岩土钻掘工程学课程试题库.docx

岩土钻掘工程学课程试题库2 考虑到岩土钻掘工程学的讲课分成“岩土钻掘工艺”与“钻井液”两大部分，而且分别考试，所以这里把“钻井液试题库”单列出来。一、概念与术语1. 阳离子交换容量一种离子从粘土颗粒中置换出带相同电荷等量等大小，一般用mcq/100g。2. 同晶置换在不改变晶格构架的情况下，硅氧四面体中的硅被低价铝离子或铁离子所置换，铝氧八面体中的铝被低价镁离子所置换。3. 造浆率 配得表观粘度为15mPas的泥浆是每吨粘土所造浆的立方数。4. 取代度 高分子纤维素链节中三个羟基被钠羧甲基取代的程度。5. 剪切稀释作用 泥浆的表观粘度随剪切速率的增加而降低的现象。6. 触变性 泥浆静止时粘土颗粒之间互相吸附而形成结构，当外加一定切力使泥浆流动时，结构拆散，流动性增加，此种特性称为泥浆触变性。7. 失水造壁性 在井中液体压力差的作用下，泥浆中的自由水通过井壁孔隙或裂隙向地层中渗透，称为泥浆的失水。失水的同时，泥浆中的固相颗粒附着在井壁上形成泥皮（泥饼），称为失水造壁性。8. 充气钻井液 气体分散在钻井液中形成的稳定分散体系称做充气钻井液。9. 聚结稳定性泥浆中的固相颗粒是否容易自动聚结变大，降低其分散度的特性。10. 塑性粘度反映流体在层流下达到动平衡时，固相颗粒之间、固相颗粒与液相之间以及液相内部内摩擦力的大小。11. 压差卡钻压差卡钻是指钻具在井中静止时，在钻井液与地层孔隙压力之间的压差作用下，紧压在井壁泥饼上而导致的卡钻。12. 油气层损害在钻井、完井、井下作业及油气田开采全过程中，造成油气层渗透率下降的现象称为油气层损害。13. 循环阻力损失 钻井液在循环流动过程中，流经地面管路、钻杆、孔底钻具、钻头和环状间隙时，形成一定的水力损失或称为压力损失，也可称为压降。14. 水解度聚丙烯酰胺发生水解反应后产物中的丙稀酸单元和丙稀酰单元的总和与原料的总结构单元数之比。15. 网袋水泥法钻进遇到较大溶洞时，为了降低水泥的大量流失，采用网袋注水泥，以控制水泥浆的扩散流失范围。16. 暂堵型钻井液用粘性可变、体积可变和强度可变的材料研制钻井液，根据钻井周期的需要，通过对材料配方的调整来控制变化时间，从而达到在钻井期间钻井液具有强的护壁堵漏效果，而在成井后开采时，在近井地层中侵入的钻井液粘度下降，体积骤减，强度脆化，从而使地下流体通道畅通，提高生产井的产量。17. 四面体与八面体 每个四面体的中心是一个硅原子，它与四个氧原子以相等的距离相连，四个氧原子分别在四面体的四个顶角上；每个八面体的中心是一个铝原子，它与三个氧原子和三个氢氧原子以等距离相连。18. 不分散低固相泥浆指泥浆中固相含量不超过泥浆重量的4，不分散指，粘土颗粒由于高聚物的存在而聚合变粗，高聚物对泥浆中的岩屑起絮凝作用，不使其分散，便于机械除去。19. 气液比泡沫钻井液中，气相与液相成分的体积比。20. 脲醛树脂水泥球脲醛树脂水泥球选用脲醛树脂胶浆液、水泥和水玻璃，与水调配而成。该水泥球具有强的抗水稀释性能，与岩石粘结力强，且有可堵期可调、早期强度高的特点。21. 双液注浆利用专门双液灌注器，让两种注浆材料同步定量均匀混和的注浆方法。22. 沉降稳定性指在重力作用下泥浆中的固体颗粒是否容易下沉的特性。23. 动切力钻井液在层流状态下达到动平衡时形成网架结构的强弱。24. 聚合度 聚合物分子中所含单体单元的数目。二、 简答题1. 确定钻井液循环泵量应考虑哪些因素？（1）根据岩屑的上返速度确定；（2）根据循环液中岩屑的含量不超过某一定制确定。2. 常用的泥浆无机处理剂有哪些？ （1）纯碱：调节pH；（2）烧碱：调节pH；（3）钙盐：提供钙离子、胶凝堵漏、配制化学处理剂；（4）氯化钠：配制盐水泥浆；（5）氯化钾：提供钾离子；（6）硅酸钠：抑制泥页岩水化膨胀、胶凝堵漏、沉淀钻井液中部分钙离子和镁离子；（7）六偏磷酸钠：作为分散剂或降粘剂；（8）硫酸钡：泥浆加重剂；（9）石灰石：加重剂、暂堵剂；（10）其它处理剂：石墨（改善润滑性）等。3. 简述脲醛树脂水泥球的特点和使用方法。脲醛树脂水泥球选用脲醛树脂胶浆液、水泥和水玻璃，与水调配而成。该水泥球具有强的抗水稀释性能，与岩石粘结力强，且有可堵期可调、早期强度高的特点。使用时做成鸡蛋大小的形状，依次投入孔内，用鱼尾钻头刮，再用岩心管上下挤压，可取得较好的效果。4. 影响泥浆失水量的因素有那些？单位渗滤面积的滤失量与泥皮的渗透率K、固相含量因素、滤失压差P、渗滤时间t等因素的平方根成正比；与滤液粘度的平方根成反比。5. 常用的泥浆有机处理剂有哪些？降失水剂：NaCMC，磺化褐煤；稀释剂：丹宁类高聚物，腐植酸；絮凝剂：聚丙稀酰胺；提粘剂：CMC,胍尔胶；抑制页岩水化：聚丙稀酰胺。6. 如何测定泥浆含砂量？（1）在玻璃量筒内加入泥浆（20毫升或40毫升），再加入适量水不超过160毫升，用手指盖住筒口，摇匀，倒入过滤筒内，边倒边用水冲洗，直到泥浆冲洗干净，网上仅有砂子为止。（2）将漏斗放在玻璃量筒上，过滤筒倒置在漏斗上，用水把砂子冲入玻璃量筒内，等砂子沉淀到底部细管后，读出含砂量体积，计算出砂子体积的百分含量。7. 有机处理剂在泥浆中有哪些作用？（1）降失水作用；（2）稀释作用；（3）絮凝作用；（4）增粘作用；（5）抑制页岩水化；（6）流型调节作用。8. 如何根据所要求的泥浆密度计算粘土粉的加量？ 配制1m3体积的泥浆所需粘土重量q按以下过程推导计算： 式中：粘土的比重，2.62.8；泥浆的比重；水的比重9. 钻孔护壁堵漏对水泥浆性能要求的特点是什么？（1）好的流动性；（2）快干早凝；（3）后期强度要求不高。10. 如何测定泥浆的固相含量？对泥浆中固相含量的测定，一般采用“蒸馏原理”。取一定量（20ml）泥浆，置于蒸馏管内，用电加热高温将其蒸干，水蒸气则进入冷凝器，用量筒收集冷凝的液相，然后称出干涸在蒸馏器中的固相的重量，读出量筒中液相的体积，计算泥浆中的固相含量，其单位为重量或体积百分比。11. 怎样设计钻孔护壁堵漏的综合技术措施？（1）各种盐类地层，采用盐水泥浆；（2）粘土、泥岩、页岩，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；（3）流砂、砂砾、松散破碎地层，钠羧甲基纤维素泥浆、铁铬盐泥浆、木质素磺酸盐泥浆和腐植酸泥浆；（4）裂隙地层，优质膨润土泥浆；（5）岩溶地层，化学堵漏，包括水泥堵漏、脲醛树脂堵漏；（6）高压油、气、水地层，高比重泥浆，同时采用暂堵技术。（7）高温地层，选用耐高温的造浆粘土，如海泡石和凹凸棒石粘土等。采用抗温和抗盐能力较强的有机处理剂。丙烯酸类的衍生物、腐植酸类的磺化体，以及各种树脂具有较高的抗温能力。减少粘土加量，对付粘土分散度增大的情况。12. 屏蔽暂堵钻井液的技术要点用压汞法测出油气层孔喉分布曲线及孔喉的平均直径。按平均孔喉直径的1/22/3选择架桥颗粒(通常用细目CaCO3的粒径，使这类颗粒在钻井液中的含量大于3。 选择粒径更小的颗粒(大约为平均孔喉直径的1/4)作为充填颗粒，其加量应大于1.5。再加入12可变形的颗粒，其粒径应与充填颗粒相当，其软化点应与油气层温度柏适应。这类颗粒通常从磺化沥青、氧化沥青、石蜡、树脂等物质中进行选择。13. 简述造浆粘土质量评价的方法评价造浆膨润土优劣的测试项目包括：（1）蒙脱石含量；（2）胶质价和膨胀倍数；（3）阳离子交换容量、盐基总量和盐基分量；（4）可溶性盐含量；（5）造浆率；（6）流变特性和失水特性。14. 写出一套抗高温泥浆的配方（1）4%7%膨润土3%7%SMC0.31%表面活性剂（ABS、OP10等）；（2）34膨润土十27SMC十15FCLS。三、填空题1. 钻井液的主要功能有携带和悬浮岩屑、稳定井壁和平衡地层 、冷却和润滑钻头钻具、传递水功率 、传递井下信息，及时发现油气显示和高低压地层、 悬浮加重剂、套管和钻具等、保护油气层等。2. 粘土矿物基本构造单元有硅氧四面体和一层铝氧八面体两种。3. 常见的粘土矿物有蒙脱石、伊利石和高岭石。4. 一般来说，钻井液处于平板型层流状态时，对携岩效果较好，当动塑比0/p越大或流性指数n 越小 ，越有利于提高携岩效率，一般要求0/p的比值为 0.36-0.48 Pa/mPas。5. 现场钻井液常用四级固相控制设备指振动筛、旋流除砂器、旋流除泥器和离心机。6. 井壁不稳定的三种基本类型是指坍塌、缩径和地层压裂。7. 盐水钻井液的三种基本类型是欠饱和盐水钻井液、饱和盐水钻井液和海水钻井液。8. 井内钻井液的滤失有三种：静滤失、动滤失和瞬时滤失。9. CMC的两个主要性能指标是：取代度和聚合度。10. 在钻井液中，NaOH用做pH调节剂，重晶石做加重剂，FClS用做稀释剂，LV-CMC用做降滤失剂。11. 油气层敏感性评价包括水敏、酸敏、速敏、盐敏和碱敏等。12. 粘土矿物1：1型基本结构层由一层硅氧四面体和一层铝氧八面体组成。13. 按分散介质分，钻井液可以分为水基钻井液、油基钻井液和气基钻井液等。14. 一般来说，要求钻井液滤失量要小、泥饼要薄而致密 。18. 钻井液降滤失剂按材料来源分主要有腐植酸类、纤维素类、丙烯酸类、淀粉类和树脂类。19. 油基钻井液主要由基油、水、乳化剂、润湿剂、亲油胶体、石灰和加重材料。20. 在钻井液中，重晶石做加重剂，FClS用做稀释剂。三、 论述与计算题1. 分析粘土矿物的构造特点，比较说明蒙脱石和高岭石的造浆能力（1）高岭石矿物晶胞是由一层硅氧四面体和一层铝氧八面体组成，故称为1:1型粘土矿物，高岭石重叠的晶胞之间是氢氧层与氧层相对，形成结合力较强的氢键，因而晶胞间联结紧密，不易分散。高岭石矿物晶体结构比较稳定，即晶格内部几乎不存在同晶置换现象，仅有表层OH的电离和晶体侧面断键才造成少量的电荷不平衡，因而其负电性较小。由于负电性很小，致使这种粘土矿物吸附阳离子的能力低，所以水化等“活性”效果差。由上可知，高岭石矿物由于晶胞间连接紧密，可交换的阳离子少，故水分子不易进入晶胞之间，因而不易膨胀水化，造浆率低，每吨粘土造浆量低于3m3。同时因可交换的阳离子量少，粘土接受处理的能力差，不易改性或用化学处理剂调节泥浆性能。因此，高岭石不是好的造浆粘土。（2）由于蒙脱石矿物的晶胞是由两层硅氧四面体和一层铝氧八面体组成，故称为2:1型作用力是弱的分子间力。因而晶胞间联结不紧密，易分散微小颗粒，甚至可以分离至一个晶胞的厚度，一般小于1m的颗粒达50%以上。从形状上看，晶胞片的长度往往为其厚度的几十倍，是薄片状的颗粒。蒙脱石矿物晶体构造的另一特点是同晶置换现象很多，即铝氧八面体中的铝被镁、铁、锌等所置换，置换量可达2035%。硅氧四面体中的硅也可被铝所置换，置换量较小，一般小于5%。因此，蒙脱石晶胞带较多的负电荷，其阳离子交换容量大。2. 从钻井液的材料组成入手，分析不同流变曲线的形成机理泥浆流动时的剪切应力与剪切速率之间的关系用流变方程和流变曲线来表达。不同泥浆的流变关系大体上可以分为四种理论流型，即牛顿流型、宾汉流型、幂律流型和卡森流型。一种具体泥浆的实际流型与哪一种理论流型较相近，就认为它属于该理论流型。泥浆的流型主要取决于构成泥浆的材料组成及其它们的含量。粘土含量较少的细分散泥浆比较接近于牛顿流型，其剪切应力主要由相互无连接力的粘土微粒及水分子之间的摩擦力构成。反映该类泥浆粘稠性的流变参数是牛顿粘度。由于一般泥浆（在未加稀释剂和高聚物加量很少的情况下）存在粘土颗粒之间的结合力，具有一定程度的网架结构。因此，泥浆在发生流动之前需要克服一定的结构力。其流型用宾汉流型来反映较为合适。反映该类泥浆粘稠性的流变参数是动切力o和塑性粘度p。当泥浆中的线形高聚物或类似油微粒的可变形物质含量较高，并且泥浆结构力很低时，可以用幂律关系来描述泥浆流型。这种流型的切应力随剪切速率的变化不是线性关系，而是由快到慢呈幂指数关系，也就是说流动慢时切力增加得快，流动快时切力增加得慢。其原因是线形高聚物等在流动中具有顺流方向性。流速越大，顺流方向性越强，阻力增加得越慢。反映该类泥浆粘稠性的流变参数是稠度系数K和流型指数n。对于许多泥浆而言，既存在着粘土颗粒的空间网架，又有线形高聚物或类似的物质，也就是说既存在结构力，又有剪切稀释作用。因此，用卡森流型来反映其流变关系更为合适。反映该类泥浆粘稠性的流变参数是卡森动切力c和卡森高剪粘度。3. 论述在水敏性地层中如何用钻井液保护孔壁在粘土、泥页岩等水敏性地层中钻进，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。4. 试论述充气钻井液的组成、特点、配制方法和适用条件气体分散在泥浆中形成的稳定分散体系称做充气泥浆。由于泥浆具有较大的粘度和切力，气泡在泥浆中稳定的寿命较长。 充气泥浆是气泡和粘土颗粒为内相，水为外相的多相分散体系，其组成包括：气体(气泡)、粘土、起泡剂和稳泡剂、泥浆处理剂和水。充气泥浆与普通泥浆相比，可进一步降低泥浆的比重 (可低达0.3左右)，从而降低液柱压力以对付低压和漏失地层。其次失水量较小，粘度较大，也有利于控制地层的稳定。比重低，液柱压力小，有利于孔底钻头破碎岩石，钻进效率高。在泥浆搅拌机中配制性能合乎要求的原浆。在原浆中加入起泡剂和稳泡剂，强力搅拌。待泥浆充分充气膨胀后测量充气泥浆的比重、粘度和失水特性，合乎要求即可用常规泥浆泵入井内循环使用。适用条件：低压地层、干旱缺水地区等。5. 论述宾汉流体流变参数0和p的主要影响因素与调整措施0的主要影响因素：固相含量、活性固相含量、降粘剂、高分子聚合物、电解质。0增大措施：加入预水化搬土、高分子聚合物、加适量电解质0降低措施：加降粘剂、加水稀释、消除引起0升高的电解质p的主要影响因素：固相含量、固相类型、固相分散度、液相粘度、温度；p增大措施：加予水化搬土、加增粘剂；p降低措施：使用固控设备、加水稀释、使用化学方法絮凝。6. 为什么钻井作业要求钻井液具有良好的剪切稀释性？环形空间： 低， a大，有利于携带钻屑； 钻头水眼： 大， a小，有利于水力破岩。7. 论述不分散低固相聚合物钻井液能显著提高钻速的原因聚合物钻井液固相含量低，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，这些优良性能都有利于提高机械钻速。8. 分析解释淡水钻井液受盐侵后的主要性能变化规律及其机理粘度、切力先增加后减小；失水一直增大。随着进入钻井液的Na+浓度不断增大，从而压缩双电层，扩散层厚度减小，电位下降，粘土颗粒问的静电斥力减小，水化膜变薄，颗粒的分散度降低，颗粒之间端面和端端连接的趋势增强。由于絮凝结构的产生，导致钻井液的粘度、切力和滤失量均逐渐上升。此时如不及时处理，钻井液的稳定性将完全丧失。当NaCl浓度在3左右时，分散钻井液的粘度和切力分别达到最大值。9. 举例分析说明钻井液降粘剂的作用机理降粘剂可吸附在粘土颗粒带正电荷的边缘上，使其转变成带负电荷，同时形成厚的水化层，从而拆散粘土颗粒间以“端面”、“端端”连接而形成的结构，放出包裹着的自由水，降低体系的粘度与粘土争夺吸附基团，可有效地拆散粘土与聚合物间的结构，同时能使聚合物形态收缩，减弱聚合物分子间的相互作用，从而具有明显的降粘作用10. 论述屏蔽暂堵钻井液的基本原理及其技术要点基本原理：是利用正压差，在一个很短的时间内，使钻井液中起暂堵作用的各种类型和尺寸的固体颗粒进入油气层的孔喉，在井壁附近形成渗透率接近于零的屏蔽暂堵带(或称为屏蔽环)，从而可以阻止钻井液以及水泥浆中的固相和滤液继续侵入油气层。由于屏蔽哲堵带的厚度远远小于油气井的射孔深度因此在完井投产时，可通过射孔解堵。技术要点：（1）用压汞法测出油气层孔喉分布曲线及孔喉的平均直径。（2）按平均孔喉直径的1/22/3选择架桥颗粒(通常用细目CaCO3的粒径，使这类颗粒在钻井液中的含量大于3。（3）选择粒径更小的颗粒(大约为平均孔喉直径的1/4)作为充填颗粒，其加量应大于1.5。（4）再加入12可变形的颗粒，其粒径应与充填颗粒相当，其软化点应与油气层温度相适应。这类颗粒通常从磺化沥青、氧化沥青、石蜡、树脂等物质中进行选择。11论述扩散双电层理论对钻井工作的实际应用意义(1) 双电层理论对钻井泥浆应用的指导意义在于：原生膨润土矿多为钙膨润土，造浆时加入一价钠盐，提供Na+，因离子交换吸附，扩散双电层中阳离子由Ca2+转为Na+，电位升高，扩散层增厚，粘土分散，泥浆稳定。泥浆受钙侵时，Ca2+的浓度增大，扩散双电层中Na+转为Ca2+，电位下降，扩散层变薄，粘土颗粒聚结，泥浆失去稳定性。为处理泥浆而加入低价阳离子电解质时，应严格控制加量，过量会起压缩扩散层的副作用，同时必须考虑阴离子的影响。可以通过加入低价或高价阳离子无机处理剂来调节泥浆的分散或适度聚结，用以配制不同种类（分散的或适度聚结的）的泥浆。(2) 从井壁稳定的角度来看，双电层理论也有重要的指导意义：若所钻地层的膨润土含量较高，在外界阳离子的作用下，电位升高，水化分散性增强，易使井壁水化分散，给钻井工作带来井眼缩径、垮塌等不利影响。因此，在石油天然气钻井、基础工程钻掘及其他遇到泥岩、页岩、粘土等地层钻进时，采取压缩双电层，降低电位的措施，能使井壁、槽壁的稳定性增强。12. 如何以钻井液技术为主预防井喷？（1）选用合理的钻井液密度;（2）进入油、气、水层前，调整好钻井液性能；（3）严防井漏;（4）及时排除气侵气体;（5）注意观测钻井液的体积;（6）储备一定数量的加重钻井液;（7）分段循环钻井液。13 用双电层理论分析加碱量对泥浆性能的影响（1）当粘土颗粒吸附高价阳离子时，由于一个离子带的电荷多，粘土颗粒表面的总电荷量一定时，吸附层中被阳离子中和的电量多，于是电动电位低，扩散层中的阳离子数目少，扩散层及粘土表面的水化膜薄，粘土颗粒易于聚结。若粘土颗粒吸附的是低价阳离子，吸附层中被阳离子中和的电量少，电动电位高，扩散层中的阳离子数目多，扩散层以及水化膜厚，粘土颗粒不易聚结。例如，钙膨润土用碳酸钠处理，Na+取代Ca2+，因Na+为一价离子，且水化能力强，粘土颗粒周围的扩散层以及水化膜厚，泥浆趋于分散稳定。相反，配制好的泥浆使用时受钙侵，Ca2+取代粘土表面吸附的Na+，由于Ca2+是二价离子，水化能力弱，因而粘土颗粒的水化膜变薄，泥浆由分散转化为聚结而失去稳定性。（2）阳离子（例如Na+）虽水化能力强，粘土颗粒水化膜厚，泥浆稳定，但Na+浓度有一合适的范围，若Na+浓度过大，同样会使泥浆由分散转为聚结。这是因为：（1）阳离子浓度大，阳离子挤入吸附层的机会增大，结果使电动电位降低，扩散层以及水化膜变薄（即所谓挤压双电层），分散体系由分散转化为聚结；（2）阳离子浓度大，阳离子数目多，阳离子本身水化不好，同时阳离子水化而夺去粘土直接吸附的水分子，因而使粘土颗粒周围的水化膜变薄，分散体系由分散转为聚结。泥浆使用时受盐（NaCl）侵，是由于Na+过多，起了压缩双电层的作用，使泥浆由分散转为聚结，甚至失去稳定性。又如钙膨润土用纯碱改性处理时，碳酸钠存在有最佳加量，加量过大则起反作用，造浆量降低，泥浆性能变坏。此外，泥浆的分散稳定或聚结，还受阴离子的影响，如钙膨润土改性而加入钠盐，加入Na2CO3而粘土颗粒分散，若加入NaCl，则粘土颗粒聚结。故泥浆处理加入无机盐时，必须 考虑阴离子的影响。14对复杂地层进行分类，提出各自相应的钻井液与护壁堵漏方案（1）各种盐类地层，采用盐水泥浆；（2）粘土、泥岩、页岩，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；（3）流砂、砂砾、松散破碎地层，钠羧甲基纤维素泥浆、铁铬盐泥浆、木质素磺酸盐泥浆和腐植酸泥浆；（4）裂隙地层，优质膨润土泥浆；（5）岩溶地层，化学堵漏，包括水泥堵漏、脲醛树脂堵漏；（6）高压油、气、水地层，高比重泥浆，同时采用暂堵技术。（7）高温地层，选用耐高温的造浆粘土，如海泡石和凹凸棒石粘土等。采用抗温和抗盐能力较强的有机处理剂。丙烯酸类的衍生物、腐植酸类的磺化体，以及各种树脂具有较高的抗温能力。减少粘土加量，对付粘土分散度增大的情况。15. 论述泡沫钻井技术（1）与空气和清水比较，由于泡沫的悬碴能力明显提高，因此可用较低的环空上返流速（仅为空气的36%），对井壁的冲蚀大大降低。（2）要求的风量和相应的风压较低，用同样的压风机可以比空气钻得更深。（3）与液体钻井液相比可以节约大量用水（仅为液体钻井液的1/101/500），可以有效地解决沙漠、高山、寒冻、严重漏失和干旱地区钻进的缺水问题。（4）泡沫比重轻，井内压力小，仅为水的1/201/30，特别适于低压地层钻进。（5）泡沫中的表面活性剂具有润滑性，泡沫具有一定的弹性，有利于减轻钻具的振动，减少回转功率消耗，降低钻具的磨损。（6）泡沫具有一定的吸附性、粘结性和淤塞性，并且由于质量轻而动力惯性小，因此对井壁有较好的保护作用。（7）捕集岩粉效果好，消除了空气钻井时的粉尘污染问题。（8）能防止冻结地层钻进因空气吹洗温度升高而引起的井壁融化坍塌问题。16. 论述不分散低固相泥浆技术 （1）要求不分散低固相聚合物钻井液的要求：不分散、低固相。 1)不分散：固相粒子粒度不变，不再分散，新钻屑也不分散。2)低固相：低密度固相特别是活性固相含量较低。不分散目的：尽量减少亚微米颗粒（1微米）含量，保证钻井液良好性能，减少亚微米颗粒对钻速的影响。低固相目的：包被钻屑，阻止分散，降低低密度固相含量。（2）分类： 清水或盐水、油水乳状液、低固相聚合物钻井液等三大类。（3）性能指标1）固相含量（不含加重剂）5%（W/V）2）岩屑/膨润土（D/B） 2：13）动塑比（YP/PV）=0.360.48 Pa/mPas 4）动切力（YP）=1.53Pa5）滤失控制视情况具体分析：地层稳定，放宽；坍塌地层，从严；油层，尽量低。6）优良流变参数：=36mPa.s,c=0.53Pa。 （4）常用处理剂：聚丙烯酰胺及其衍生物包括80A系列、SK系列、PAC系列等，VAMA、XC、FA367、XY27等。17. 使用六速旋转粘度计，测得某钻井液600rpm和300rpm时的读数分别为：600=36，300=24，且已知该钻井液为塑性流体，试计算该钻井液的塑性粘度、动切力及表观粘度。解：表观粘度（AV）0.5600=18mPas。塑性粘度（PV）600300=12mPas，动切力（YP）AVPV6Pa， 18用重晶石（B=4.2g/cm3）把200m3钻井液由密度1=1.10g/cm3加重到2=1.50g/cm3，并且每100kg重晶石需同时加入9L水以防止钻井液过度增稠，若最终体积无限制，需加入重晶石多少吨？解：设需要加入重晶石m公斤，则解此式可得： 答：最终体积无限制，需加入重晶石133.8吨。