泥漿技術(shù)員應知應會基礎知識與試題及答案泥漿技術(shù)員應知應會基礎知識泥漿的基本概念泥漿，在石油鉆井領域通常指鉆井液，它是鉆井過程中使用的循環(huán)流體。其主要功能包括攜帶和懸浮巖屑、穩(wěn)定井壁、平衡地層壓力、冷卻和潤滑鉆頭及鉆具等。泥漿一般由液相、固相和化學處理劑組成。液相可以是水（淡水、鹽水）、油等；固相包括加重材料（如重晶石）、造漿黏土等；化學處理劑種類繁多，用于調(diào)節(jié)泥漿的各種性能。泥漿的主要性能參數(shù)1.密度：泥漿密度是指單位體積泥漿的質(zhì)量，單位通常為g/cm3。合適的泥漿密度對于平衡地層壓力至關重要。如果泥漿密度過低，可能無法平衡地層壓力，導致井涌、井噴等事故；如果泥漿密度過高，則可能壓裂地層，造成漏失，同時也會增加鉆井的摩阻和能耗。2.粘度：粘度反映了泥漿流動時的內(nèi)摩擦力大小。它影響泥漿攜帶巖屑的能力、泵壓和鉆頭的水馬力。常見的粘度測量方法有漏斗粘度，用馬氏漏斗測量，單位為秒。影響泥漿粘度的因素包括固相含量、化學處理劑的種類和濃度、溫度等。3.切力：切力是指泥漿在靜止狀態(tài)下形成結(jié)構(gòu)的能力，分為初切力和終切力。初切力是泥漿靜止1分鐘后的切力，終切力是靜止10分鐘后的切力。切力對于懸浮巖屑和防止鉆具粘卡非常重要。適當?shù)那辛梢员ＷC在鉆井液循環(huán)停止時，巖屑不會沉淀在井底。4.失水和泥餅：失水是指泥漿在壓力作用下，液相滲入地層的現(xiàn)象。失水過多會導致井壁不穩(wěn)定，形成厚泥餅，增加摩阻，甚至引起卡鉆。泥餅是泥漿失水后在井壁上形成的濾餅，其質(zhì)量要求薄而堅韌、滲透率低。5.含砂量：含砂量是指泥漿中粒徑大于74μm的砂粒所占的體積百分比。含砂量過高會磨損鉆具、泵等設備，降低泥漿的穩(wěn)定性，影響井壁質(zhì)量。泥漿材料及處理劑1.造漿黏土：常用的造漿黏土有膨潤土，它具有良好的水化膨脹性和造漿性能。膨潤土在水中分散后形成細顆粒的膠體，增加泥漿的粘度和切力，提高泥漿的懸浮和攜帶巖屑能力。2.加重材料：重晶石是最常用的加重材料，其主要成分是硫酸鋇（BaSO?），密度大，化學性質(zhì)穩(wěn)定。通過添加重晶石可以提高泥漿的密度，以平衡不同地層壓力。3.降粘劑：降粘劑的作用是降低泥漿的粘度和切力。常見的降粘劑有鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽（FCLS）、磺化褐煤等。它們通過吸附在黏土顆粒表面，拆散黏土顆粒之間的結(jié)構(gòu)，從而降低泥漿的內(nèi)摩擦力。4.降失水劑：降失水劑用于減少泥漿的失水。例如，羧甲基纖維素（CMC）、聚丙烯酰胺（PAM）等。這些處理劑可以在井壁上形成一層致密的濾餅，降低濾餅的滲透率，減少泥漿的失水。5.防塌劑：防塌劑的主要作用是穩(wěn)定井壁，防止井壁坍塌。瀝青類防塌劑可以在井壁上形成一層保護膜，阻止泥漿濾液進入地層；聚合醇類防塌劑具有較好的抑制性和潤滑性，能有效防止泥頁巖水化膨脹。泥漿的配制與維護1.泥漿的配制：根據(jù)鉆井設計要求和地層特點，確定泥漿的配方。首先在泥漿池中加入適量的水，然后依次加入造漿黏土、化學處理劑等，充分攪拌使其均勻分散。在加入加重材料時，要緩慢加入并持續(xù)攪拌，以確保泥漿密度均勻上升。2.泥漿的維護：在鉆井過程中，要定期檢測泥漿的各項性能參數(shù)。根據(jù)地層變化、鉆井工藝要求等及時調(diào)整泥漿性能。例如，當鉆遇水敏性地層時，要增加防塌劑的用量；當泥漿的粘度和切力過高時，加入降粘劑進行調(diào)整。同時，要注意控制泥漿的固相含量，及時清除泥漿中的有害固相，保持泥漿的清潔。泥漿技術(shù)員基礎知識試題及答案選擇題1.泥漿的主要功能不包括以下哪一項（）A.攜帶和懸浮巖屑B.提高地層壓力C.冷卻和潤滑鉆頭D.穩(wěn)定井壁答案：B。泥漿的主要功能是攜帶和懸浮巖屑、穩(wěn)定井壁、冷卻和潤滑鉆頭及平衡地層壓力，而不是提高地層壓力。2.以下哪種材料是常用的加重材料（）A.膨潤土B.重晶石C.羧甲基纖維素D.鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽答案：B。重晶石是常用的加重材料，膨潤土是造漿黏土，羧甲基纖維素是降失水劑，鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽是降粘劑。3.泥漿的漏斗粘度用（）測量。A.馬氏漏斗B.旋轉(zhuǎn)粘度計C.切力計D.含砂量測定儀答案：A。馬氏漏斗用于測量泥漿的漏斗粘度，旋轉(zhuǎn)粘度計用于測量泥漿的流變性能，切力計用于測量泥漿的切力，含砂量測定儀用于測量泥漿的含砂量。4.降失水劑的主要作用是（）A.降低泥漿的粘度B.減少泥漿的失水C.提高泥漿的密度D.增加泥漿的含砂量答案：B。降失水劑的主要作用是減少泥漿在壓力作用下的失水，降低泥漿的粘度是降粘劑的作用，提高泥漿密度用加重材料，增加泥漿含砂量不是降失水劑的功能。5.泥漿的含砂量是指泥漿中粒徑大于（）μm的砂粒所占的體積百分比。A.44B.74C.100D.120答案：B。泥漿的含砂量是指泥漿中粒徑大于74μm的砂粒所占的體積百分比。填空題1.泥漿一般由______、______和______組成。答案：液相、固相、化學處理劑2.泥漿的密度單位通常為______。答案：g/cm33.常見的降粘劑有______、______等。答案：鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽（FCLS）、磺化褐煤4.防塌劑的主要作用是______。答案：穩(wěn)定井壁，防止井壁坍塌5.泥漿的切力分為______和______。答案：初切力、終切力判斷題1.泥漿密度越高越好，這樣可以更好地平衡地層壓力。（）答案：錯誤。泥漿密度過高可能壓裂地層，造成漏失，同時增加鉆井的摩阻和能耗，應根據(jù)地層壓力合理確定泥漿密度。2.膨潤土是一種常用的加重材料。（）答案：錯誤。膨潤土是造漿黏土，重晶石是常用的加重材料。3.降失水劑可以提高泥漿的粘度。（）答案：錯誤。降失水劑的主要作用是減少泥漿的失水，與提高泥漿粘度無關。4.泥漿的含砂量過高會磨損鉆具和設備。（）答案：正確。含砂量過高會磨損鉆具、泵等設備，降低泥漿的穩(wěn)定性，影響井壁質(zhì)量。5.在泥漿配制過程中，加重材料可以一次性大量加入。（）答案：錯誤。在加入加重材料時，要緩慢加入并持續(xù)攪拌，以確保泥漿密度均勻上升，一次性大量加入可能導致泥漿密度不均勻。簡答題1.簡述泥漿密度的重要性。答案：泥漿密度對于鉆井過程至關重要。合適的泥漿密度可以平衡地層壓力，防止井涌、井噴等事故的發(fā)生。如果泥漿密度過低，無法平衡地層壓力，地層中的流體（如油、氣、水）可能會涌入井內(nèi)，引發(fā)井涌甚至井噴；如果泥漿密度過高，可能會壓裂地層，造成泥漿漏失，增加鉆井成本，同時也會增加鉆井的摩阻和能耗，影響鉆井效率。此外，泥漿密度還會影響泥漿的其他性能，如粘度、切力等。2.泥漿失水過多會帶來哪些危害？答案：泥漿失水過多會導致一系列危害。首先，會使井壁不穩(wěn)定，因為泥漿濾液進入地層會引起泥頁巖水化膨脹，導致井壁坍塌。其次，失水過多會形成厚泥餅，增加鉆具與井壁之間的摩阻，容易引起卡鉆事故。此外，厚泥餅還會影響測井和固井質(zhì)量，降低固井水泥環(huán)與井壁的膠結(jié)強度。同時，過多的失水還會增加泥漿中固相顆粒的濃度，影響泥漿的其他性能，如粘度、切力等。3.如何維護泥漿的性能？答案：維護泥漿性能需要從多個方面入手。一是定期檢測泥漿的各項性能參數(shù)，如密度、粘度、切力、失水、含砂量等，建立完善的泥漿性能監(jiān)測體系。二是根據(jù)地層變化和鉆井工藝要求及時調(diào)整泥漿性能。例如，當鉆遇不同地層時，根據(jù)地層的特性調(diào)整泥漿的配方，如加入防塌劑、降失水劑等。三是控制泥漿的固相含量，及時清除泥漿中的有害固相?？梢酝ㄟ^振動篩、除砂器、除泥器等固控設備進行固相控制。四是保持泥漿的清潔，防止雜物混入泥漿中。五是在添加化學處理劑時，要嚴格按照操作規(guī)程進行，確保處理劑均勻分散在泥漿中。計算題1.已知泥漿池的體積為50m3，原泥漿密度為1.1g/cm3，現(xiàn)要將泥漿密度提高到1.3g/cm3，需要加入多少噸重晶石（重晶石密度為4.2g/cm3）？解：設需要加入重晶石的質(zhì)量為m（單位：kg）。原泥漿的質(zhì)量m?=ρ?V=1.1×103×50=55000kg加入重晶石后泥漿的總體積V?=V+m/ρ?（ρ?為重晶石密度）加入重晶石后泥漿的總質(zhì)量m?=m?+m根據(jù)密度公式ρ?=m?/V?可得：1.3×103=(55000+m)/(50+m/(4.2×103))1.3×103×(50+m/(4.2×103))=55000+m65000+1.3m/4.2=55000+mm-1.3m/4.2=65000-55000(4.2m-1.3m)/4.2=100002.9m/4.2=10000m=10000×4.2/2.9≈14482.76kg≈14.48噸答：需要加入約14.48噸重晶石。2.某泥漿的漏斗粘度測量值為60s，已知該泥漿的