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钻孔冲洗与护壁堵漏 1

第四篇 钻孔冲洗 1

第一章 钻孔冲洗概述 1

第一节 概述 1

一、钻孔冲洗液的功用 1

二、钻孔冲洗液的发展 2

三、钻探对冲洗液的要求 2

第二节 钻孔冲洗液的种类 3

一、清水 3

二、泥桨 3

三、乳状液 4

四、其它冲洗液 4

五、空气 4

第三节 钻孔冲洗方式 4

一、全孔循环(正循环及反循环) 4

二、孔底局部反循环 5

第二章 钻孔冲洗水力计算 6

第一节 冲洗液量的计算 6

一、在静止的液体中，岩屑颗粒沉降速度的计算 6

二、冲洗液的上返速度 7

三、冲洗液量计算 8

第二节 冲洗液循环时的水力损失计算 9

一、钻杆和地面管线内的水力损失计算 10

二、环状空间的水力损失计算 12

三、钻杆接头的局部水力损失计算 14

四、钻头及岩心钻具内的水力损失计算 14

第三节 钻孔冲洗对泵的要求 18

第三章 泥浆概论 20

第一节 概述 20

一、泥浆的组成和功用 20

二、泥浆的类型 20

第二节 粘土及泥浆的物理化学性质 21

一、粘土矿物的组成、分类和基本构造单位 21

二、主要粘土矿物的晶体构造和性质 24

三、粘土的水化作用 26

四、粘土-水界面的吸附作用 27

五、粘土-水界面的双电层 30

六、粘土-水分散体系的稳定和聚结 31

七、粘土的寻找和鉴定 33

八、钻探用水 41

第三节 泥浆的流变性 42

一、液体流动的基本流型 42

二、泥浆的静切力和触变性 45

三、泥浆的粘度和动切力 46

四、泥浆流变性能的测量 48

五、泥浆流变性对钻进工作的影响 52

第四节 泥浆的其它性能及其测量方法 53

一、泥浆比重和固相含量 53

二、泥浆的失水和造壁性 54

三、泥饼的粘滞性和泥浆的润滑性的测量 57

四、泥浆含砂量及其测量 58

五、泥浆的pH值 59

六、泥浆的胶体率和稳定性 59

第五节 泥浆处理及处理剂 59

一、泥浆处理的目的要求 59

二、泥浆处理剂及其作用原理 60

第六节 泥浆的配制与净化 78

一、泥浆的配制 78

二、泥浆的净化 81

第四章 泥浆各论 83

第一节 细分散泥浆 83

一、概述 83

二、泥浆的侵污及其处理 84

三、泥浆的性能的调整 85

第二节 粗分散泥浆 85

一、钙处理泥浆 85

二、盐水泥浆 87

第三节 不分散低固相泥浆 88

一、概述 88

二、有机高聚物的絮凝原理 88

三、不分散低固相泥浆的配制与维护 90

四、聚丙烯酰胺泥浆 90

第四节 其它类型泥浆 91

一、乳化泥浆 91

二、泡沫泥浆 92

三、铁胶泥浆 93

四、地热井泥浆 94

第五节 小口径金刚石钻进用泥桨 97

第五章 乳状冲洗液 99

第一节 表面活性剂 99

一、概述 99

二、阴离子型表面活性剂 100

三、非离子表面活性剂 103

四、阳离子和两性表面活性剂 106

五、表面活性剂分子结构和性质间的关系 108

第二节 表面活性剂溶液的基本性质和活性剂的各种功用 110

一、表面活性剂在溶液表面的吸附和在溶液中的分布特性 110

二、表面活性剂在固体上的吸附 111

三、表面活性剂的主要功用 112

第三节 表面活性剂水溶液及水基乳状液的润滑性能 113

第四节 乳状液的配制及物化性能测定 115

一、乳状液的配制 115

二、乳状液的物化性能测定 117

第五节 乳状液的破乳问题 119

一、乳状液的破乳原因 119

二、解决破乳的措施 121

第六章 其它冲洗介质 122

第一节 无固相冲洗液 122

第二节 硅酸盐冲洗液 123

第三节 盐水冲洗液 123

第四节 泡沫冲洗液 123

第五节 压缩空气洗井 123

第五篇 钻孔护壁与堵漏 125

第七章 复杂地层护壁与堵漏措施 125

第一节 复杂地层的成因类型 125

一、复杂地层的成因类型 125

二、复杂地层分类 129

第二节 钻进时造成复杂情况的因素 129

一、地质因素 129

二、技术因素 133

第三节 复杂地层的分析判断 135

一、钻进过程中复杂情况的分析判断 135

二、漏失层位的测定 137

第四节 复杂地层护壁堵漏的技术措施 144

一、泥桨护壁与堵漏 144

二、水泥堵漏与护壁 146

三、化学浆液堵漏与护壁 147

四、惰性材料充填堵塞法 147

五、套管隔离法 147

六、其它方法 147

第八章 水泥浆液护壁与堵漏 148

第一节 概述 148

第二节 硅酸盐水泥 150

一、硅酸盐水泥的主要化学成分及矿物成分 150

二、硅酸盐水泥的凝结与硬化 151

三、硅酸盐水泥的主要技术性质及测定方法 157

四、掺混合材料的硅酸盐水泥 164

五、特种硅酸盐水泥 166

第三节 铝酸盐水泥 168

一、矾土水泥 168

二、超早强水泥 168

第四节 水泥外加剂 172

一、减水剂 173

二、早强剂 178

三、缓凝剂 180

四、速凝剂 180

五、惰性材料 181

第五节 水泥-水玻璃浆液 181

一、水玻璃 182

二、水泥-水玻璃浆液的基本性能 183

三、水泥-水玻璃速效混合液的经验配方 184

第六节 水泥浆液灌注工艺 185

一、灌注前的准备工作 185

二、水泥浆灌注方法 186

三、水泥灌浆后的质量检查 189

第九章 化学浆液堵漏与护壁 190

第一节 脲醛树脂浆液堵漏 190

一、概述 190

二、脲醛树脂浆液的配制与固化机理 191

三、脲醛树脂的制备与性能 193

四、脲醛树脂的改性 197

五、脲醛树脂浆液的灌注方法 199

第二节 氰凝浆液堵漏与护壁 203

一、概述 203

二、氰凝浆液预聚体的合成原理 204

三、氰凝浆液的堵漏原理 207

四、氰凝浆液的组成 208

五、氰凝浆液的改性 210

六、氰凝浆液的灌注方法 212

第三节 “301”聚酯浆液堵漏与护壁 215

一、概述 215

二、“301”聚酯浆液的组成及化学反应原理 215

三、“301”聚酯的合成 217

四、“301”聚酯的固化规律及力学性能 218

五、灌注工具及方法 220

第四节 其它化学浆液 222

一、水玻璃浆液 222

二、铬木素浆液及木铵浆液 223

三、丙凝浆液 225

四、丙强浆液 227

第十章 其它堵漏与护壁方法 228

第一节 套管护孔 228

第二节 粘上球堵漏与护壁 228

第三节 电化学与电加热加固孔壁 229

第四节 沥青堵漏与护壁 229

各种护壁堵漏材料的选择 232

附表一 各种注浆材料基本性能、成分、成本及适用范围比较表 234

附表二 国外注浆材料情况表 235

附表三 日本注浆材料情况表 236