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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