当钻井承包商必须在设备上工作时，他们很清楚完成工作所需的工具。例如，仅用一个十字螺丝刀或9⁄16英寸扳手是不可能撕开泥浆泵并更换活塞和衬套的。要完成这项任务，需要很好的工具集合，每个工具都是为特定目的设计的。如果没有一整套所需的工具，这项工作将变得更加困难，在某些情况下甚至是不可能的。

同样的原理也适用于钻井液。钻井承包商将高产量的膨润土倾倒到水中，称之为钻井液，并期望它具有所有所需的功能，如悬浮和运输岩屑，控制流体流失以保持井眼稳定，和/或控制活性粘土。就像维修泵所需要的工具一样，纯碱、膨润土钻井液产品、聚合物和添加剂都是为特定目的设计的工具，如果没有使用合适的工具，工作就会变得更加困难，甚至在某些情况下是不可能的。

一个例子是笔者/钻井液专家在墨西哥访问的一个水井钻井项目。承包商当时正在钻一个直径16英寸的洞，结果被卡在了1500英尺深的地方，之后不得不将钻柱的其余部分打捞出来。土壤条件是沙子和大砾石，所有他们运行的是膨润土和水(不是怀俄明膨润土，顺便说一下)。失水量超出了记录(这就是为什么他们无法保持井眼畅通)，凝胶强度几乎不存在(无法悬浮砂砾)。更糟糕的是，他们没有足够的泵容量来提供足够的环空上升速度，将岩屑输送到地面(即使有优质钻井液)。

另一个例子是佛罗里达州的一个水平定向钻井项目，承包商在沙子中钻井，只使用高产的膨润土和水(佛罗里达的水非常坚硬)。当我和我的一个经销商到达现场时，我立即注意到，在他们刚刚开始进行后铰/回拉作业时，移除钻杆时，钻井液会浸入进井的砂粒中。具有讽刺意味的是，承包商说他从未使用过纯碱或聚合物，他认为这只是浪费钱。随着回拉的推进，我观察到旋转扭矩和回拉压力如何迅速攀升。我告诉我的经销商，他们可能会被卡住，这发生在后铰/回拉过程的一半。承包商不得不挖出扩眼器(幸运的是，扩眼器足够浅)，并将项目分成两个井眼，因为他缺乏控制漏液和维持井眼稳定的凝胶强度。

在上述两个钻井项目中，失败的成本很高，但很容易避免，失败的原因是没有使用正确的工具。两家承包商都希望只用高产量膨润土就能完成大量任务，但最终的结果是时间和金钱的损失。许多承包商错误地认为，只要下入一种较稠的钻井液，就可以解决因失液控制不良而引起的井眼稳定性问题，并有助于悬浮岩屑，但我曾见过粘度超过165秒的钻井液，在凝胶强度或失液控制方面几乎没有什么作用。

图1显示膨润土钻井液与未经处理的硬水混合。注意当钻井液处于静止状态时，顶部的清水。这表明膨润土血小板聚集在一起(絮凝)并脱离悬浮，这种钻井液无法发挥维持井眼稳定或悬浮钻屑所需的功能。在图2中，左边的例子是上述样品的压滤结果(表示失液程度)。右边的例子来自一种钻井液，在这种钻井液中，水经过纯碱预处理，并使用聚阴离子纤维素聚合物(PAC)来加强对滤失的控制。请注意在100 psi下运行测试30分钟后所释放的液体量的差异。滤失量越高，流体维持井眼稳定性的能力就越弱。此外，通过观察两个滤饼，我们可以看到液体与未经处理的硬水混合后产生了一个厚而高渗透性的滤饼，正好占据了井眼所需的空间，而右边的样品很薄，但密封非常好，可以提供极好的井眼稳定性。

用适量的纯碱(每100加仑水加1磅)对混合水进行预处理是必要的，这可以确保膨润土发挥其应有的作用。下一步是识别土壤条件，并将钻井液和流速与土壤条件匹配。在粗土、非活性土(砂砾、岩石)中钻井时遇到的问题包括失液、井眼稳定性和悬浮。PAC聚合物可以有效控制滤失，对钻井液粘度影响最小，而凝胶强度增强剂可以显著提高凝胶强度/悬浮，而不增加钻井液粘度(粘度较高的钻井液会增加环空压力)。细小的活性土壤(如粘土)容易粘住和膨胀，导致钻头起球和扭矩。合成粘土抑制聚合物可以解决活性粘土的问题，减少扭矩和/或钻头球化。

使用纯碱、聚合物和添加剂的成本与不能在遇到的各种土壤中发挥所需功能的钻井液所造成的问题相比就相形见绌了。如果承包商对这些产品和如何使用它们有疑问，他们应该联系他们使用的钻井液产品的制造商，以获得技术援助。纯碱、聚合物和添加剂是帮助钻井液与土壤条件匹配的工具，就像工具箱中的工具一样，如果使用正确，将为承包商节省大量的时间和金钱，并减少钻井设备的磨损。