钻井液在水平定向钻穿越施工中的作用

钻井液是水平定向钻穿越施工中必不可少的消耗品，也是关系到水平定向钻穿越成败的主要因素。选择正确的钻井液系统不仅能增加水平定向钻穿越的成功率，而且能大幅降低工程成本。随着水平定向钻穿越技术的应用范围不断拓展，工程难度不断增加，钻井液的地位和作用日见凸显，也得到了普遍的重视。在水平定向钻穿越工程中钻井液主要有以下六大作用：

（1）清除钻孔岩屑。钻井液经钻具从钻头喷嘴或扩孔器喷嘴喷出，清除钻孔、钻头和钻具上的岩屑，然后经钻孔和孔壁之间的环状空间将钻屑携带到地面，从而保证钻孔和扩孔工作的顺利进行，提高钻进效率。

（2）冷却润滑钻具。在钻进切削过程中，钻头和钻具与地层摩擦会产生大量热量，钻具温度将不断增加，因此必须通过循环的钻井液将其热量带走，避免钻具温度过高而烧毁。此外，钻井液对钻具有一定程度的润滑作用。使用加有各种乳化剂的混油钻井液，或在钻井液中加入润滑剂，均能提高钻井液的润滑能力，从而降低钻具扭矩，延长钻头寿命。

（3）保持孔壁稳定。孔壁稳定和规则是优质安全和快速钻进的重要基础条件，也是钻井液措施的基本立足点。因而钻井液组成和性质必须对所钻地层的水化膨胀和分散具有强的抑制作用。

（4）平衡地层压力。钻孔中的钻井液能形成与地层压力相适应的的液柱压力，防止钻孔坍塌等孔内事故。

（5）岩屑的悬浮与清除。水平定向钻钻井液具有触变性，这就是说，当钻井液循环停止时，钻井液有充足的粘聚力，维持钻屑悬浮直至被运移至孔外。当循环开始时，钻井液能恢复至低粘度，以确保钻屑能够被运移到地表。经过滤装置处理后，要检查循环液的砂粒含量，确保被带出的岩屑不会进入钻孔参与再次循环，因为含砂的流体会对泵和其他设备造成严重磨损，当条件允许时，一般确保含砂量不超过1％。

（6）传递水动力。随着螺杆钻具、螺杆马达以及其他水力操作的钻具设备在水平定向钻工程中的使用不断增加，钻井液能传递水动力能的这一特点越来越重要。当进行钻井液方案设计时，必须慎重考虑钻具设备所要求的钻头水压。当钻进坚硬地层时，水压必须满足用于切削岩土的设计要求；当遇到软地层时，应该增大钻具的喷嘴尺寸来减小钻头的水动力能，但是低的喷嘴速率可以保证更高的泵速，改善清孔状况。低流速也可以避免对钻孔的冲蚀和造成不规则的钻进轨迹，尤其是在钻进斜孔时。