泥漿

泥漿是粘土的微小顆粒在水中分散、並與水混合形成的半膠體懸浮液。在膠體化學中，固體的粘土叫分散相或固相，水叫介質或液相。如果固相分散成分子、離子狀，固相與液相間沒有相界面存在的均勻體，叫真溶液，如食鹽在水中溶化的溶液。如在液相中分散的顆粒由許多分子組成，雖然顆粒很微小，但有相介面存在、這樣的混合物叫膠體溶液，常用的各種膠水屬於這一類。如果和膠體溶液差不多，但是有40%以上的固體顆粒都大於0.2μm(1μm=0．001毫米)的，叫半膠體或懸浮液，泥漿就屬於這種半膠體的懸浮液。

基本介紹

• 中文名：泥漿
• 外文名：slurry
• 解釋：泥土和水混合而成的半流體
• 出處：《二十年目睹之怪現狀》

泥漿簡介

泥漿用粘土加水攪拌而成。使用泥漿可以防止塌孔，懸浮岩屑，安全穿過流砂層等。正確地使用泥漿，可以保證安全鑽進。但是，過量的使用泥漿，會給洗井帶來很多困難，而且影響出水量。所以使用泥漿時，一定要根據不同的地層性質隨時加稠或沖稀。泥漿的性能通常指泥漿的水分、細度(或殘渣)、比重(或密度)、流動性及觸變性、吸漿速度等指標，在陶瓷生產中必須對泥漿性能進行檢測與控制。

組成

粘土和水是組成泥漿的基本原料，而粘土是泥漿最主要的組成部分。粘土和水的質量，尤其是粘土質量對泥漿性能的變化及化學處理的效果均有直接的影響。

(一)粘土：粘土主要由含水鋁矽酸鹽組成，往往也含有一些金屬氧化物雜質，如氧化鐵、氧化鎂、氧化鈉、氧化鈣等。含水鋁矽酸鹽往往是高嶺石、水雲母、微晶高嶺石等礦物的混合物。含微晶高嶺石多的叫膨潤土，這種粘土的水化能力強，最適宜製造泥漿，含高嶺石不多的叫高嶺土，它的水化性能差，造漿性能也不好。

(二)水：自然界的水由於各地質條件不同，含有鈣，鎂、鈉的碳酸鹽，硫酸鹽，酸性碳酸鹽，氯化物，硫化物及硝酸鹽等雜質。水中礦物雜質多了，使粘土顆粒的水化作用不好，容易聚沉，對泥漿性能影響很大。根據水中含鈣、鎂雜質多少，將水分為軟水和硬水。一般硬度5～6度為軟水，超過6度即為硬水(一升水內含氯化鈣1/150克為一度)。製造泥漿的水不應超過12—15度。硬度過高的水可以用磷酸鈉或焙燒蘇打進行軟化。一般製漿時，不必預先軟化水，而是根據對泥漿性能的要求直接處理泥漿。

泥漿優缺點

優點

(1)泥漿能在孔壁形成一層薄而韌的泥皮，能保護孔壁、防止坍塌、掉塊而引起的卡、夾鑽事故。

(2)利用泥漿內部的結構強度懸浮岩粉，使得在停鑽、停泵時，岩粉不致於很快沉入孔底，防止埋鑽事故。

(3)泥漿具有一定的粘度，在有裂隙或破碎地層中鑽進，可以堵漏、防止漏失，減少沖洗液的消耗。

(4)泥漿液柱靜壓力大於清水，適當加大其比重，就可以防止井噴，還可以隔離油、氣層。 ·

(5)由於泥漿的護孔作用，在複雜地層中鑽進用泥漿，可以少下或不下套管。從而簡化鑽孔結構，節約大量鋼材，提高施工速度，降低鑽探成本。

因此，泥漿是鑽進複雜地層中常用的一種沖洗液，如鑽進鬆散不穩定、裂隙發育、遇水膨脹、坍塌掉塊、或漏失、湧水、噴油、氣地層．使用泥漿能保障鑽孔正常鑽進。

缺點

需要造漿原料和設備；泥漿泵磨損加劇且故障增多；成本比較高；此外，由於要發揮泥漿的作用，必須注意泥漿的質量和性能，因而維護、管理和處理麻煩。

泥漿的發展概況

泥漿是勞動人民在長期生產實踐鬥爭中逐漸發展起來的。勞動人民在開始採用鑽探手段探明和開發地下資源的時候，由於孔淺地層比較簡單，曾用清水沖洗鑽進，在鑽進過程中穿過泥質岩石時，岩粉和清水混合後經鑽具的攪拌而形成泥漿(自然造漿)。在實踐中人們逐步認識到這種泥漿在清除岩粉和懸浮岩粉，保護孔壁防止孔內事故等方面比清水好，人們就有意識地使用泥漿，隨著鑽探工作的不斷發展，對泥漿進行化學處理作了大量研究工作，使泥漿工作得到進一步發展。

我國無論在鑿井方面或是在沖洗液的使用上都有著悠久的歷史，但由於解放前長期的反動派黑暗統治和帝國主義的入侵，使我國的鑽探事業非常落後，對鑽孔沖洗液的研究幾乎沒有進行什麼工作。解放三十多年來，特別是近幾年來，隨著社會主義建設事業的迅速發展，石油鑽井和岩心鑽探工作有了很快的發展。在泥漿的使用和研究方面，積累了許多成功的經驗，對優質快速鑽進起到了應有的保證作用。特別是石油鑽井部門在使用泥漿和對泥漿化學處理等方面積累了不少好的經驗。泥漿類型已從單一的淡水鈉基泥漿，發展到鈣處理泥漿、鹽水泥漿、乳化泥漿，低固相泥漿等。在處理劑方面，不僅使用了無機處理劑和一般有機處理劑，而且發展了多種高分子化合物和表面活性劑等。

在地質勘探岩心鑽探工作中，使用泥漿沖洗鑽孔進行護壁堵漏也取得了很大成績，積累了不少好經驗。特別是推廣使用了小口徑金剛石鑽進，由於環狀間隙小，採用高轉速鑽進，泥漿除完成沖洗護壁作用外，還要有良好的潤滑防震作用，因此，對泥漿的性能質量需求很高，生產實踐證明，科學地使用泥漿是小口徑金剛石鑽進護壁堵漏的重要手段。為了有效地快速處理鑽進複雜地層所遇到的孔內複雜情況，研究尋找新的處理劑改善提高泥漿的質量和性能，將是目前鑽探工作中急需解決的問題。

泥漿的類型

隨著鑽探工作的發展，泥漿的使用和研究也不斷地發展，新的泥漿處理劑的出現與套用，使泥漿的類型也不斷增加。目前對泥漿類型的劃分尚無統一的規定，一般習慣是根據分散介質的不同來分類或根據分散相的分散程度等來分類。按分散介質的不同，泥漿可分為水基泥漿和油基泥漿兩大基本類型，其具體分類如下：

水基泥漿

以水為分散介質，由粘土、水及化學處理劑所組成。這類泥漿套用最早，目前使用也最為廣泛。這類泥漿根據其組成成分的不同又可分為：

1．淡水泥漿

含鹽量<1%；含鈣<120ppm。這類泥漿的分散相分散度餃高，所以淡水泥漿又叫細分散泥漿，適用於一般鬆散破碎地層。

2．鹽水泥漿

含鹽量<1%，按含鹽量的高低又可分為：

(1)海水泥漿：含NaCl 3.5—4×10⁴mg/L；

(2)中鹽泥漿：含NaCl 4—5×10⁴mg/L；

(3)高鹽泥漿：含NaCl 8一10×10⁴mg/L；

(4)飽和鹽水泥漿：含NaCl 30一35×10⁴mg/L。

3．鈣處理泥漿：含Ca >120mg/L

按其含鈣量的高低又可分為：

(1)石灰泥漿：含Ca²⁺120—200mg/L；

(2)石膏泥漿：含Ca²⁺700—1000mg/L；

(3)氯化鈣泥漿：含Ca²⁺2000—4000mg/L；

(4)高氯化鈣泥漿：含Ca²⁺10⁴mg/L至飽和。

鹽水泥漿和鈣處理泥漿其分散相的分散度均較淡水泥漿低，一般稱為粗分散泥漿，這類泥漿運用於水敏性溶脹和剝落地層。

4．非分散低固相泥漿

凡粘土含量(重量比)小於10%(體積比，含固相小於4%)的泥漿稱為低固相泥漿

5．混油乳化泥漿

在水基泥漿中加入一定量的乳化油配製而成，它的分散相是粘土和油滴，是屬水包油型乳化泥漿。在非分散低固相泥漿中加入一定量的乳化油配製成的非分散低固相乳化泥漿，是目前解決複雜地層小口徑金剛石鑽進的有效措施之一。

油基泥漿

以油為分散介質，水、粘土為分散相，加處理剎配製而成的泥漿稱為油基泥漿。按其組成的不同可分為：

(1)油包水型乳化泥漿，以柴油(或原油)、水、優質粘土及處理劑配製而成。

(2)油基泥漿、以柴油(或原油)和瀝青(或優質粘土)及有關處理劑配製而成。油基泥漿在地質勘探中很少套用，主要用於石油天然氣鑽井。

用處

泥漿於1901年在鑽井中套用。當時美國的哈米爾兄弟在德克薩斯的“紡錘頂”鑽井，尋找石油。為應對鑽井過程中的沙層等難題，運用泥漿加固支撐鑽井壁，這一做法被沿用至今。當時泥漿就是指的普通泥漿，現代工程中使用的事實上已經是合成泥漿。

在鑽井工程中，泥漿通常與鑽井液是同義詞，主要套用於對石油、天然氣的鑽井工程操作當中。泥漿中通常是含有大量的懸浮物，膠狀物的水、油或是油水混合物。

泥漿在鑽井中的作用是很大的，人們常常稱它為鑽井的“血液”。