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钻井液体系

钻井液体系

drilling fluid system

三和润井科技

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冲洗液体系应用

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 LBM冲洗液体系应用

      LBM-SD 冲洗液在大陆科学钻探工程中的应用

大陆科学钻探采用螺杆马达液动锤金刚石单动双管取心钻进,对冲洗液提出了更高的要求。除应 起到通常泥浆的作用外,还应满足下列条件:

(1)良好的输送动力的载体;

(2)为满足螺杆马达和液动锤的动力要求,流动性要好,流动阻力低;

(3)含砂量要尽可能低,减少泥浆对马达和液动锤的冲蚀;


(4)润滑性能要好,减少井底动力和钻具零部件的磨损。

科钻一井采用LBM泥浆体系完成金刚石钻头取心钻进4500m, 钻井液的最长使用寿命达到423 天,各项性能满足螺杆马达+液动锤+双管取心钻进的工艺要求。现场配制简单,日常维护管理 方便。

     LBM冲洗液体系在煤田地质绳索取心钻探中的应用

(1)顶峰山15-8号孔应用情况:应用普通低固相冲洗液在孔深423.63~426.07m出现孔内坍 塌,钴进到孔深432.40m处发生断钻杆事故。该孔应用LBM冲洗液钻进孔段446.74~551.63m, 计 104.89m,  钻进4层煤层计3.20m,  在孔深481.51~493.31m为断层破碎带。在钻进过程中,孔内没 有出现坍塌、掉块现象,直到终孔。

(2)隘头8-4号孔应用情况:在孔深593~602.36m出现煤层破碎坍塌,用普通低固相冲洗液  排粉,越排越多,冲孔380h后换用LBM 冲洗液,冲孔124h孔壁稳定,孔内干净逐步实现正常钻进, 直到终孔没有出现坍塌。

(3)培丰矿区10-4号孔应用情况:在孔深289.34~301.53m遇砂岩破碎带、煤层坍塌,钻具 下不到孔底,采用普通低固相泥浆处理504h效果不明显,改用4%LBM制成的冲洗液经过168h的循 环护壁,实现了正常钻进,直到终孔(723.51m)  没出现坍塌。

 接枝淀粉共聚物冲洗液体系的应用

 在甘肃武山钼矿区钻探施工中的应用

该施工区,地层岩石胶结松散,岩心采取率低,普通泥浆携带岩粉的能力差,孔内岩粉沉淀比较 多,对施工造成影响,成为安全隐患。另外,钻遇断层破碎带时,泥浆护壁性能差,孔壁不稳定,发 生坍塌掉块现象。

2009年7月,接枝淀粉共聚物泥浆体系在该矿区进行现场试验。

泥浆配方:膨润土4%~6%+纯碱0.05%~0. 1%+接枝淀粉共聚物0.3%~0.5%

泥浆性能:在孔内循环24h后:密度1.02~1.03g/cm³, 粘度21~24s; 失水量5~10mL./30min。

采用上述泥浆共钻孔3眼,完成钻探工作量1650m。与原先使用的高固相泥浆相比,接枝淀粉共 聚物配制的泥浆对保护孔壁、降低扭矩、岩屑携带与沉降、提高钻探效率等方面,效果显著。

 在天津王兰庄地热项目中的应用

该井是地热项目中的一口回灌井,设计深度1900m, 井斜角26°。

该井1300m 以上属泥岩地层,水敏性强,极易发生膨胀缩径和粘附卡钻。钻至400m开始造斜, 使用接枝淀粉聚合物泥浆。

泥浆配方:2%~4%土+0. 1%~0.2%包被剂+0.3%~1%接枝淀粉+0.3%~1%铵盐+0.5%~ 1%GLA        +0.3%~0.5%GLUB。

在孔内充分循环后的泥浆性能:漏斗粘度25~28s;AP1  失水5~6mL; 动塑比0.3~0.6。

:开井段700~900m以泥岩为主,造浆严重,粘性强,配制新泥浆时不需加膨润上,直接配制 处理剂溶液,加入适量的聚合物稀释剂,维持泥浆性能。

该井终孔深度1956m,  施工顺利。

  低摩阻抗盐共聚物冲洗液体系在“柴达木盆地西部千米科学深钻”施工中的应用

该项日是中国科学院知识创新工程项日,并得到德国科学研究部的资助。钻探施工时间为2008 5月至2008年10月。

地层情况:下部主要为砂质泥岩(钙质)、泥岩为主,夹砂岩、砾状砂岩、砾岩;上部主要以淤 泥、盐层、粉砂岩及石膏层为主,含少量的芒硝。

全孔采用卤水配浆,卤水取自本地的卤水沟。卤水的密度为1.26g/cm³,    漏斗粘度为16.50s,pH


值为4。往卤水中加纯碱溶液时有大量白色絮状沉淀产生,根据加纯碱量估算溶液中钙离子含量应该 3500mg/L以上。

施工情况及效果:此前施工单位采用过工业盐水+膨润土+CMC+   植物胶泥浆,泥浆分层严重, 施工成本高。此孔采用低摩阻饱和盐水泥浆体系,泥浆配方为:1m³ 卤水+40~50kg钙 膨 润 土 + 纯  8~10kg+5~10kg   抗盐共聚物+3~5kg润滑剂 (GLUB) 。 采用该体系共施工1320m, 取得了比较  理想的效果。该冲洗液有如下特点:

(1)较高的抗盐钙侵能力。该孔钻至17m开始出现1m 以上盐层,之后便进入泥岩、盐层、石膏 层交替出现的地层。钻遇盐层时泥浆性能没有明显变化。

(2)较强的抑制能力。此孔之前曾因大量涌水报废过一个钻孔,当时该孔在钻至205m 开始涌  水,尝试了很多方法都没堵住,顶涌钻进,钻至250m钻孔开始缩径,每次下钻必须扫孔才能到底, 300多米后,扫孔占据了一个回次大部分时间,钻探效率极低。而本孔钻遇同样地层,没有发生缩径 现 象 。

(3)良好的悬浮能力。本孔相对密度钻遇承压水,在孔深190m开始逐渐加重泥浆,钻至200m 时,泥浆相对密度达到1.82,性能依然保持稳定,压住了涌水层。

(4)泥浆成本显著降低。采用该泥浆体系,比矿区采用的其他泥浆成本降低了47.7%。

 

 

   

 

[1]王达.中国大陆科学钻探工程钻探技术论文选集.北京:地质出版社,2007,P477