(一)润滑性能好
钻孔越深,钻杆柱与孔壁的摩擦阻力越大,导致钻柱磨损严重,易产生疲劳破坏,钻机扭矩增大,钻压传递效率降低,加剧套管的磨损速度。常用的水基泥浆摩擦阻力较大,不能满足钻进需要。提高泥浆润滑性能是减少钻进摩阻的重要方法之一,深部钻探要求泥浆应有良好的润滑性能。
(二)悬浮、携带岩粉能力强
与常规浅孔相比,深部钻孔中泥浆量相对较多,囤积的岩粉量也多;提下钻时间长,岩粉在泥浆中静止的时间也长,如果泥浆悬浮岩粉的能力弱势必导致钻孔淤积、静水压过高等问题。施工中发生断钻具、掉钻头事故是常见的事,往往钻具会放置孔底数小时甚至更长。如3000m孔深一次断钻杆打捞作业就达15h以上,若孔内泥浆悬浮岩粉能力差,就会造成岩粉埋钻事故。因此,深部钻探的泥浆在静态条件下悬浮岩粉的能力十分关键。
如果深孔钻进过程中泥浆不能及时将孔内的岩粉携带至地表清除,也易造成孔内烧钻、埋钻事故,同时影响泥浆性能及钻孔的润滑性。
(三)流变特性好
浆液的流变性对钻进、排粉、孔壁稳定、钻孔漏失及流动阻力(压力损失)等均有重要影响。深部钻探在确保复杂地层安全钻进的前提下,要提高机械钻速就必须保证泥浆具有良好的剪切稀释作用。尤其绳索取心钻进要求泥浆具有低固相含量,低黏度、低动切力、高静切力,良好的流变特性有利于清除、悬浮岩屑,防止绳索取心钻杆内壁结垢,减小钻进时环空阻力,以提高机械钻速。
(四)抗温性能强
随着孔深的增加,地层温度逐渐上升。按常规地温梯度推算,钻探3000m的钻孔孔底温度就达90℃左右,若遇地热异常温度就更高。因此在配制泥浆时必须考虑到温度产生的不利影响。
在高地温条件下,泥浆中的黏土易发生激化分散或钝化固结,使泥浆丧失流变性;易加速有机处理剂的氧化、降解,使有机高分子因降解(裂解断链)失去作用,引起泥浆失水量显著上升而破坏流动性;易加剧分子热运动,降低分散介质黏度,因处理剂分子吸附平衡发生移动,水化基或离子的去水化作用等物理变化及物理化学变化使泥浆黏度下降,失水量增大。高地温还会增加可溶性盐的溶解而污染泥浆,破坏其性能及稳定性。所以,深部钻探必须使用强抗温性能泥浆。
(五)护壁性能好
孔壁的稳定性是影响钻进效率和钻孔质量的重要因素。由于受地质构造、所处环境的物理化学作用及水文地质条件的影响,许多钻孔处于孔壁不稳定和泥浆漏失的客观环境下,若护壁技术不当,往往会造成钻进困难,甚至孔内事故。深部钻探一般在复杂地层情况下的上部和中部孔段以套管护壁为主,下部主要依靠泥浆护壁。在下部孔段钻探施工时,若遇到破碎、裂隙发育、漏失、涌水等情况,必须靠泥浆护壁来保证孔壁的稳定性,否则易造成钻孔坍塌、掉块、超径等现象。
(六)地表净化程度高
深孔钻进产生的大量碎屑、岩粉将在泥浆中混入大量无用固相,破坏泥浆性能,造成孔内不稳定,机械钻速下降,酿成孔内事故。所以,应加强泥浆地表净化处理,地表净化程度的高低是保持泥浆性能稳定与否的关键。