【正文】 ? 活度平衡防塌要點(diǎn)： ? 由于地層泥頁巖與鉆井液中水的礦化度不同，亦即活度不同，化學(xué)位不同，而導(dǎo)致水的轉(zhuǎn)移，使泥頁巖脫水或吸水產(chǎn)生井壁不穩(wěn)定，故必須使兩個(gè)化學(xué)位相等，亦即活度平衡。才能防止水相轉(zhuǎn)移而有效地保持井壁穩(wěn)定。 ? 體系活度平衡，滲透作用不存在。當(dāng) ，意味泥漿中電解質(zhì)濃度小于泥頁巖水中的電解質(zhì)濃度，泥漿中水分自發(fā)向泥頁巖滲透，使泥頁巖吸水膨脹，反之泥頁巖脫水，故活度平衡為防塌最有效，在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，要求泥漿的活度與其地層的最低活度平衡。 sm ?? ?? 例：計(jì)算用多少的 CaCl2(kg/m3)應(yīng)加到油基泥漿的水中以抑制具有活度為 用，設(shè)油基泥漿含有 30%體積的水。 ? 解：根據(jù)活度平衡防塌理論 32332//25250000mkgC aC lmmkgPPmC aC lsm???????用量泥漿中每濃度經(jīng)查表??? (二 )壓力平衡防塌 ? 要點(diǎn)： ? 井內(nèi)泥漿與泥頁巖之間的水分移動(dòng)方向是指向井內(nèi)泥漿，即泥頁巖吸水還是脫水，是由作用在這一深度的各種壓力的合力決定。 ? 要保證井壁穩(wěn)定必須保證兩個(gè)平衡 ? P液 ≥ P孔 防止地層流體的壓力釋放 ? P液 +P表 +P吸滲 ≤ P孔 +P脫滲 ? 水相不移動(dòng)或指向井壁井筒，使其不吸水，以上五個(gè)參數(shù)，僅 P液和 P脫滲為可變因素，由控制泥漿密度和增加泥漿礦化度來實(shí)現(xiàn)以上條件。 1. 泥漿對(duì) P塌的影響 泥漿引起頁巖中粘土水化。此水化作用導(dǎo)致 P塌增加： ⑴ 引起水化作用的內(nèi)在因素（巖石方面） ① 粘土水化產(chǎn)生膨脹壓（ P膨）此膨脹直接轉(zhuǎn)化為 P塌： 粘土表面水化： P膨 40～ 4000大氣壓（ 400MPa) 粘土滲透水化： P膨 幾～ 100大氣壓 (10MPa) （一）水敏性地層的井壁穩(wěn)定 ② 粘土水化（特別是滲透水化）大大改變巖石力學(xué)性質(zhì)（剛性下降，塑性增加），使 P塌 上升。 ③ 粘土水化 大大降低頁巖強(qiáng)度，從而使 P塌 上升 此影響受頁巖礦物組成、結(jié)構(gòu)、產(chǎn)狀及地層水狀態(tài)的影響。其中主要是粘土礦物的種類、含量、存在狀態(tài)以及原始水化狀態(tài)（即粘土實(shí)際水化狀態(tài)、地層水礦化 … ）是決定 P塌 產(chǎn)生及大小的內(nèi)在因素。 ⑵ 引起頁巖水化作用的泥漿因素（外在因素、人力可控因素）： ① 泥漿水相進(jìn)入頁巖地層： 推動(dòng)力： ? 正壓差： P泥 － P地 ＞ 0 泥漿水相（濾液）進(jìn)入地層； ? 頁巖親水表面引起的毛管附加壓力 P加 ＞0，泥漿水相進(jìn)入地層； ? 化學(xué)勢（滲透壓）：泥漿中水的活度＞巖石中粘土水化水的活度。 ② 進(jìn)入地層的泥漿水相引起粘土表面水化或滲透水化 由于其水化程度大小由泥漿水化能力或抑制水化能力所決定。其水化程度可在 0（完全不水化）～極大（完全水化分散）之間變化。因此而引起 P塌 的增加。相當(dāng)于密度增加 0～ 2（依地層組成、埋深等因素變化）。水化引起巖石力學(xué)性質(zhì)及強(qiáng)度的變化使 P塌 進(jìn)一步上升。 理論和實(shí)踐證明，在一般情況下（地應(yīng)力正常、地層傾角小、頁巖埋藏深度不太大、地層不破碎 …… ）， P塌 通常為 0。但經(jīng)泥漿作用后， P塌 可以上升到 1～ 2（當(dāng)量密度） 2. 水敏地層的防塌泥漿技術(shù) ⑴ 技術(shù)要點(diǎn) ① 全過程保持合理的泥漿密度，確保 P泥＞ P塌 ② 減少泥漿液相對(duì)地層的滲入： A. P泥 接近等于或低于 P地 P≤0 B. 改變巖石表面潤濕性：使 P加 → 0或 P加 ＜ 0（油基泥漿或使用陽離子表活劑） C. 泥漿礦化度高于地層水礦化度，使 α 泥 ≤ α 地 D. 改善泥漿造壁性：改善泥餅質(zhì)量，降低泥漿失水 E. 封堵、阻斷地層中泥漿水相流動(dòng)通道 ③ 提高泥漿水化抑制能力 泥漿抑制能力：抑制水化能力 抑制水化膨脹、分散能力 抑制水化能力：加入處理劑（以電解質(zhì)為主）降低泥漿中水相活度 a水 至小于地層粘土的 a水 ，從而消除或減少粘土表面水化和滲透水化。 ⑵ 當(dāng)前存在的主要問題 ① P塌 的確定不準(zhǔn)確 由各種井壁應(yīng)力分布模型和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)測定方法可以確定出 P塌 。但若考慮到水化作用的各種影響而改變后的 P塌 至今沒有一個(gè)得到公認(rèn)的辦法。得不到具體一口井井下實(shí)際的 P塌 。 ② 客觀準(zhǔn)確反映井壁穩(wěn)定技術(shù)的評(píng)價(jià)方法不過關(guān) 目前常用的方法有巖心浸泡、滾動(dòng)回收、 SSI值測定 …… 。都不能很好反映其實(shí)質(zhì)。而必須應(yīng)該有的 粘土水化（去水化）程度。水化（去水化）程度引起巖石力學(xué)性質(zhì)、巖石強(qiáng)度變化情況。泥漿及其組份水化抑制性強(qiáng)弱的評(píng)價(jià)方法至今尚未建立。 因此現(xiàn)有防塌泥漿處理劑及泥漿體系的防塌能力的評(píng)價(jià)仍不夠準(zhǔn)確。 ③ 技術(shù)觀念要進(jìn)一步更新 P塌 。不同泥漿增加幅度不同。由現(xiàn)場井下實(shí)際情況總結(jié)出的 P塌 一般都偏大 對(duì)它的堵塞（不可能是泥漿中固相粒子造成） 、 CaCl聚合物體系的抑制性達(dá)不到要求。 ④ 高效抑制泥漿體系并未建立 ? 常用抑制劑 (KCl、 CaCl MMH、陽離子、高分子聚合物 )抑制性不足 ? 泥漿抑制性與泥漿性能之間的矛盾未能根本解決，其兼顧協(xié)調(diào)結(jié)果使抑制性被削弱。 ? ……… ⑶ 防塌泥漿技術(shù)新進(jìn)展（在原有技術(shù)基礎(chǔ)上）： ① 有針對(duì)性的評(píng)價(jià)方法。水化程度、水化程度 與巖石力學(xué)性質(zhì)、強(qiáng)度關(guān)系、泥漿抑制水化能力評(píng)價(jià)以及特殊封堵評(píng)價(jià) …… 等方法已在建立。 ② 泥漿作用引起 P塌 增加的測定和計(jì)算方法已在建立 ? 室內(nèi)測試與理論計(jì)算 ? 數(shù)值模擬 ? 工程測井：測定井下頁巖實(shí)際 P塌 ③ 高效抑制泥漿體系可能解決 有機(jī)酸鹽泥漿體系：用機(jī)機(jī)酸鹽（如 HCOOK、 HCOONa)代替無機(jī)鹽（ NaCl、 CaCl… ）。 HCOOK、 HCOONa 等甲酸鹽溶解度大，可配成濃度很高活度很低的溶液。以它作水相建立的泥漿可有效抑制井下地層常見的各種水化。而且有機(jī)酸鹽對(duì)泥漿性能的破壞作用較大地低于同濃度的無機(jī)鹽。 因此，建立泥漿體系、維持泥漿性能比較容易，對(duì)其抑制性的降低不大。從而使泥漿抑制性的整體水平有較大提高。若再配合其它辦法比如與乙二醇、聚合物配合使用，則有可能得到抑制性完全滿足鉆井需要的新泥漿體系。 ④ 可有效阻斷頁巖內(nèi)微細(xì)孔道 利用具有濁點(diǎn)的水溶性聚合物例如各類聚合醇（聚乙二醇、聚乙氧基短鏈醇、聚丙氧基短鏈醇 … ），它可提高泥漿抑制性，增強(qiáng)聚合物溫度穩(wěn)定性，提高處理劑效能，降低 ，而最有效的是隨著溶液進(jìn)入地層微孔后溫度上升，達(dá)到或超過其濁點(diǎn)溫度而析出有效堵塞孔道。（用量較大 3%— 10%） 因此，以有機(jī)酸鹽＋聚乙二醇為水相建立的泥漿體系或在現(xiàn)有防塌體系中引入 HCOOK、聚乙二醇等加以改造，就完全有可能獲得比現(xiàn)有防塌體系好得多的泥漿體系。再配合現(xiàn)有成功的防塌技術(shù)和新建的評(píng)價(jià)方法則有可能使對(duì)付水敏性地層的井壁不穩(wěn)定問題的系列配套技術(shù)上一個(gè)新的臺(tái)階。 （二）破碎性地層的