在钻井过程中，井下悬浮固相物（如钻屑、加重材料、岩屑等）如果不能有效控制，会导致一系列问题，如钻井液性能恶化、井眼不稳定、钻头磨损加剧、井壁坍塌以及卡钻等风险。因此，钻井泥浆助剂在控制与解决井下悬浮固相物方面发挥着关键作用。

以下是钻井泥浆助剂通过不同机制和功能来解决井下悬浮固相物问题的主要方式：

一、通过固相控制类助剂实现悬浮与去掉

1. 絮凝剂（Flocculants）

作用机理：絮凝剂能够使细小的固相颗粒聚集成较大的絮团，从而更容易通过振动筛、离心机等固控设备进行去掉。

常见类型：

无机絮凝剂：如聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺铁盐等，用于初步凝聚微小颗粒。

有机高分子絮凝剂：如部分水解聚丙烯酰胺（PHPA），具有选择性絮凝能力，能将钻屑等无用固相絮凝而不影响有用固相（如加重材料）。

效果：提高固控设备效率，减少循环系统中的固相含量，保持钻井液清洁。

2. 包被剂（Encapsulants / Coating Agents）

作用机理：在钻屑形成初期，迅速在钻屑表面形成一层薄膜，避免其进一步分散或与钻井液发生反应，有助于后续通过固控设备去掉。

效果：减少钻屑对钻井液性能的影响，提高钻井液的稳定性。

二、通过流变性与触变性控制实现固相悬浮

3. 增粘剂/降失水剂（Viscosifiers / Fluid Loss Additives）

作用机理：通过增加钻井液的粘度与切力，提高其携带固相（特别是重晶石等加重材料及钻屑）的能力，避免固相在环空或井底沉积。

常见类型：

合成聚合物：如聚丙烯酰胺类、羧甲基纤维素（CMC）、聚阴离子纤维素（PAC）、黄原胶（XC）等。

效果：加大钻井液的悬浮能力，确保固相（尤其是密度大的加重颗粒）不会在停泵时沉降，避免井下沉砂卡钻等问题。

4. 触变剂（Thixotropic Agents）

作用机理：赋予钻井液剪切稀释与触变恢复特性，即在循环（高剪切）时流动性好，停泵后（低剪切）迅速恢复高粘度，从而避免固相沉降。

效果：特别适用于定向井、水平井等复杂井况，保证井筒内固相均匀分布不沉降。

三、通过优化钻井液体系整体性能间接控制固相

5. 稀释剂/分散剂（Thinners / Dispersants）

作用机理：控制钻井液中固相颗粒的分散程度，在某些情况下适度分散细颗粒以改善流变性，但需谨慎使用以避免过多细颗粒导致滤饼质量下降。

效果：配合其他助剂使用，优化固相颗粒的分散与絮凝平衡，提升整体携岩能力。

6. 加重材料稳定剂

作用机理：避免重晶石等加重颗粒因絮凝或沉降而失去加重效果，确保其均匀悬浮，维持钻井液密度稳定。

效果：避免因重晶石沉降导致的井底压力不足或局部高压，提高作业安稳性。

四、结合固控设备与泥浆助剂的协同作用

虽然泥浆助剂在化学层面有效控制与悬浮固相，但通常需要与以下物理固控设备协同使用，形成综合解决方案：

振动筛：去掉大颗粒钻屑；

除砂器/除泥器：去掉中等粒径固相；

离心机：去掉细小固相，尤其是胶体级颗粒；

泥浆清洁器组合系统：多层次去掉不同粒径的固相。

助剂的作用是提升这些设备的效率，比如通过絮凝让小颗粒聚集成可去掉的大颗粒，或通过增粘确保固相不提前沉降。