液的性能要求具有低失水(减少水敏性地层水化膨胀压力)、高的滤液粘度、高的矿化度、适当的粘度和适当的密度。
常用泥浆体系介绍
常用泥浆体系介绍泥浆体系类型：聚合物钻井液体系泥浆体系特点：固相含量低；亚微米粒子比例小，剪切稀释性好，卡森极限粘度低，悬浮携带钻屑能力强，洗井效果好，有利于提高机械钻速。
具有良好的流变性，主要表现为较强的剪切稀释性和适宜的流型；钻进速度高；稳定井壁能力强，井径比较规则；对油气层的损害小，有利于发现和保护产层。
固相含量少，可减轻固相的侵入，因而减小了损害程度；可防止井漏的发生，由于钻井液固相含量低，在不使用加重材料的情况下，钻井液的液柱压力低，从而降低了产生漏失的压力；钻井成本低；聚合物钻井液的处理利用量较少，钻井速度高，缩短了完井周期。
聚合物处理剂主要作用机理：桥联与包被作用：聚合物在钻井液中颗粒上的吸附是其发挥作用的前提，当一个高分子同时吸附在几个颗粒上，而一个颗粒又可以同时吸附几个高分子时就会形成网络结构，聚合物的这种作用称为桥联作用。
当高分子链吸附在一个颗粒上，并将其覆盖包裹时，称为包被作用。
絮凝作用：当聚合物在钻井液中主要发生桥联吸附时，会将一些细颗粒聚结在一起形成粒子团，这种作用称为絮凝作用，形成的絮凝块易于靠重力沉降或固控设备清除，有利于维护钻井液的低固相。
PHPA增粘作用的机理：游离聚合物分子能增加水相的粘度，聚合物的桥联作用形成的网络结构能增强钻井液的结构粘度。
PHPA，HV-CMC降滤失作用：聚合物降滤失剂通过桥联作用与粘土颗粒形成稳定的空间网架结构，对体系中所存在的一定数量的细颗粒起保护作用，在井壁上形成致密的泥饼，从而降低滤失量，网络结构可包裹大量自由水，使其不能自由流动，有利于降低滤失量。
提高粘土颗粒的水化程度，降滤失剂分子中都带有水化能力很强的离子集团，可增厚粘土颗粒表面的水化膜，在泥饼中的这些极化水的粘度很高，能有效地阻止水的渗透。
聚合物降滤失剂的分子大小在胶体颗粒的范围内本身可对泥饼起堵孔作用，使泥饼致密。
降滤失剂可提高滤液粘度，从而降低滤失量。
抑制与防塌作用：聚合物在钻屑表面的包被吸附是阻止钻屑分散的主要原因。
井钻探工程技术中的泥浆设计及配制计算
Ｖ ＝ ＋ Ｖｌ Ｖ２＋ Ｖ３
其 中钻 孔 内泥 浆 量 为 ：
Ｖ｜ 订ｄ ｈ ： ３
‘
４
式 中： ： ｄ 钻孔直径。 ４２ 粘土粉用量计算 ． 配制 １ ｍ 体积的泥浆所需粘 土重量 ｑ按 以下过程推导计算 ：
Ⅱ：
‘ ｒｌ —ｒ
×１ ０ ００
式 中： ： 土的比重 ，． ２ ； 泥浆 的比重 ； 水的比重 。 粘 ２ ～ ． ： ６ ８ ： ４３ 配浆用水量计算 －
３ 泥 浆的 配 制
配制泥浆用 的基本液体是水或油， 分别称为水基泥浆与油基泥浆 。 大部分钻井场合下 ， 使用成本较低 ， 配制方便 的水基泥浆 。 从粘土在泥浆 中的分散程度来看 ，又可将水基泥浆划分为细分散 淡水泥浆 、 散抑 制性泥浆和不分 散低固相 泥浆 。 粗分 １ 细分散淡水泥浆是靠粘土在水中高度分散得到的 ， ． １ 是泥浆 的早期 类型 。 泥浆中的含盐量小于 １ ， ％ 含钙量小 于 １０ ｐ 不含抑制性高聚 ２ ｐ ｍ， 物。 其组成除粘土 、 碳酸钠 和水外 ， 了满足钻井需要 ， 为 往往还加有降失 水剂和防絮凝剂 （ 稀释剂 ）。 依所加处理剂的不同 ， 可有铁铬盐泥浆 、 木 质素磺酸盐泥浆和腐植酸泥浆等。 １ 粗分散 抑制性 泥浆是在细分散 泥浆 的基础 上 ，加 入无机 聚结剂 ， ． ２ 使粘土颗粒适度变粗 ， 同时加入 有机护胶处理剂而形成。 它对井壁岩土 的分散有抑制作用 ， 自身抗侵能力强而且性 能稳 定 、 流动性好 、 钻进效 率高 ， 在钻井工程 中得到广泛 的应用 。这类泥浆的含盐或含钙 量较 高 ， 具体又分为钙处理泥浆（ 含钙量大于 １０ ｇＬ 如石灰泥浆 、 膏泥浆 、 ２ｍ／， 石 氯化钙泥浆 ）、 盐水泥浆 （ 盐量大于 ｌ ， 含 ％ 如盐水泥浆 、 水泥浆 、 海 饱 和盐水泥浆 ） 和钾基泥浆 （ Ｃ 含量大 于 ｌ ）。 Ｋ１ ％ １ 不分散低固相泥浆是较新型的泥浆体 系。 固相是指泥浆体系中 ． ３ 低 的固相 含量 （ 浆粘土和钻碴 等所 有固相 ） 造 按体积计不超 过 ４ ， ％ 由此 使得机械钻速提高 ， 尤其是在硬岩钻 进中效果更为 明显 ； 谓不分散 ， 所 有 ３层含义 ：１粘土颗粒因高聚物存在而变得较粗 。２ 对进入泥浆体 ） ） 系的岩屑起絮凝作用 ， 不使其分散 ， 利于除碴净化泥浆 。３ 对井壁不起 ） 分散作用而起抑制保护作用 。 目前 ， 这种泥浆已成为钻井部 门使用 的主 要泥浆类型。
其 中钻 孔 内泥 浆 量 为 ：
Ｖ｜ 订ｄ ｈ ： ３
‘
４
式 中： ： ｄ 钻孔直径。 ４２ 粘土粉用量计算 ． 配制 １ ｍ 体积的泥浆所需粘 土重量 ｑ按 以下过程推导计算 ：
Ⅱ：
‘ ｒｌ —ｒ
×１ ０ ００
式 中： ： 土的比重 ，． ２ ； 泥浆 的比重 ； 水的比重 。 粘 ２ ～ ． ： ６ ８ ： ４３ 配浆用水量计算 －
３ 泥 浆的 配 制
配制泥浆用 的基本液体是水或油， 分别称为水基泥浆与油基泥浆 。 大部分钻井场合下 ， 使用成本较低 ， 配制方便 的水基泥浆 。 从粘土在泥浆 中的分散程度来看 ，又可将水基泥浆划分为细分散 淡水泥浆 、 散抑 制性泥浆和不分 散低固相 泥浆 。 粗分 １ 细分散淡水泥浆是靠粘土在水中高度分散得到的 ， ． １ 是泥浆 的早期 类型 。 泥浆中的含盐量小于 １ ， ％ 含钙量小 于 １０ ｐ 不含抑制性高聚 ２ ｐ ｍ， 物。 其组成除粘土 、 碳酸钠 和水外 ， 了满足钻井需要 ， 为 往往还加有降失 水剂和防絮凝剂 （ 稀释剂 ）。 依所加处理剂的不同 ， 可有铁铬盐泥浆 、 木 质素磺酸盐泥浆和腐植酸泥浆等。 １ 粗分散 抑制性 泥浆是在细分散 泥浆 的基础 上 ，加 入无机 聚结剂 ， ． ２ 使粘土颗粒适度变粗 ， 同时加入 有机护胶处理剂而形成。 它对井壁岩土 的分散有抑制作用 ， 自身抗侵能力强而且性 能稳 定 、 流动性好 、 钻进效 率高 ， 在钻井工程 中得到广泛 的应用 。这类泥浆的含盐或含钙 量较 高 ， 具体又分为钙处理泥浆（ 含钙量大于 １０ ｇＬ 如石灰泥浆 、 膏泥浆 、 ２ｍ／， 石 氯化钙泥浆 ）、 盐水泥浆 （ 盐量大于 ｌ ， 含 ％ 如盐水泥浆 、 水泥浆 、 海 饱 和盐水泥浆 ） 和钾基泥浆 （ Ｃ 含量大 于 ｌ ）。 Ｋ１ ％ １ 不分散低固相泥浆是较新型的泥浆体 系。 固相是指泥浆体系中 ． ３ 低 的固相 含量 （ 浆粘土和钻碴 等所 有固相 ） 造 按体积计不超 过 ４ ， ％ 由此 使得机械钻速提高 ， 尤其是在硬岩钻 进中效果更为 明显 ； 谓不分散 ， 所 有 ３层含义 ：１粘土颗粒因高聚物存在而变得较粗 。２ 对进入泥浆体 ） ） 系的岩屑起絮凝作用 ， 不使其分散 ， 利于除碴净化泥浆 。３ 对井壁不起 ） 分散作用而起抑制保护作用 。 目前 ， 这种泥浆已成为钻井部 门使用 的主 要泥浆类型。
“双聚”一腐植酸钾泥浆在复杂地层中的应用
用。 三 、 浆 配 制 泥 １处 理 剂选 择 、
、
１ 比重 、
１３＿ ．０ ＿ 一１ ｏ ４
２ 干基腐植酸含量 、 ３ 钾 离 子 含 量 、 ４ 水 分 、
５ 水 不 溶 物 、
６、 Ｈ Ｐ
６ 一７ ％ Ｏ ０ ＞ １％ ０ １— ２ ％ ５ ０
５ １％ — Ｏ
９ ９５ — ．
上述指标中钾离子是防塌的主要成分 ， Ｈ 中钾离子含量越高其 Ｋｍ 防塌效果越好 ，应尽量提高钾离子含量 ， Ｈ 中钾离子含量大于 １％ Ｋｍ ０ 能 基 本 满 足 防塌 的要 求 。 腐植酸是 降低泥浆失水量的主要成 分 ， 一般认 为 ＫＨ ｍ巾腐植 酸含 量大于 ６ ％就能达到较好 的降失水效果。 ０
科 技信息．
工 程 技 术
‘ ‘ 双聚’ 腐植酸钾泥浆在复杂地层 【 昀应用 ’ 一 ｌ 】
新 疆煤 田地质局 安全勘 查技 术处 王新 河
［ 摘 要］ 文章对 ＫＨｍ 处理剂性能指标 ，双聚” Ｋ－ “ ｍ Ｉｍ低 固相泥浆防塌作用机 理进行 阐述 ， Ｉ 论述 了“ 双聚” Ｈ 低 固相泥浆配制 一Ｋ 方法、 注意事项 以及在解决钻孔 防塌护壁方面所起到的作用。 ［ 关键词 ］ ＫＨｍ 泥浆 配制 防塌 护壁 在新疆煤 田地质勘探 工作中 ， 由于含煤地层 为侏罗系地层 ， 钻探钻 进地层多为砂砾岩 、 砾岩 、 岩 、 砂 粉砂岩 、 泥岩 、 煤等岩层 ， 岩石硬度一般 为Ⅳ一 Ⅵ级 ， 地层较软 ， 部分区域地层胶结松散 ， 火烧破碎严重 ， 钻进过 程中常发生钻孔坍塌 、 掉快 、 缩径等情况 ， 极易造成埋钻 、 卡钻 、 抱钻等 事故 ， 使钻探生产无法正 常进 行 ， 在此情况下 ， 我们试验使用 了“ 双聚” （ 水解聚丙烯 酰胺 代号 Ｐ Ｐ，水解聚丙烯腈 代号 ＨＰ Ｎ） Ｈ Ａ 一腐植 酸钾 （ 代号 ＫＨ 低 固相 泥浆 （ ｍ） 以下简称 “ 聚” Ｋ ｍ泥 浆 ） 双 一 Ｈ 进行护壁 钻 进 ， 得较好效果。 取 “ 聚” Ｋ 双 一 Ｈｍ 泥 浆 对 Ｋ Ｈｍ 质 量 要 求 Ｋ Ｈｍ作为 防塌剂和降失水剂应具备下列性能指标 ：
、
１ 比重 、
１３＿ ．０ ＿ 一１ ｏ ４
２ 干基腐植酸含量 、 ３ 钾 离 子 含 量 、 ４ 水 分 、
５ 水 不 溶 物 、
６、 Ｈ Ｐ
６ 一７ ％ Ｏ ０ ＞ １％ ０ １— ２ ％ ５ ０
５ １％ — Ｏ
９ ９５ — ．
上述指标中钾离子是防塌的主要成分 ， Ｈ 中钾离子含量越高其 Ｋｍ 防塌效果越好 ，应尽量提高钾离子含量 ， Ｈ 中钾离子含量大于 １％ Ｋｍ ０ 能 基 本 满 足 防塌 的要 求 。 腐植酸是 降低泥浆失水量的主要成 分 ， 一般认 为 ＫＨ ｍ巾腐植 酸含 量大于 ６ ％就能达到较好 的降失水效果。 ０
科 技信息．
工 程 技 术
‘ ‘ 双聚’ 腐植酸钾泥浆在复杂地层 【 昀应用 ’ 一 ｌ 】
新 疆煤 田地质局 安全勘 查技 术处 王新 河
［ 摘 要］ 文章对 ＫＨｍ 处理剂性能指标 ，双聚” Ｋ－ “ ｍ Ｉｍ低 固相泥浆防塌作用机 理进行 阐述 ， Ｉ 论述 了“ 双聚” Ｈ 低 固相泥浆配制 一Ｋ 方法、 注意事项 以及在解决钻孔 防塌护壁方面所起到的作用。 ［ 关键词 ］ ＫＨｍ 泥浆 配制 防塌 护壁 在新疆煤 田地质勘探 工作中 ， 由于含煤地层 为侏罗系地层 ， 钻探钻 进地层多为砂砾岩 、 砾岩 、 岩 、 砂 粉砂岩 、 泥岩 、 煤等岩层 ， 岩石硬度一般 为Ⅳ一 Ⅵ级 ， 地层较软 ， 部分区域地层胶结松散 ， 火烧破碎严重 ， 钻进过 程中常发生钻孔坍塌 、 掉快 、 缩径等情况 ， 极易造成埋钻 、 卡钻 、 抱钻等 事故 ， 使钻探生产无法正 常进 行 ， 在此情况下 ， 我们试验使用 了“ 双聚” （ 水解聚丙烯 酰胺 代号 Ｐ Ｐ，水解聚丙烯腈 代号 ＨＰ Ｎ） Ｈ Ａ 一腐植 酸钾 （ 代号 ＫＨ 低 固相 泥浆 （ ｍ） 以下简称 “ 聚” Ｋ ｍ泥 浆 ） 双 一 Ｈ 进行护壁 钻 进 ， 得较好效果。 取 “ 聚” Ｋ 双 一 Ｈｍ 泥 浆 对 Ｋ Ｈｍ 质 量 要 求 Ｋ Ｈｍ作为 防塌剂和降失水剂应具备下列性能指标 ：
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2 、氯化钙—褐煤泥浆
氯化钙和褐煤反应生成的腐植酸钙一方面使泥皮变得薄而致密、渗透性小、故泥浆失水量小；另一方面可调节泥浆中 Ca 2+ 的浓度，即CaHMCa 2+ +2HM ，从而有效地抑制地层造浆和泥页岩的水化膨胀，防止井眼坍塌。配方：以加有 0.3~0.5% 纯碱的比重为 1.10~1.20 的新浆一份，与煤碱剂（ 15 ： 2~3 ： 100~150 ）一份相混合，配成煤碱剂泥浆，然后加入 0.5~1.0% 的氯化钙（配成溶液加入）经搅拌而成。其性能大致为：比重 1.13~1.34 ，漏斗粘度 18~28s ，失水量 3~5ml ，泥皮厚 0.5~ 1mm ， PH 值 10~11.5 ，滤液粘度 0.75~0.85MPa·S ， Ca 2+ 浓度 160~240ppm 。
（ 1 ）选优质土。由于水化效果好，粘土颗粒吸附了较厚的水化膜，泥浆体系中的自由水量大大减少，所以优质土泥浆的失水量远低于劣质土的。
（ 2 ）采取“粗分散”方法。使粘土颗粒适度絮凝，而非高度分散，从而使井壁岩土的分散性减弱，保持一定的稳定性。
（ 3 ）添加降失水剂。 Na-CMC 、 PAM 等降失水剂通过增加水化膜厚度，增大渗透阻力、井壁网架隔膜作用，可使失水量明显减少。
石膏可提供较高的 Ca 2+ 和 pH 值较低，对井壁起聚结作用：铁铬盐能抑制井壁的分散，因而该泥浆的防塌性能提高。石膏泥浆多用于钻进厚石膏层和易塌的水敏性泥岩和页岩。配方：石膏的加量一般为泥浆体积的 1.14~1.7% ，铁铬盐加量为 0.86~1.7% ，烧碱为 0.28~0.42% ，为降失水可加入 0.14~0.42% 的 CMC 。配制的程序是：在淡水泥浆中先加少量铁铬盐和烧碱及一部分水，搅拌后，把其余的铁铬盐和石膏一起加入，再后加 CMC 控制失水量。典型的泥浆性能为：比重 1.20 ，漏斗粘度 25s ，动切力 3.0Pa ，静切力 1min1 。 0Pa ， 10min4.5Pa ，失水量 3~6ml ， pH 值 10 左右。
3. 氢氧化钾 - 褐煤泥浆
用于不宜含氯离子过高的地区，用聚合物来控制失水和调节流变性、也可添加KCl来补充钻井中 K + 的消耗，但Cl- 不能超过规定的水平，这种泥浆起抑制作用的组分为 KOH 和 KHM ，并主要靠 KOH 来维持钾含量和 pH 值。
4. 氢氧化钾 - 磺酸盐泥浆
用于钻井蒙脱石含量高的地层。 KOH 用于控制 pH 值和提供抑制所需的钾含量，钾含量必须使滤液中 K + 高于 2000~3000ppm ，而木质素磺酸盐的含量亦必须保持在 24.8~ 28.6kg /m 3 之间以起辅助抑制作用。钾和木质素磺酸盐含量低于此水平，便会因页岩水化而出现井眼问题。
（ 7 ）利用大分子链网在井壁上的隔膜作用。泥浆中的大分子物质相互桥接，滤余后附着在井壁上形成阻碍自由水继续向地层渗漏的隔膜。
（ 8 ）利用微颗粒的堵塞作用。在泥浆中添加与地层空隙尺寸相配伍的微小颗粒，可以堵塞渗漏通道，降低泥浆的失水量。
（ 9 ）活度平衡。
下面介绍适于水敏性地层钻进的抑制性泥浆，包括钙处理泥浆、钾基泥浆，乳化沥青泥浆和油包水活度平衡泥浆的配方。这些泥浆抑制水敏往往是利用上述多个原理，而以其中之一为主。
（ 4 ）提高基液粘度。泥浆中的“自由水”实际上是滤向地层的基液，其粘度愈高，向地层中渗滤的速率就愈低。
（ 5 ）调整泥浆比重，平衡地层压力。井眼中液体压力与地层中流体的压力差是泥浆失水的动力，尽可能减少压力差，维持平衡钻进是降失水的有效措施。
（ 6 ）利用特殊离子对地层的“钝化”作用。一些特殊离子的嵌合作用可以加强粘土颗粒之间的结合力，从而使井壁稳定性提高。
油包水乳化泥浆是以油为外相，水为内相，用乳化剂配制而成。它在井壁上形成一油膜阻挡层，阻止井壁的水化膨胀；通过调节油水比例来与地层配伍；通过调节水相中盐的浓度来调节油膜阻挡层两侧的渗透压力，使之达到活度平衡，在压力平衡下消除水的运移，从而稳定泥页岩井壁。
油包水乳化泥浆的组成和配制工序比较复杂，配制成本也较高。①油相，柴油或煤油，为满足流变性等要求，一般油相占 60~70% ；②水相，采用盐水并按活度平衡要求调节其含盐量；③乳化剂，包括油溶性和水容性的，多为复合型的。常用的乳化剂有石油磺酸铁、十二烷基酰醇胺、腐植酸酰胺、司盘— 80 等；④油中可分散的胶体，用于悬浮重晶石、钻碴、增粘和降失水，主要为膨润土，使润土转变为亲油有机膨润土的有机阳离子活性剂、氧化沥青等；⑤水相活度调节剂，常用的盐有氯化钠、氯化钾、氯化钙等，水相含盐量视地层性状在 3%~60% 范围内调节；⑥碱度调节剂，调节泥浆的 pH 值，一般用石灰。此外经常还用到加重剂和消泡剂等。
以我国华北油田曾使用过的配方为例：柴油 78% 、饱和盐水 30% 、石油磺酸铁 10% 、司盘 -80 7% 、腐植酸酰胺 3% 、有机土 3% 、氧化沥青 3% 、 NaCl16% 、 KCl5% 、 Ca(CL) 2 15% 、生石灰 9% 、重晶石 0~200% 。泥浆在 50℃时的主要性能指标为：漏斗粘度 80~100s ，表观粘度（ 90~120 ） × 10 -3 Pa · s ，粘度塑性（ 80~100 ） × 10 -3 Pa · s ，屈服值（ 25~40 ）dPa，静切力（ 20~35 ） / （ 30~50 ）dPa，失水量 ≤ 2ml/30min 。其他有关的性能指标是：高温高压失水（ 3.45MPa,369 ° K ） 1 ～ 2ml/30min ， PH 值 11.2 ～ 11.5 ，润滑系数 0.04 ～ 0.05 ，破乳电压 548 ～ 574V ，水相分散细度 (3 ～ 5μm)95% 以上，悬浮稳定性 150℃陈化 16h 重晶石不沉淀。
土层、泥页岩中使用的泥浆
在粘土、泥页岩中钻进，突出问题之一是钻井井壁的遇水膨胀、缩径，甚至流散、垮孔。其原因是粘土、泥页岩中存在着大量的粘土矿物，尤其是蒙脱石粘土矿物的存在，使井壁粘土接触到钻井液中的水时，即发生粘土的吸水、膨胀、分散。这样的地层又称之为水敏性地层。
显然，对于水敏性地层，应尽量减少钻井液对地层的渗水，也就是降低泥浆的失水量以及增强井壁岩土的抗水敏性，抑制分散是最为关键的问题。从第三节对泥浆失水量影响因素的分析和第二节对岩土的水化性分析可以归纳出针对水敏性地层配制泥浆时的几个要点。
（五）有机阳离子聚合物泥浆
这是一种新型的钻井液，以有机阳离子聚合物（或称高分子量聚阳离子、大阳离子）为包被絮凝剂，以小分子量有机阳离子化合物（小阳离子）作为粘土稳定剂，并配合使用降失水剂、降粘剂、封堵剂、润滑剂等的钻井液体系。它具有很强的抑制性、良好的流变性，而且易于维护。
大阳离子由于其带高正电荷，中和能力强，聚合物链长，架桥作用好，能以较快的速度和较强的静电作用力以单分子层形式铺敷在粘土上，使粘土的比表面和表面负电荷大大下降，从而使粘土的水敏性基本丧失而起到稳定井壁的作用；而小阳离子又能进入到粘土片的晶层间形成持久的吸附，使粘土颗粒间的连接力更牢固，使抑制泥页岩水化、膨胀和分散的能力进一步提高。
现场使用的基本配方示例：膨润土 4% ， CPAM 0.2~0.4% ， QC 0.2~0.3% ， Na-CMC0.2~0.3% 。
5. 铝钾泥浆
它是钾离子和铝离子共同起抑制作用，聚合物是用丙烯酰胺共聚物，这种泥浆在前苏联油田得到应用，泥浆配方为配制 1m 3 泥浆，粘土 60~ 150kg ，KCl（ SO 4 ） 2 3~ 5kg ， KOH1~ 3kg ， K 2 Cr 2 O 7 0.3~ 0.5kg ，铬木素磺酸盐（Окзил） 20~ 30kg ，甲基丙烯酸与甲基丙烯酰胺共聚物（Metac） 3~ 5kg ，水 920~ 960L 。
1. 用苛性钠皂化法
在容器中放入所需的水及部分碱，加热至沸腾，在搅拌情况下注入沥青和所需的碱液，搅拌 20~30min 即得。苛性钠加量，依沥青的酸值来定，沥青∶水 =252~ 430k
先将沥青加热至 180~ 200℃熔化脱水，保温在 180℃备用。按水∶粘土（加 5%~6% 纯碱） =2∶1 搅成泥浆加温至 80℃，在搅拌下细流加入保温在 180℃的沥青中，加完后继续搅拌 30~40min 即成沥青膏。
（一）钙处理泥浆
钙处理泥浆是粗分散泥浆的代表。粗分散泥浆的一个重要特性就是不使岩土过度分散，从而保持井壁的稳定。 Ca 2+ 的作用机理正如第二节详述的， 取代粘土颗粒表面的 Na + ，降低 ζ 电位，压缩双电层，使粘土颗粒适度聚结，井壁的分散性降低。较为典型的钙处理泥浆如下。
1、 石膏—铁铬盐泥浆
2. 分散型氯化钾泥浆
用磺化类有机处理剂与无机盐氯化钾相配合，起抑制页岩膨胀，维护孔壁稳定的作用。其配方为：配制 1m 3 泥浆，粘土 50~ 100kg ， KCl30 ～ 50kg ，聚合物（ КМЦ ， М — 14 ，Merac，淀粉等） 5~ 10kg ， КССБ （缩合亚硫酸酒精废液） 30~ 50kg ， KOH5~ 10kg ，消泡剂 2~ 3kg ，水 920~ 940L 。泥浆性能：密度 1.08~ 2.0g /cm 3 ，漏斗粘度 25~40s ，失水量 4~8ml/30min ，静切力 1min ， 12~60dPa ； 10min ， 36~120dPa ， pH=9~9.5 ，滤液含氯化钾 30~ 70g /l ，最大为 150g /l 。
有机阳离子聚合物泥浆主要是水基泥浆，也可以配制成乳状液。其粘土等主要成分与普通水基泥浆相近，但其中至少含有一种高分子量的阳离子聚合物。
大阳离子中绝大多数是含氮的聚合物，少数含有磷、硫等元素。
使用有机阳离子聚合物泥浆必须解决好两个问题：①防止泥浆中粘土颗粒在高价阳离子的强烈聚结作用下聚结沉淀；②能够在泥浆中与广泛使用的阴离子型泥浆处理剂共存。理论研究和实验表明：采用合理的处理剂配方可以较好地解决这两个问题。
3. 用乳化剂制备乳化沥青
可用不同的乳化剂来制备，几种乳化沥青的配比如表 4-4 所示。
氯化钙和褐煤反应生成的腐植酸钙一方面使泥皮变得薄而致密、渗透性小、故泥浆失水量小；另一方面可调节泥浆中 Ca 2+ 的浓度，即CaHMCa 2+ +2HM ，从而有效地抑制地层造浆和泥页岩的水化膨胀，防止井眼坍塌。配方：以加有 0.3~0.5% 纯碱的比重为 1.10~1.20 的新浆一份，与煤碱剂（ 15 ： 2~3 ： 100~150 ）一份相混合，配成煤碱剂泥浆，然后加入 0.5~1.0% 的氯化钙（配成溶液加入）经搅拌而成。其性能大致为：比重 1.13~1.34 ，漏斗粘度 18~28s ，失水量 3~5ml ，泥皮厚 0.5~ 1mm ， PH 值 10~11.5 ，滤液粘度 0.75~0.85MPa·S ， Ca 2+ 浓度 160~240ppm 。
（ 1 ）选优质土。由于水化效果好，粘土颗粒吸附了较厚的水化膜，泥浆体系中的自由水量大大减少，所以优质土泥浆的失水量远低于劣质土的。
（ 2 ）采取“粗分散”方法。使粘土颗粒适度絮凝，而非高度分散，从而使井壁岩土的分散性减弱，保持一定的稳定性。
（ 3 ）添加降失水剂。 Na-CMC 、 PAM 等降失水剂通过增加水化膜厚度，增大渗透阻力、井壁网架隔膜作用，可使失水量明显减少。
石膏可提供较高的 Ca 2+ 和 pH 值较低，对井壁起聚结作用：铁铬盐能抑制井壁的分散，因而该泥浆的防塌性能提高。石膏泥浆多用于钻进厚石膏层和易塌的水敏性泥岩和页岩。配方：石膏的加量一般为泥浆体积的 1.14~1.7% ，铁铬盐加量为 0.86~1.7% ，烧碱为 0.28~0.42% ，为降失水可加入 0.14~0.42% 的 CMC 。配制的程序是：在淡水泥浆中先加少量铁铬盐和烧碱及一部分水，搅拌后，把其余的铁铬盐和石膏一起加入，再后加 CMC 控制失水量。典型的泥浆性能为：比重 1.20 ，漏斗粘度 25s ，动切力 3.0Pa ，静切力 1min1 。 0Pa ， 10min4.5Pa ，失水量 3~6ml ， pH 值 10 左右。
3. 氢氧化钾 - 褐煤泥浆
用于不宜含氯离子过高的地区，用聚合物来控制失水和调节流变性、也可添加KCl来补充钻井中 K + 的消耗，但Cl- 不能超过规定的水平，这种泥浆起抑制作用的组分为 KOH 和 KHM ，并主要靠 KOH 来维持钾含量和 pH 值。
4. 氢氧化钾 - 磺酸盐泥浆
用于钻井蒙脱石含量高的地层。 KOH 用于控制 pH 值和提供抑制所需的钾含量，钾含量必须使滤液中 K + 高于 2000~3000ppm ，而木质素磺酸盐的含量亦必须保持在 24.8~ 28.6kg /m 3 之间以起辅助抑制作用。钾和木质素磺酸盐含量低于此水平，便会因页岩水化而出现井眼问题。
（ 7 ）利用大分子链网在井壁上的隔膜作用。泥浆中的大分子物质相互桥接，滤余后附着在井壁上形成阻碍自由水继续向地层渗漏的隔膜。
（ 8 ）利用微颗粒的堵塞作用。在泥浆中添加与地层空隙尺寸相配伍的微小颗粒，可以堵塞渗漏通道，降低泥浆的失水量。
（ 9 ）活度平衡。
下面介绍适于水敏性地层钻进的抑制性泥浆，包括钙处理泥浆、钾基泥浆，乳化沥青泥浆和油包水活度平衡泥浆的配方。这些泥浆抑制水敏往往是利用上述多个原理，而以其中之一为主。
（ 4 ）提高基液粘度。泥浆中的“自由水”实际上是滤向地层的基液，其粘度愈高，向地层中渗滤的速率就愈低。
（ 5 ）调整泥浆比重，平衡地层压力。井眼中液体压力与地层中流体的压力差是泥浆失水的动力，尽可能减少压力差，维持平衡钻进是降失水的有效措施。
（ 6 ）利用特殊离子对地层的“钝化”作用。一些特殊离子的嵌合作用可以加强粘土颗粒之间的结合力，从而使井壁稳定性提高。
油包水乳化泥浆是以油为外相，水为内相，用乳化剂配制而成。它在井壁上形成一油膜阻挡层，阻止井壁的水化膨胀；通过调节油水比例来与地层配伍；通过调节水相中盐的浓度来调节油膜阻挡层两侧的渗透压力，使之达到活度平衡，在压力平衡下消除水的运移，从而稳定泥页岩井壁。
油包水乳化泥浆的组成和配制工序比较复杂，配制成本也较高。①油相，柴油或煤油，为满足流变性等要求，一般油相占 60~70% ；②水相，采用盐水并按活度平衡要求调节其含盐量；③乳化剂，包括油溶性和水容性的，多为复合型的。常用的乳化剂有石油磺酸铁、十二烷基酰醇胺、腐植酸酰胺、司盘— 80 等；④油中可分散的胶体，用于悬浮重晶石、钻碴、增粘和降失水，主要为膨润土，使润土转变为亲油有机膨润土的有机阳离子活性剂、氧化沥青等；⑤水相活度调节剂，常用的盐有氯化钠、氯化钾、氯化钙等，水相含盐量视地层性状在 3%~60% 范围内调节；⑥碱度调节剂，调节泥浆的 pH 值，一般用石灰。此外经常还用到加重剂和消泡剂等。
以我国华北油田曾使用过的配方为例：柴油 78% 、饱和盐水 30% 、石油磺酸铁 10% 、司盘 -80 7% 、腐植酸酰胺 3% 、有机土 3% 、氧化沥青 3% 、 NaCl16% 、 KCl5% 、 Ca(CL) 2 15% 、生石灰 9% 、重晶石 0~200% 。泥浆在 50℃时的主要性能指标为：漏斗粘度 80~100s ，表观粘度（ 90~120 ） × 10 -3 Pa · s ，粘度塑性（ 80~100 ） × 10 -3 Pa · s ，屈服值（ 25~40 ）dPa，静切力（ 20~35 ） / （ 30~50 ）dPa，失水量 ≤ 2ml/30min 。其他有关的性能指标是：高温高压失水（ 3.45MPa,369 ° K ） 1 ～ 2ml/30min ， PH 值 11.2 ～ 11.5 ，润滑系数 0.04 ～ 0.05 ，破乳电压 548 ～ 574V ，水相分散细度 (3 ～ 5μm)95% 以上，悬浮稳定性 150℃陈化 16h 重晶石不沉淀。
土层、泥页岩中使用的泥浆
在粘土、泥页岩中钻进，突出问题之一是钻井井壁的遇水膨胀、缩径，甚至流散、垮孔。其原因是粘土、泥页岩中存在着大量的粘土矿物，尤其是蒙脱石粘土矿物的存在，使井壁粘土接触到钻井液中的水时，即发生粘土的吸水、膨胀、分散。这样的地层又称之为水敏性地层。
显然，对于水敏性地层，应尽量减少钻井液对地层的渗水，也就是降低泥浆的失水量以及增强井壁岩土的抗水敏性，抑制分散是最为关键的问题。从第三节对泥浆失水量影响因素的分析和第二节对岩土的水化性分析可以归纳出针对水敏性地层配制泥浆时的几个要点。
（五）有机阳离子聚合物泥浆
这是一种新型的钻井液，以有机阳离子聚合物（或称高分子量聚阳离子、大阳离子）为包被絮凝剂，以小分子量有机阳离子化合物（小阳离子）作为粘土稳定剂，并配合使用降失水剂、降粘剂、封堵剂、润滑剂等的钻井液体系。它具有很强的抑制性、良好的流变性，而且易于维护。
大阳离子由于其带高正电荷，中和能力强，聚合物链长，架桥作用好，能以较快的速度和较强的静电作用力以单分子层形式铺敷在粘土上，使粘土的比表面和表面负电荷大大下降，从而使粘土的水敏性基本丧失而起到稳定井壁的作用；而小阳离子又能进入到粘土片的晶层间形成持久的吸附，使粘土颗粒间的连接力更牢固，使抑制泥页岩水化、膨胀和分散的能力进一步提高。
现场使用的基本配方示例：膨润土 4% ， CPAM 0.2~0.4% ， QC 0.2~0.3% ， Na-CMC0.2~0.3% 。
5. 铝钾泥浆
它是钾离子和铝离子共同起抑制作用，聚合物是用丙烯酰胺共聚物，这种泥浆在前苏联油田得到应用，泥浆配方为配制 1m 3 泥浆，粘土 60~ 150kg ，KCl（ SO 4 ） 2 3~ 5kg ， KOH1~ 3kg ， K 2 Cr 2 O 7 0.3~ 0.5kg ，铬木素磺酸盐（Окзил） 20~ 30kg ，甲基丙烯酸与甲基丙烯酰胺共聚物（Metac） 3~ 5kg ，水 920~ 960L 。
1. 用苛性钠皂化法
在容器中放入所需的水及部分碱，加热至沸腾，在搅拌情况下注入沥青和所需的碱液，搅拌 20~30min 即得。苛性钠加量，依沥青的酸值来定，沥青∶水 =252~ 430k
先将沥青加热至 180~ 200℃熔化脱水，保温在 180℃备用。按水∶粘土（加 5%~6% 纯碱） =2∶1 搅成泥浆加温至 80℃，在搅拌下细流加入保温在 180℃的沥青中，加完后继续搅拌 30~40min 即成沥青膏。
（一）钙处理泥浆
钙处理泥浆是粗分散泥浆的代表。粗分散泥浆的一个重要特性就是不使岩土过度分散，从而保持井壁的稳定。 Ca 2+ 的作用机理正如第二节详述的， 取代粘土颗粒表面的 Na + ，降低 ζ 电位，压缩双电层，使粘土颗粒适度聚结，井壁的分散性降低。较为典型的钙处理泥浆如下。
1、 石膏—铁铬盐泥浆
2. 分散型氯化钾泥浆
用磺化类有机处理剂与无机盐氯化钾相配合，起抑制页岩膨胀，维护孔壁稳定的作用。其配方为：配制 1m 3 泥浆，粘土 50~ 100kg ， KCl30 ～ 50kg ，聚合物（ КМЦ ， М — 14 ，Merac，淀粉等） 5~ 10kg ， КССБ （缩合亚硫酸酒精废液） 30~ 50kg ， KOH5~ 10kg ，消泡剂 2~ 3kg ，水 920~ 940L 。泥浆性能：密度 1.08~ 2.0g /cm 3 ，漏斗粘度 25~40s ，失水量 4~8ml/30min ，静切力 1min ， 12~60dPa ； 10min ， 36~120dPa ， pH=9~9.5 ，滤液含氯化钾 30~ 70g /l ，最大为 150g /l 。
有机阳离子聚合物泥浆主要是水基泥浆，也可以配制成乳状液。其粘土等主要成分与普通水基泥浆相近，但其中至少含有一种高分子量的阳离子聚合物。
大阳离子中绝大多数是含氮的聚合物，少数含有磷、硫等元素。
使用有机阳离子聚合物泥浆必须解决好两个问题：①防止泥浆中粘土颗粒在高价阳离子的强烈聚结作用下聚结沉淀；②能够在泥浆中与广泛使用的阴离子型泥浆处理剂共存。理论研究和实验表明：采用合理的处理剂配方可以较好地解决这两个问题。
3. 用乳化剂制备乳化沥青
可用不同的乳化剂来制备，几种乳化沥青的配比如表 4-4 所示。