泥浆性能及测定方法
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制盐工业手册》第743页（3601字）
(一)相对密度
1．定义 相同体积的泥浆重量与4℃纯水重量之比，无单位。
2．泥浆相对密度在钻井中的意义
(1)平衡油、气、水层压力；
(2)平衡岩石侧压力，稳定井壁，防止井塌；
(3)随相对密度增高，钻速下降；
(4)判断盐侵、气浸的重要依据。
3．相对密度的测定，常用比重秤，如图3－2－54。应经常用水校正。
图3－2－54 泥浆比重秤
1－杯盖 2－泥浆杯 3－水平泡 4－主刀口 5－主刀垫 6－支架 7－游码 8－杠杆 9－金属颗粒
(二)粘度
泥浆的流变性能之一，决定于内摩擦力，及其结构的强固性。钻井现场用漏斗粘度计测量单位为s，但仅为泥浆的视粘度(或称表观粘度、有效粘度)。
1．泥浆粘度与切力配合在钻井中的作用是：
(1)清洗井底和携带岩屑；
(2)悬浮岩屑和重晶石；
(3)稳定井壁；
(4)泥浆返出地面后岩屑的清除和固体控制；
(5)影响发挥钻头水力因素和钻速；
(6)关系气侵、脱气、抽吸井喷和加重。
2．粘度的现场测定 使用漏斗粘度计，如图3－2－55。以量杯取200m1和500ml共700m1注入漏斗，以秒表测定漏出500m1所需时间(s)，即所测泥浆的视粘度；为进一步了解泥浆真实流动性质，应使用旋转粘度计测定泥浆的塑性粘度、屈服值和静切力。
图3－2－55 野外标准泥浆粘度计
1－漏斗 2－管子 3－量杯 4－筛网 5－泥浆杯
(三)静切力
1．泥浆静切力表示泥浆在静止状态下形成结构的强度。其物理意义是当泥浆静止时，破坏泥浆单位面积上的结构所需要的剪切应力(mg／cm2)。
静切力在钻井中对悬浮钻屑与重晶石有重要作用。但粘度、切力、过高或过低对钻井均不利，需选定合适的数据范围，以利于提高钻速，保证井下安全。
2．静切力的测定，现场常使用圆筒切力计，见图3－2－56。
图3－2－56 圆筒切力计
(1)初切力测定 泥浆充分搅拌后，注入切力计至标尺零线处，用干净的铝筒套在标尺上接触泥浆面，松手使铝筒垂直下落，停止后读出铝筒顶部标尺数，即为初切力。
(2)终切力测定 泥浆充分搅拌，静止十分钟，如上法套入铝筒测得数据，即为终切力。
(四)失水量和泥饼
1．泥浆在井下受压差作用，所含水分渗入地层，即为失水。失水时泥浆中的固体颗粒附着在井壁上，在压差和钻杆拍打下，形成泥饼。我国规定：在1kg／cm2(0．1MPa)压差下，30min内，通过直径75mm过滤面积的滤失量为失水量，(m1)；所形成泥饼的厚度(mm)为泥饼厚度。
2．失水量和泥饼与钻井的关系在钻井中要求泥浆具有低失水量和薄而坚韧的泥饼，用以保护井壁，维护井下安全。失水量过高，泥饼厚而松散，对钻井有以下不利：
(1)地层被浸泡，造成缩径或泥页岩垮塌；
(2)易粘附卡钻，增加转盘扭距和提升负荷；
(3)易泥包钻头或堵死钻头水眼；
(4)固井顶替效率低，水泥与井壁胶结不好。
(5)电测遇阻、遇卡或电测资料不准确。
3．测定方法 用1009型泥浆失水量测定仪(图3－2－57)。
图3－2－57 1009型泥浆失水量测定仪
1－加压重锤 2－柱塞套筒 3－放油螺丝 4－泥浆罐 5－滤板 6－胶垫板 7－下壳 8－顶架 9－支架
测定：将滤纸润湿，附于过滤器筛板上，装好过滤器，拧紧底部丝杠；装入支架，将泥浆注满过滤器，上紧油盘；在油盘套中注满机油，放上加重锤，打开针形阀，调整加压筒，使刻度指示为零，立即关上针形阀。松开泥浆杯底部丝扣一圈，观察30min内所得的失水量，并测量泥饼厚度；也可按7．5min所得的失水量和泥饼厚度的值乘2。
(五)含砂量
泥浆中不能通过200号筛(边长0．074mm)的固体的体积占泥浆体积的百分数。在钻井中，泥浆中的含砂量，一般要求在0．5%以下，过高会造成以下不利：
(1)泥浆的相对密度升高，降低钻速。
(2)泥饼含砂量升高，泥饼渗透率升高，失水量增大。
(3)泥饼变厚且松散，造成压差卡钻。
(4)钻头、钻具和机械设备严重磨损。
(5)泥饼增厚，质地松散，使电测遇阻、遇卡，资料不准确。
(6)固井质量不好。
含砂量的测定，现场使用筛析法含砂量仪，见图3－2－58。以量筒一端450m1量水注入澄清器，另一端50m1量泥浆注入澄清器，将澄清器口朝下摇动0．5～2min，然后口朝上垂直静置1min，读出沉砂刻度乘以2，即得含砂量百分数。
图3－2－58 筛析法含砂量仪
1－过滤简 2－漏斗 3－玻璃量杯
(六)酸碱值(pH)
泥浆中含酸或碱的程度。测定范围在1～14之间，1～6是酸性，7是中性，8～14是碱性，用泥浆的失水浸泡酸碱值试纸来测定。
(七)胶体率及昼夜沉淀率
将100m1泥浆注入100ml的玻璃量筒中，盖上玻片，静止24h，观察沉清液的数量，即泥浆的昼夜沉淀率；与此相对的数字就是泥浆的胶体率。泥浆的沉淀率应小于5%，胶体率应大于95%。
(八)稳定性
用稳定计测定。将泥浆注满稳定计，静置24h。分别测定上下部泥浆的相对密度，上下部泥浆的相对密度差值即泥浆的稳定性。
(九)含盐量(g／L，或ppm)
用滴定法或电导仪测定。
(十)温度
对泥浆粘度有明显影响，并可加快化学反应，深井应测定泥浆的出口温度。处理泥浆前应作与井底温度相应的加温试验。