泥饼粘附-粘滞强度（ACBS）和粘附-粘滞模数（ACM）的实验测定

为了测定不同泥浆体系所形成泥饼的粘附-粘滞强度(ACBS)和粘附-粘滞模数(ACM)，开发研制了一种独特的测试程序和一套新型的测试装置。测试装置是一台Wyke—ham Farrance无级压缩机，测试时它将柱形压块嵌入泥饼基质一定深度，然后施加一个提拉力将压块从泥饼中拔出。有一个数字式仪表能记录加载和提拉过程中压块的嵌入深度和位移，同时有一台电子天平记录嵌入和提出过程中作为位移函数的压力和提拉力。此外，还有一个千斤顶可将泥饼提升到预定高度，而一个计算机数据自动采集系统则能记录测试数据并监测测试过程。实验测试结果表明，嵌入深度相同而成分不同的泥饼，其ACBS和ACM会有明显不同。提拉力的大小及其与嵌入面积减少量的关系曲线形状，受控于泥饼材料的粘附和粘滞力及其性质。电解质的存在能明显影响金属与泥饼以及矿物与矿物的结合力。阳离子的水合离子直径对泥饼的粘附和粘滞性质也有一定影响。泥饼基质中存在重晶石能够明显增大泥饼的ACBS和ACM，其原因可能是重晶石颗粒的填充和质量粘附效应以及分子间作用力。研究了三种降失水剂对NaCl-膨润土泥饼ACBS的影响，它们是改性淀粉、CMC和PAC。在NaCl-膨润土泥浆中加入CMC和改性淀粉，其泥饼的ACBS和ACM几乎没有变化，而在NaCl-膨润土泥浆中加入PAC，其泥饼的ACBS有一定增加，但ACM明显减小。这此测试结果在不同泥饼对钻具、扩眼器、稳定器、钻头以及斜井和水平井眼的钻屑间的结合力方面提供了极有价值的资料。这些测试方法可用于筛选钻井泥浆添加剂，而本文的研究结果则可用于设计有理想泥饼质量的钻井液。