科鉆一井采用的鉆進(jìn)方法主要有取心鉆進(jìn)、擴(kuò)孔鉆進(jìn)和全面鉆進(jìn)，不同的鉆進(jìn)方法需要采用不同性能的鉆井液，以保證鉆進(jìn)工藝的實施。擴(kuò)孔鉆進(jìn)和全面鉆進(jìn)采用的是牙輪鉆頭，產(chǎn)生的巖屑顆粒較大(2～5mm)；而取心鉆進(jìn)采用金剛石鉆頭，產(chǎn)生的巖粉非常細(xì)(5～lOOμm)。在全面鉆進(jìn)和擴(kuò)孔鉆進(jìn)時采用轉(zhuǎn)盤驅(qū)動，轉(zhuǎn)速較低(30～60r/min)，而取心鉆進(jìn)主要采用井底螺桿馬達(dá)和液動錘驅(qū)動，轉(zhuǎn)速較高(160～200r/min)。全面鉆進(jìn)時鉆井液的泵排量為25～35L/s;取心鉆進(jìn)的鉆井液排量為9～I(xiàn)IL/s。鑒于上述情況，不同的鉆進(jìn)方法對鉆井液性能的要求相差較大，全面鉆進(jìn)和擴(kuò)孔鉆進(jìn)要求泥漿的攜帶性能要好，能將鉆進(jìn)形成的較大顆粒巖屑及時排除，以提高鉆進(jìn)效率；取心鉆進(jìn)要求鉆井液性能不僅有利于攜帶巖屑，停止循環(huán)時要能夠懸浮巖屑，同時還要滿足作為井底動力系統(tǒng)驅(qū)動介質(zhì)的要求。從現(xiàn)場鉆井液制備和管理的角度考慮，要求制備簡單、性能調(diào)整容易和管理方便；從節(jié)約成本，減少排放的角度出發(fā)，現(xiàn)場最好采用單一的鉆井液體系，鉆進(jìn)工藝變化時，不需要更換鉆井液體系，僅通過簡單的性能調(diào)整就能夠滿足鉆進(jìn)工藝變化的要求?？沏@一井采用了專門研究和設(shè)計的LBM-SD鉆井液體系，完成了取心鉆進(jìn)、擴(kuò)孔鉆進(jìn)和全面鉆進(jìn)。
 
  科學(xué)鉆探采用的鉆井液除滿足鉆探施工的基本要求外，還需滿足科學(xué)實驗、測井和錄井方面的要求，總體要求如下：①不能含有影響科學(xué)試驗、測井和錄井的化學(xué)成分；②對環(huán)境安全影響??；③潤滑性能優(yōu)良、成本低；④能夠有效地減緩井下的復(fù)雜情況，包括高溫和高壓；⑤具有較強(qiáng)的加重承載能力，包括轉(zhuǎn)化成鹽類鉆井液體系；⑥固相含量低，減少對測井、聲波傳遞和圖像接收的干擾，避免堵塞鉆具；⑦攜帶巖屑能力強(qiáng)，形成的泥皮薄而韌性好。
 
  在科鉆一井的鉆遇地層中，主要以榴輝巖類、副片麻巖、正片麻巖類為主。上述巖性均為非水敏性巖石，且滲透率極小，除一些破碎井段有坍塌和掉塊外，鉆井液對水敏地層的抑制性沒有特殊的要求。但上述巖石的硬度和研磨性很高，在取心鉆進(jìn)中形成的巖粉粒度非常細(xì)，且密度高(3.5～3. 8g/cm3)，要求鉆井液應(yīng)具有良好的潤滑性能，以減小井壁對鉆具的磨損；由于巖粉的密度高、粒度細(xì)，要求鉆井液應(yīng)具有良好的攜帶能力和懸浮能力，及時將鉆進(jìn)中形成的巖粉輸送到地表，通過固控設(shè)備清除，以提高鉆進(jìn)效率，防止埋鉆和卡鉆。采用石油鉆井常規(guī)的固控設(shè)備是不能有效清除金剛石鉆進(jìn)形成的巖粉，因此，必須選用高效的固相清除設(shè)備和方法。
 
  鉆遇的大部分井段是完整的，在這些完整的結(jié)晶巖地層中是不存在地層壓力的，但在鉆進(jìn)過程中遇到了數(shù)個破碎帶和漏失層位。雖然采用惰性材料堵漏，解決了漏失問題，可以維持鉆井液的循環(huán)，但這些被封堵的漏失井段的漏失壓力仍然較小，容易在鉆進(jìn)中造成重復(fù)漏失。因此，必須嚴(yán)格控制鉆井液的密度和流變參數(shù)，盡可能減小鉆井液的循環(huán)壓力。
 
  在鉆進(jìn)施工中，鉆孔結(jié)構(gòu)關(guān)系到鉆井液的性能和鉆進(jìn)工藝參數(shù)。施工中要盡可能保持鉆井液的流動狀態(tài)一致，應(yīng)避免局部流動狀態(tài)的突變。通常不能“一徑到底”，往往要下人幾層套管，在套管與裸眼的變徑部位鉆井液容易形成渦流，導(dǎo)致巖屑的堆積，當(dāng)堆積到一定量后會突然塌落，造成埋鉆或卡鉆，引起井內(nèi)事故。在鉆柱與井眼之間的環(huán)空里，鉆井液的流動狀況對鉆井工況的影響也非常突出。不僅關(guān)系到巖屑的懸浮和攜帶，而且關(guān)系到井壁的穩(wěn)定、鉆井液的循環(huán)壓力損失和井底動力鉆具的工作狀況。
 
  在先導(dǎo)孔取心階段，為了保障巖屑的攜帶，在Φ339. 7mm 的套管內(nèi)下入了一層Φ244. 5mm (95/8in)活動套管，主要目的是為了改善鉆井液的流動狀況，提高上返速度。盡管如此，取心鉆進(jìn)的井眼直徑是Φ157mm，而Φ244. 5mm活動套管的內(nèi)徑是Φ222. 4mm，采用Φ89mm鉆桿取心鉆進(jìn)，在兩種不同直徑的井眼內(nèi)，鉆井液的上返速度相差2.5倍。在主孔取心鉆進(jìn)階段，2019m以上井段下入了Φ193. 7mm 活動套管，仍存在較大的鉆井液上返速度差。
 
  因此在設(shè)計鉆井液的性能時，必須要考慮在不同井眼條件下，保證巖屑的攜帶。