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废钻井液固化研究

钻井液；固化；污染；无害化处理

第1章　前言

1.1　水基废弃钻井液无害化处理研究的意义

石油工业的全部工艺过程（油气勘探、钻井、开采、收集、输送、贮存和加工），在相应的条件下都会破坏自然生态环境。

石油、石油碳氢化合物、含油废钻井液和钻屑，以及含有各种化学物质的污水，都能够对空气、水、土地、动物界和人类起危害作用。

钻井泥浆是石油钻井工程的血液，但使用过之后的钻井泥浆也是石油工业的主要污染源之一．随着石油工业的发展，钻井井泥浆的产量越来越多，钻井废水、废弃钻井液的排放量也逐年增大，而这些油井泥浆由于钻井过程中的循环使用，使其含有一定量的金属离子及许多超过国家规定排放标准的有害物质如油类、碱和一些有害化学物质（包括有机物）。

虽然如此，相当数量井场的废钻井液及岩屑不经处理直接采用储存坑储存的方法处理或者干脆堆放在井场储存池，沉降为废弃油田底泥。

当雨季到来之后，随着储存池渗漏、溢出、淹没等都会引起地下水和地表水污染，造成井场周围生态环境的破坏，直接或间接对动物、植物及人类健康产生危害，不利于人类对环境和经济实施可持续发展的战略目标随着人们环境意识的增强和国家环境保护法以及环保标准的日益严格，在油气田勘探与开发过程中对钻井废物的处理越来越得到重视。

因此，一套成熟的废弃钻井无害化处理及应用技术是我们当前急需解决的迫切问题。

1.2　废弃钻井液的特点及对环境的影响

1.2.1　废弃钻井液的来源

钻井泥浆即钻井液是石油钻井工程的血液，钻井泥浆在钻井时始终往返于井底和井口之间起到携带岩屑、冷却钻头、保护油气层等作用。

一部分是来自钻井过程中排放的多余钻井液；另一部分是固井时水泥浆置换出的钻井液；再一部分就是来自于地面循环系统（钻井液池）盛放的钻井液，因为每次钻井之前都要事先多储备些钻井液以防发生井漏等事故，所以一般情况下无论是钻井或完井后都会留有一定数量的多余的钻井液。

其体积的大小往往与所钻井的深度有关。

1.2.2　废弃钻井液的组成及特点

　　钻井废泥浆分水基泥浆和油基泥浆两大类，水基废钻井液中含有90%以上的水分，粘土颗粒，钻屑、加重材料、化学添加剂、无机盐、油组成的多相稳定悬浮液，有机物等成分极为复杂。

以大庆油田为例，大庆油田钻井废泥浆以水基泥浆为主，大多属于粘土-水分散体系-水基泥浆的范畴，也有的属于油基或聚合物泥浆。

油田钻井泥浆主要由膨润土、盐水粘土、海泡石、重晶石粉及少量多种化学处理剂组成。

含水率一般在35%~90%之间，呈强碱性，固相颗粒粒度一般在0.01

～0.1

之间（即95%以上颗粒通过200目筛），外观一般呈粘稠流体状态，具有颗粒细小、级配差、粘度大、含水率高且不易脱水的特点，是一种典型的粘稠状胶体。

目前我国主要采用水基钻井液，一般由固相、液相和化学处理剂三部分组成。

共16大类246种，这些化学处理剂不同程度的含有污染环境的物质，其主要有害成分为烃类、盐类、各种有机聚合物和一些重金属离子如：

铬、镉、锌、及钙、镁、铁、铅、砷、苯、氯化物等。

其特点总结如下：

（1）偏高的pH值，一般为8.5～9.0，有的甚至达到10以上；

（2）钻井废弃液中的悬浮物含量高，主要为膨润土和有机高分子处理剂、粘土、加重材料、岩屑，以及污水流经地面时所携带的泥砂、表层土等；

（3）受钻井液处理剂和钻井材料的影响，含有一定数量有毒的有机和无机污染物；

（4）钻井液含油量高，部分井含油量在10%以上；

（5）成分复杂。

1.2.3　废弃钻井液对环境的影响

导致环境污染的有害成分为油类、盐类、杀菌剂、某些化学添加剂、重金属如汞、铜、铬、镉、锌及铅等、高分子有机化合物生物降解产生的低分子有机化合物和碱性物质。

20世纪70年代以来，美国、前苏联、加拿大、德国和中国的许多研究部门围绕着如何处理钻井废弃物进行了大量的研究工作。

证实了钻井液中的铬、铅、砷、镉、苯、氯化物及其它成分对人的健康和环境的损害最大.根据中国国家环保局的规定，废弃钻井液中的铬、汞、砷等重金属为第一类污染物，它们能够对环境、动植物以及人类直接产生不良影响。

铬离子为致癌物质，特别是废弃钻井液中含有大量的铬，其中六价铬比三价铬毒性高100倍，并且易被人体吸附和蓄积。

对环境造成的影响主要表现在：

（1）对水资源的污染：

漂浮在水体表面的油直接影响空气与水体界面氧的交换，分散在水中的油被微生物氧化分解消耗水中的氧，致使水质恶化。

（2）导致土壤的板结：

pH值高、可溶性盐含量高、含油类的废弃液影响土壤的结构。

（主要是盐、碱和岩盐地层的影响大），对植物生长不利，甚至无法生长，致使土壤无法返耕，造成土壤的浪费。

（3）对水生动物和飞禽的影响：

废弃钻井液中的其它有机处理剂如聚合物使水体的COD（化学需氧量）增加、BOD（生物需氧量）增高，影响水生物的生长。

化学添加剂和生物降解后的某些产物也有影响。

（4）滞留于土壤的各种重金属尤其是Cr、汞等有害金属离子和不易被动植物降解的高分子化合物很容易进入食物链，并且会因吸收而富集，影响植物的生长和微生物的繁殖，危害到人畜的健康。

钻井液在石油和天然气钻井过程中必不可少。

为达到安全、快速钻井的目的，使用了各种类型的钻井液添加剂，而且随着钻井深度增加和难度加大，钻井液中加入的化学添加剂的种类和数量也越来越多，使得其废弃物的成分也变得越来越复杂，危害也越来越大。

1.3　废弃钻井液处理的国内外现状及发展趋势

对于废钻井液的处理，国内外同行进行了多年的探索，积累了许多经验和方法，大概有以下几种方法：

直接排放法、分散处理法、循环使用法、回收再利用法、脱水法、冷冻填埋法、运至指定地点集中处理法、生物处理法、回填法、固化法、焚烧法和坑内密封法和等。

但由于各个油田所用钻井液及地层特性不尽相同，目前还无通用的方法。

1.3.1　废弃钻井液处理的国内现状

　　我国石油工业虽然起步较晚，但对废钻井液的治理工作极为重视，胜利油田、辽河油田、四川油田、石油大学等单位在钻井液固化、固液分离、回收利用等方面做了大量的有益工作，探索出许多适合本单位的废钻井液处理技术。

国内对油田污泥的研究起步也较晚，但发展很快，已有十几年的历史。

国内对废钻井液进行无害化处理研究最早的是四川油田。

我国自80年代后期我国科学工作者在针对目前使用钻井液毒性调研、分析、检测的基础上，发展了固化治理与再利用技术的研究工作。

在不同钻井废物对环境的影响及评价和钻井废物处理技术方面已取得不少研究成果。

石油大学于1992年对水基聚丙烯酰胺淡水钻井液的有害组分进行了分析，研究了无害化处理技术。

江汉石油学院对江苏油田8口井的废钻井液进行了化学脱稳及固液分离处理；1992年中国石油天然气总公司委托石油大学、江汉石油学院、江苏油田、辽河油田和沈阳市环监中心进行了“废钻井液的处理研究”，此处理是选用硫酸铝为絮凝剂，再添加其他剂来进行处理的，其方法比较适用于分散型钻井液体系的废弃物。

“八五”期间开始立项研究的钻井液转换水泥浆的固化技术。

现已广泛应用于各大油田的井场固井并获得成功，它标志着油田固化技术取得了突破性进展。

同时，由于油田污泥的主要成分为沉淀碳酸钙、碳酸镁，因此可在橡胶制品中代替陶土和轻钙作为填充剂使用，具有较好的补强填充性能，且价格低廉，工艺简单，为油田污泥治理开辟了新途径。

但在油田污泥的综合利用方面，有效利用率仅有30%左右，大部分的油田污泥还有待于开发利用，国内外至今尚无整套更先进成熟的油田污泥处理及应用技术，也没有形成完备的设备和产品系列化。

仅仅为治理而治理，70%以上的污染物没有达到真正意义上的资源再利用。

因此，我国科研工作者在固化油田污泥的基础上，研究和探索了以固化污泥生产建筑材料，特别是生态建筑材料，并取得了阶段性成果。

1.3.2　废弃钻井液处理的国外现状

国外关于废钻井液固化处理技术比较成熟，目前，国外废钻井液处理技术主要有:

简单处理排放、注入安全地层或井的环形空间、集中处理、回填、坑内密封、土地耕作、固化、固—液分离、焚烧、微生物处理等。

国外从本世纪50年代开始进行钻井液毒性的雨季测试工作，70年代初开始研究废钻井液对土壤、滩涂、沼泽及陆海动植物的影响，得到许多有价值的结论，并颁布了一系列环保条规和法规，也随之形成初步的废钻井液处理技术，并对八种基本类型钻井液（氯化钾聚合物、海水木质素磺酸盐、石灰钻井液、不分散钻井液、海水开钻钻井液、淡水胶凝钻井液、轻度处理木质素磺酸盐淡水钻井液）进行了生物鉴定。

同时，西欧各国及美国还采用生物技术、物理化学等方法进行含油污泥处理及综合利用工艺技术研究，主要工艺包括污泥浓缩、调理、脱水、微毒无害化固化、热处理、生物处理、高温处理等技术。

其中，干化油田污泥的生物处理、处置技术、高温处理技术及固化技术的研究较为受到重视，如采用高温处理技术，利用全封闭式固控设备循环系统，将含油污泥中的烃类回收，从而减少对环境的污染。

固化技术目前大多是在油田污泥中加入一定组分的固化剂，使其发生一些稳定的不可逆物理化学反应，固化油田污泥中部分水分和有毒物质，并使其具有一定强度，以便堆放或存储。

随着对环境保护的重视，环保法律日益完善，相应废钻井液处理技术也得到发展和提高。

另外，国外各大钻井液公司基本形成最佳废物管理系统，产品也形成系列化。

该管理系统首先根据地质特点，正确选用钻井液及其处理剂，科学进行水质管理，使钻井过程中产生的废物减至最低量；二是鉴别和隔离潜在的废物源，减少引起问题的复杂性，使废物的加工和处理更加容易和经济；三是选择经济且符合环保要求的废钻井液处理方法。

1.3.3　废弃钻井液无害化处理的发展趋势

（1）开发新的环保型钻井液和钻井液添加剂：

目前，国内外都在开发各种新型环保钻井液和环保型钻井液添加剂以代替毒性较大的钻井液及其添加剂，从根本上解决废弃钻井液对环境的污染问题，确保环境不受伤害。

（2）加强固控，减少废弃物的排放：

固控可以改善钻井液的性能，从根本上减少废弃物。

固体含量的不同对钻井液性能有很大的影响，如流变性、粘度、动切力、密度等。

通过固控，改善钻井液的性能，使得钻井液性能按要求的方向转变，一方面可以加快钻进速度，减少钻井液的用量。

另一方面可以减少废弃物的排放量。

这主要还是加强四级固控的管理，对固控设备合理搭配、合理利用，利用高效固控设备。

（3）开发综合利用新技术：

钻井废弃物的综合利用还具有一定的潜力。

应该利用现有的科学和技术在废弃钻井液处理时向综合利用出发，这样既保护了环境又开发了资源。

如焚烧钻井废弃物后留下的灰烬，根据其特点经过适当的加工后，变成可利用的建筑材料（当然，这只能是适用于钻井废弃物集中处理的场所）。

比较分散的地方，钻井废弃物的处理应尽量向优化土壤的方面转化。

如将钻井废弃物经过一定的技术处理转化成为可供植物利用的肥料等。

（4）降低成本，优化环境：

废弃钻井液处理成本高一直是困扰石油工业发展的一个重要因素。

如何降低成本，优化环境工程，提高效益，仍然是一个有待解决的问题。

这里值得注意的问题是要综合考虑其成本和效益，不能从单方面去考虑。

（5）加强井场废弃物的管理：

国外对井场废弃物的管理要求非常严格，制定了一系列的方针、政策和措施，并且按要求执行，同时加强了环境和作业的监控、监督和评估，确保环境稳定。

中国在这方面做了大量的工作，取得了很好的效果，但国外的许多技术和经验还是值得学习和借鉴的。

同时可以开发许多先进的管理方法。

1.4　固化技术概述及应用

1.4.1　什么是固化技术以及它的优点

固化法是向废弃钻井液中加入固化剂，使其转化为泥浆或胶结强度很大的固体，将有害废物稳定化后就地填埋或作为建筑材料等。

其中固化所用的惰性材料叫固化剂，有害废物经过固化处理所形成的固化产物为固化体。

它主要用来处理放射性废物、有毒有害废物如电镀污泥、砷渣、汞渣、氰渣、铬渣和镉渣等。

该方法现在被认为是一种比较可靠的治理废弃钻井液污染的好方法。

对于治理难度最大的COD、Cr、PH值和总铬污染最为有效，根据固化物毒性测定，能够达到国家工业废水排放标准。

目前也颇受石油行业的重视。

固化法所用的化学固化剂分为有机系列和无机系列两大类。

有机系列固化剂包括脲醛树脂、聚脂、环氧乙烷、丙烯酰胺凝胶体、聚丁二烯等；具有应用范围广，适用于多种类型废物的处理，且有固化有机废物效果好的优点；但处理费用较高，可能会引起有机固化剂降解，且该类固化剂使用时，需配用乳化剂等缺点。

无机固化剂有波特兰水泥、波特兰水泥混合物以及近年选用的磷石膏等，它的优点是:

原料价廉易得，使用方便，处理费用低，固结、解毒效果好，稳定周期长（可达10年以上），原料无毒，抗生物降解，低水溶性及低水渗透性，固结物机械强度高，对高固相含量废物的处理效果好等。

缺点是，常在特定条件下使用，适用范围窄，固化剂用量大，使处理后得体积增加。

固化剂使危害性成分稳定住的原因可能有两种:

一是将可溶性的成分转化为难溶性的；另一种是把有害成分用土壤封闭、包裹在其中，从而达到降低其淋浴、沥滤性及迁移作用。

选用固化剂应使其与废物的混合比达到最小，这样不仅费用减少，而且可抑制固化后的产物体积过大。

对于含水量最高的废弃钻井液，可以结合固液分离技术，以取得最佳的处理效果。

适用的钻井液体系主要为膨润土型、部分水解聚丙烯酰胺、木质素磺酸铬、油基钻井液等。

现在对废弃钻井液的固化已有许多成熟的技术，可用于不同废钻井液的固化。

利用有机和无机固化剂固化处理油田污泥技术，是近几年治理污泥的重要措施之一，它在一定程度上解决了油田污泥的堆放和有毒物质的迁移、扩散问题，但固化后的污泥堆放需占用大面积土地，造成了资金方面极大的浪费，而且有机固化剂的加入有可能带来二次污染。

例如，一个日产2800吨的油田，日产污水12000M3，经脱水处理后污泥日产量为20－30吨，年污泥存放、排污等费用高达60万元以上，因此，这种方法没有从根本上解决油田污泥污染和利用的问题。

那么，只有将固化处理后的油田污泥应用于农林业、建筑业等方面，才能从根本上解决污染问题。

其中主要的利用方向是建筑材料的研究，即以油田污泥为主要原材料，采用一定的生产工艺生产建筑材料，或生态建筑材料，如油田污泥新型路面或墙体材料，适用于铺路、筑坝等多种用途。

一方面变废为宝，资源再利用，为社会创造财富；另一方面防止污染，保护生态环境，是一项符合国家产业化政策的可持续发展技术。

1.4.2　固化技术的发展现状

四川油田川西南矿区是以水泥、硅酸盐及硫酸盐或氯化物作为固化剂，利用井场现有的循环罐、钻井液搅拌器、钻井液泵、加料斗、循环管道等作为处理设备，固化2~7d，强度可达1.2MPa以上，水冲不垮，经固化处理后钻井液中有毒、有害物质被固结起来，其表面覆土则可以退耕还田。

该油田使用高效经济的絮凝剂KW系列产品处理各类型油气田钻井污水，该絮凝剂可压缩颗粒表面双电层，使其电荷中和化；同时又利用本身特殊的官能团和较长的分子链进行吸附桥连作用，最终破坏污水的胶体体系，实现化学脱稳脱水的目的。

通过应用适合于各种类型油气田污水的高效絮凝剂KW系列产品，加上混凝、离心、压滤、吸附、深化处理等工艺最终达到使处理后的各类型钻井污水达到国家一级排放标准,实现环保处理和排放的目的。

使用新研制的高效经济的固化剂KG系列产品实现对废泥浆、钻屑和污泥的固化处理。

该固化剂原料易得、价廉无毒，使用方便,处理费用低，固结、解毒效果好，固结物的机械强度较高，水溶性及水渗透性较低，抗生物降解，稳定周期长（可达10年以上），对固相物含量较高的废钻井液的处理效果特别好。

辽河油田钻采院在1990年为处理压力密闭取心带放射性氚的废钻井液时采用了四川局的又一项专利“钻井废钻井液固化处理技术”。

中国比较成型的固化剂为XG钻井液固化剂，XG固化剂加量少，适用范围大，可用于不同体系的废钻井液固化处理；它可以在24h内使废弃物固化，效果良好。

另外一种成型固化剂HB-1具有更好的固化效果，在2h内就可以将废弃物固化。

2002年3月举行的石油工程师学会（SPE）国际会议中就有一篇报告专门就含盐钻屑的固化处理技术作了论述。

含盐钻屑对土地环境的影响是很大的，会使土地盐碱化。

因没有其它很好的处理方法只能将其固化。

一是采用自然固化，二是采用加压固化。

实验室内都取得了很好的效果。

现在正进行工业化扩大实验。

第2章　固化作用机理的探讨

向水基废钻井液或钻井液沉积物中加入固化剂，使之转化成象土壤一样的固体（假性土壤）填埋在原处。

这种方法能较大程度地减少废钻井液中的金属离子和有机物对土壤的侵蚀，从而减少废钻井液对环境的影响与危害。

目前使用得最多是以水硬材料为主体的无机固化剂，有波特兰水泥、波特兰水泥混合物、其最大特点为费用低、固化效果好。

根据水硬材料的凝结机理，水化初期纯水硬材料遇水发生水化反应，水硬材料中的硅酸二钙，硅酸三钙水化生成低硅钙比的水化硅酸钙（CSH）。

加入的水硬材料Si

，A

等活性物质，在水化中受到泥浆中的碱性激发，可以分别生成（CSH）凝胶和水化铝酸镁类物质，其化学反应机理为：

活性Si

Ca（OH

+aq→

CaOSi

O+aq

活性A

Ca（OH

+aq→

CaOA

O+aq

受到碱性激发生成的

CaOA

O，又会受到废泥浆中重晶石粉等硫酸盐含量高的物质的激发，生成单硫型的水化硫铝酸钙（AFt）等产物，可以进一步提高废泥浆体系的胶凝组分和硬化质量，形成复合激发机理：

CaOA

O+CaS

·2

O+aq→3CaOA

CaS

·2

O+aq

水化初期以凝聚网状结构为主，使水硬材料浆液失去流动性和部分可塑性，导致凝结，但胶结能力较差。

水化后期CSH不断增多，以晶体结构为主，以微晶体的相互接触连生，并贯穿于整个浆体。

由于接触连生是依靠结合力比较强的化学键来进行的，因此具有比初期高得多的强度，水硬材料结石的强度主要在该阶段产生。

同时油田污泥的主要成分碳酸钙也于水硬材料中的

A反应生成水化碳铝酸钙，使胶结强度进一步增加。

钙矾石（

A·3

）呈细长晶体，晶体间相互交叉，具有较大的接触面，有很好的骨架作用，同时生成的凝胶填充在晶体相互交叉之间的空隙处，使固化材料的孔隙分布趋于细化。

钙矾石呈细长晶体与水化硅酸钙一起形成空间结构，使固化物的结构更加致密。

根据水硬材料水化理论，水化材料的水化程度（最终强度效果）取决于钙矾石的晶体矿物形成的数量和质量。

水化过程中将消耗较多的O

、

，除油田污泥可以提供一部分外，主要是固化剂的加入满足了生成CSH凝胶对两种离子浓度的需求，水硬材料中一般含有大量的

，与废浆液混合后，浆液中的活性土一小部分作为生料参与水硬材料的水化反应，其余大部分被彻底钙化，失去水敏性，并成为整个固结体的一部分，转变为永久惰性物质。

同时固化剂中的石膏能与水硬材料中的铝相反应，生成针刺状钙矾石晶体，从而奠定了固化材料的强度基础。

　　钻井液具有胶体体系的基本特征，污染物在其中呈稳定状态，其中的有机物具有较好的水溶性。

若对其进行直接固化处理，有机物的分子形态未发生改变，固化体经水浸泡后，其中的有机物会从固相向水相转移，污染水体，特别是聚磺盐水钻井液体系采用常规方法固化后污染物还是超标。

因此，有必要加入化学药剂降低有机物的水溶性，使其固化后不容易从固相转移到水相。

废钻井液中加入破胶剂聚铝后，一方面它电离出的阳离子对颗粒表面的负电荷有中和作用，可以降低粘土颗粒表面的负电荷，降低Zeta电位，减少颗粒间的斥力，使其稳定性减弱或失去稳定性；另一方面阳离子可被高分子材料的阴离子基团吸附（电性中和），降低高分子链内的斥力，使高分子链发生卷曲，将失稳的粘土颗粒包裹起来并从钻井废液中分离出来。

这套配方填加的生石灰主要是利用生石灰与泥样发生物理化学反应，使土中的粘粒成分发生质的变化，加入石灰的同时加入助剂，能较大幅度地提高固化后坯体强度，其中的

·3

O相互作用生成的针状钙矾石也有利于固化后坯体强度的提高。

粘粉内的石膏成分能够起吸水交联的作用，提高固化体强度。

综上所述，水化结晶体3CaO·Si

内包进了污泥微粒，即有害物质被封闭在固化体内，从而达到无害化、稳定化的目的。

第3章实验原料与实验方法

3.1　实验原材料与实验器具

油田污泥：

考虑到没有专门车辆运送和废钻井液毒性，本试验用的是现配泥浆，其中膨润土含量5%，碳酸钠含量0.5%，搅拌器搅拌4-6小时后养护24小时即可。

固化剂配方按其作用分为四种：

硬化剂，助凝剂，破胶剂，吸水剂。

硬化剂：

普通硅酸盐水泥。

助凝剂：

建筑用家乐牌粘粉，粘粉是一种以石膏为主要原料，加以多种添加剂混合制成的无机粘合材料。

其主要成分为石膏和添加剂，外观为白色粉末。

具有无毒无害、无污染，粘合速度快，早期强度高的特点。

破胶剂：

聚合氯化铝（简称聚铝）[英文名称]PolyaluminiumChloride，缩写为PAC。

吸水剂：

建筑用石灰。

其它药品：

氯化钠，氯化钙，PAM（聚丙烯酰胺），硫酸铝，硫酸，水玻璃（水玻璃是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的可溶性碱金属硅酸盐材料，又称泡花碱）。

实验器具：

游标卡尺，普通纸杯若干，针入度测量器，量筒，泥浆搅拌器，电子天平。

3.2　实验方法

3.2.1　固化实验：

以泥浆为主要原料，普通硅酸盐水泥为固化材料，其它三种作为添加剂按照一定的比例将其混合并搅匀，倒入纸杯模具中自然干燥。

3.2.2　针入度测定：

用一根重230g端面直径5.8mm的铁棒距离被测固化物表面70mm高处自由落体，给固化物表面砸出深坑，有游标卡尺尾端测量其深度，重复三次取平均值。

3.3　实验步骤

3.3.1　单一普通硅酸盐水泥的固化效果

　　取100ml钻井液，分别加入10g、15g、20g、25g、30g水泥，搅拌均匀，倒入固定模型容器中，观察其凝固情况，结果见表3-1：

表3-1不同加量水泥的固化

编号

水泥加量/g

凝固时间/d

针入度/mm

∞

15.0

7.4

5.8

3.3

由上表分析得出，随着水泥加量的增大，参与水化的水硬材料比例含量增加，废浆碱性增强，更能激发水硬材料中的活性物质生成CSH，使固化时间缩短，同时生成的钙矾石数量增多，使固化效果变好。

但水泥呈碱性，加量增大会使碱性增加，不利于土地填埋复耕，同时考虑成本问题需控制水泥加量。

3.3.2　水泥与助凝剂的配合作用效果

表3-2水泥与粘粉配合作用

编号

水泥加量/g

粘粉加量/g

10天后针入度/mm

11.4

9.2

10.3

5.4

粘粉内的石膏成分能够起吸水交联的作用，还能与水硬材料中的铝相反应，生成针刺状钙矾石晶体使固化强度提高。

从上表与表3-1对比可以看出粘粉的加入对固化强度影响还是很明显的。

3.3.3　水泥与助凝剂与吸水剂配合作用效果

表3-3　水泥、粘粉、石灰配合作用

编号

水泥加量/g

粘粉加量/g

石灰加量/g

10天后针入度/mm

∞

5.9

续表3-3

编号

水泥加量/g

粘粉加量/g

石灰加量/g

10天后针入度/mm

6.8

3.9

3.8

石灰与

·3

O相互作用生成的针状钙矾石有利于固化后坯体强度的提高，从上表与表3-2进行对比不难看出吸水剂的引入使固化强度再一次得到提高。

3.3.4　固化添加剂筛选

　　为了降低水泥加量节约成本，选取破胶剂。

方法是取钻井液100ml于塑料杯中，在一边

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