井壁穩定、井眼規則是實現安全、優質、快速鉆井的基本條件。性能良好的鉆井液應能借助于液相的戰失作用。甲酸鉀鉆井液中離子濃度高,自由水較小,水的活度低引入松散、裂隙發育、易坍塌掉塊、遇水膨脹剝落等孔壁不穩定巖層會大幅降低其體系活度從而發揮防塌效果。
1.拼帶和懸浮巖厲
甲酸鉀配制鉆井液就是通過循環,將井底被鉆頭破碎的巖屑拼帶到地面,保持井眼清潔,保證鉆頭在井底始終接觸和破碎新地層。不造成重復切削,保持安全快速鉆進。在接單根、起下鉆或因故停止循環時,甲酸鉀鉆井液又能將留存在井內的鉆屑懸浮在環空中。使鉆屑不會很快下沉,防止沉砂卡鉆等悄況的發生。
2.平衡地層壓力和巖石側壓力
在鉆井工程設計和鉆進過程中,需要通過不斷調節鉆井液密度,使液柱壓力能夠平衡地層壓力和地層側壓力,從而防止井噴和井塌等井下復雜悄況的發生。使用甲酸鉀鉆井液在井壁上形成一層薄而韌的泥餅,穩固已鉆開的地層。并阻止液相侵人地層,減弱泥頁巖水化膨脹和分散的程度。
3.冷卻和潤汾作用
鉆進時,鉆頭一直在高沮下旋轉破碎巖層。產生大盆熱量,鉆具也不斷與井璧草攘而產生熱量。通過甲酸鉀鉆井液的循環,將這些熱最及時帶走,從而起到冷卻鉆頭、鉆具。延長其使用壽命的作用。由于鉆井液的存在,使鉆頭和鉆其均在液體內旋轉,因此在很大程度上降低了摩擦限力,起到了很好的潤滑作用。
4.傳遞水動力
鉆井液在鉆頭噴嘴處以極高的流速噴出,所形成的高速射流對井底產生強大的沖擊力,從而提高了鉆井速度和破巖效率。高壓噴射鉆井就是利用這個原理,顯著地提高了機械鉆速。在使用潤輪鉆具鉆進時,甲酸鉀鉆井液由鉆桿內以較高流速流經渦輪葉片,使渦輪旋轉并帶石。