鉆井液的性能為了正確使用鉆井液，對甲酸鉀鉆井液的了解首先需要對基本性能有正確的認(rèn)識。一般用密度、粘度、切力、失水量、泥餅、pH值、穩(wěn)定性、膠體率、含鹽量和含砂量等項指標(biāo)來表示鉆井液性能的好壞，這些指標(biāo)直接影響鉆井質(zhì)量和鉆井速度。為了快速打出優(yōu)質(zhì)井，必須針對不同的鉆井情況和要求調(diào)整好鉆井液的性能指標(biāo)。
對于一般井，著重要求提高鉆速、安全鉆井；對于深井，還要能夠做到充分暴露油氣層；對于生產(chǎn)井，還要做到保護(hù)油氣層,提高產(chǎn)量。這些要求都需要通過制定合理的鉆井液性能指標(biāo)來實(shí)現(xiàn)。
1.密度鉆井液密度是指鉆井液單位體積的質(zhì)量，一般用符號ρ表示，習(xí)慣上單位用g/cm3。鉆井液柱對井壁和井底產(chǎn)生的壓力可以平衡地層壓力、防止井噴、穩(wěn)定和保護(hù)井壁,同時可防止高壓油、氣、水侵入鉆井液破壞其性能，使井下情況復(fù)雜化。調(diào)節(jié)鉆井液密度可以控制液柱產(chǎn)生的壓力。鉆井液密度過大會增大動力消耗,降低鉆速,憋漏地層,傷害甚至壓死油氣層，因而鉆井液密度不能過高。在可比條件下，密度下降0.1～0.2g/cm3，鉆速可提高10%以上。因此，國外目前盡量采用低密度鉆井液鉆井。
2.粘度、觸變性和切力1)粘度鉆井液粘度是流動時鉆井液中固體顆粒間、固體顆粒與液體之間以及液體分子之間的內(nèi)摩擦的反映。由于測量方法不同，有不同的粘度值。目前最常用的是塑性粘度。
塑性粘度是指在層流流動狀況下，鉆井液中固相顆粒間、固體與液體分子間的內(nèi)摩擦以及液體本身受剪切所產(chǎn)生的流動阻力的總和。用旋轉(zhuǎn)粘度計測定，單位用mPa·s表示。
影響塑性粘度的主要因素是鉆井液中所含固體顆粒的數(shù)量、大小以及粘土礦物的類型。固體顆粒多、粒度細(xì)，比表面增加，內(nèi)摩擦增大，塑性粘度必然增加。降低塑牲粘度最有效的辦法是用水稀釋或通過機(jī)械降砂的辦法降低固相含量。
鉆井液的粘度要適當(dāng)。粘度太低，不利于攜帶巖屑；粘度太高則會帶來許多問題，如：(1)使流動阻力增大、泵壓上升、排量下降，井底清洗效果變差，以致于嚴(yán)重影響鉆速。(2)造成清砂和降氣工作困難。(3)易引起泥包鉆頭，造成“拔活塞”或卡鉆。(4)下鉆后開泵困難，循環(huán)壓力高，易憋漏地層。因此，必須根據(jù)鉆井速度、動力設(shè)備和所鉆地層的實(shí)際情況選擇合適的粘度。
2)觸變性和切力鉆井液的觸變性是指鉆井液攪拌后變稀、靜置后變稠的這種特性。鉆井液在停止攪拌后，由于粘土顆粒形狀不規(guī)則、性質(zhì)不均勻，粘土顆粒間能形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，慢慢失去流動性，并且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度隨靜止時間的延長而增加。用力攪拌可以破壞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使鉆井液重新恢復(fù)其流動性。這就是觸變性的一般機(jī)理。這種情況在鉆井中經(jīng)常出現(xiàn)，如鉆進(jìn)時鉆井液不斷循環(huán)，粘度較低；而起、下鉆時鉆井液停止循環(huán)，粘度就增大。
鉆井液的觸變性可用靜切力來表示。靜切力是指破壞每平方厘米鉆井液的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)所需的最小力，單位為mg/cm2。鉆井液靜切力的大小可用切力計進(jìn)行測定。
由于鉆井液具有觸變性，則靜止時間不同，靜切力也不同。一般測兩種靜止時間的切力：靜止1min后所測切力值為初切；靜止10min后所測切力值為終切。1min與10min切力值的差異是由觸變性所決定的，故其差值能描述鉆井液觸變性的大小。
鉆井液流動時，部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被破壞，同時另一部分的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)又在恢復(fù)，最終形成一種動態(tài)平衡。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的存在使鉆井液具有一定的膠凝強(qiáng)度。度量動態(tài)平衡狀態(tài)下網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大小的量稱作動切力。動切力是鉆井液在層流狀態(tài)時一項非常重要的性能參數(shù)，它對流動阻力及運(yùn)輸巖屑的能力影響最大。動切力受粘土粒子表面性質(zhì)、固相濃度和固相表面帶電性質(zhì)等因素的影響。常用旋轉(zhuǎn)粘度計測定，單位為g/cm2。
3.失水量與泥餅在鉆井過程中鉆井液的失水可分為靜失水和動失水。一般動失水是指鉆井液流動循環(huán)過程中的失水。循環(huán)中泥餅有一個形成過程，從建立、增厚直到平衡，在這個階段的失水都屬于動失水。靜失水是指靜止?fàn)顟B(tài)的失水量，地面測量的失水就是靜失水。起鉆時鉆井液停止循環(huán)，泥餅隨著失水量的增加有所增厚，隨著泥餅增厚失水量又有所減少，這個階段屬于靜失水。鉆井過程實(shí)際上是靜失水與動失水交替變化的過程。
綜上所述，甲酸鉀鉆井液的作用及成分鉆井液在鉆井工程中的主要功用是：(1)清洗井底，攜帶巖屑；(2)冷卻和潤滑鉆頭、鉆柱；(3)形成泥餅，保護(hù)井壁；(4)控制與平衡地層壓力；(5)懸浮巖屑和加重劑；(6)提供所鉆地層的有關(guān)資料；(7)將水功率傳給鉆頭；(8)防止鉆具腐蝕。因?yàn)榧姿徕涖@井液中離子濃度高，自由水較小，水的活度低。甲酸鉀屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，水溶液顯弱堿性，隨甲酸鉀濃度增加，堿性增強(qiáng)，飽合溶液pH值為10.6，能進(jìn)一步穩(wěn)定鉆井液穩(wěn)定性，從而穩(wěn)定鉆井液自身的防塌能力。
