抗盐共聚物在柴达木盆地西部千米科学深钻施工中的应用

纪 卫 军¹ 陶 士 先¹黄 卫 东²胡 国 军²张 明 珠 3

(1.北京探矿工程研究所北京100083;2.青海晶诚地矿有限责任公司；3.柴达木综合地质勘查大队)

摘     要：柴达木盆地西部千米科学深钻位于柴西盆地察汉斯拉图地区，孔内岩层主要以盐层、泥岩地层为主。配浆用 水为当地的卤水，卤水成分复杂，除了含有钠钾离子外，还含有大量的钙镁离子，这就对泥浆处理剂提出了很高的要 求。该孔全孔使用抗盐共聚物作为泥浆体系的主要处理剂，泥浆表现出了很好的抗盐性、抑制性，并且取得了良好的 经济效益。

关键词：盐层抗盐共聚物抗盐性能抑制性悬浮能力

1   地质概况

柴达木盆地沉积了巨厚的新生代地层，其最大厚 度可达1 .2万米，完整连续，沉积物相对较细。本钻孔  施工位置位于柴达木西部 ， 穿过了上新世以来的地  层，包括狮子沟组、七个泉组以及上更新世至全新世。 本区第四纪之前为盆地的主要沉积中心，随后沉积中 心逐渐向南东方向转移，物源主要来自于阿尔金山与 祁连山。钻孔下部主要为砂质泥岩(钙质)、泥岩为主， 夹砂岩、砾状砂岩、砾岩及少量泥岩和泥质粉砂岩；中  部以泥岩为主，夹粉砂岩、泥质砂岩；上部主要以淤 泥、盐层、粉砂岩以及石膏层为主，含少量的芒硝。

2   设备状况及井身结构

钻机为xy-5   型1500m 钻机；泥浆泵型号为 NBB/6;  现场配有1m³ 搅浆机、除砂器及振动筛。

该孔孔号为SG-2,   设计孔深1000m, 开孔直径 为160mm, 终孔直径101mm, 井身结构示意图如下：

3  抗盐共聚物的应用

该孔地质情况复杂，所钻遇的地层含有大段盐 层、石膏地层等，因此需采用卤水泥浆钻进。此前，施 工单位曾经在盐参1#孔施工中采用过工业盐水+膨 润土+CMC+  植物胶泥浆体系，采用该配方配制的泥 浆很快出现分层现象，并且处理剂用量大，施工成本 高。该孔泥浆采用卤水+膨润土+抗盐共聚物体系，取 得良好的施工效果，现将该体系现场使用情况介绍如

3.1配浆用卤水

本钻孔全孔采用卤水配浆，卤水取自本地宾地钾 肥公司的卤水沟。该水密度为1.26 g/cm³,   漏斗粘度 为16.50s   ,pH为4。往卤水中加纯碱溶液时有大量白 色絮状沉淀产生，根据加入纯碱量估算溶液中钙离子 含量应该在3500mg/l 以上。

3.2泥浆配方

因为现场配浆用的卤水除含钠、钾离子外，还含

有大量高价离子，如钙、镁离子等，其复杂程度远远高 于室内配制的饱和盐水，利用现场卤水和膨润土做室 内配方试验，得到配方如下：

1m³卤水+40 - 50Kg 钙膨润土+8-10Kg 纯碱+

6-8Kg 抗盐共聚物

3.3现场泥浆配制方法

(1)首先用自来水配制碱水溶液(纯碱加量为需 要加土量的5%),再加入钙膨润土浸泡2h 。(2)卤水处 理，向每方卤水中加7Kg 纯碱(配成溶液),搅拌。(3) 将浸泡过的膨润土加入上述卤水中，充分搅拌，之后 加入抗盐共聚物(粉末状材料须慢慢加入，最好配成 溶液加入),搅拌1-1.5h 即可使用。

3.4泥浆性能

新浆性能：密度，1.30g/cm³; 漏斗粘度，21s; 失 水 量，13ml; 泥皮，2mm;pH   值在6.5。

钻井液在孔中循环24h 后性能：密度，1.42g/cm³;    漏斗粘度，26s;  失水量，16ml;   泥皮，3mm;pH    值 在 6.5。

钻井液在孔中循环48h 后性能：密度，1.45g/cm³;  漏斗粘度，30s; 失水量，20ml;  泥皮，3mm;pH    值 在 6.5。

3.5现场维护处理

(1)该孔有大量泥岩地层，造浆现象严重，所以在 泥浆的日常维护中需要做好固控工作。启动现场所有 固控设备，及时清理沉淀坑中的岩粉。

(2)当泥浆的密度大于1.42g/cm³ 时，需要往泥浆 中添加适量絮凝剂PHP 以减少固相；当泥浆粘度大 于32s时，需要往泥浆中添加0.3%左右的XY-27  来 降低粘度。

(3)因为现场所使用的固控设备效果不是很好， 所以当造浆严重时需采用排除部分旧浆换新浆的方  法来降低固相含量。

4  抗盐共聚物现场使用效果

采用抗盐共聚物配置的泥浆体系共施工1320m (含先前报废孔施工的320m),   取得了比较理想的效 果，具体表现在以下几个方面：

(1)具有很好的抗盐钙侵能力。该孔钻至17m 处 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)具有较强的抑制能力。在钻此孔之前曾报废 过一个孔(泥浆体系和现在用的一样),该孔在钻到 205m 左右开始涌水，尝试了很多方法都没堵住，最后 决定顶涌钻进，钻至250m 之后钻孔便开始缩颈，每 次下钻必须扫孔才能到底，300多m 后，扫孔占据了 一个回次大部分时间，钻探效率极低。后来我们试着 在烧岩心之前灌上一点该泥浆，效果马上显现，每次 下钻都能一通到底。

(3)具有良好的悬浮能力。之前的孔因为大量涌 水无法解决而报废，新孔开为了能压住承压水，在孔

深190m 开始逐渐给泥浆加重，钻至200m 时，泥浆比 重已经加到1.82g/cm³, 达到了我们的设计要求，成功 压住了涌水层。

(4)取得了良好的经济效益，大大降低了泥浆成 本。在此孔施工的同时另有一孔(孔号：盐参1#)在柴 达木盆地的察尔汗地区也在施工，该孔配浆采用工业 盐水(相当于盐含量为16%左右),曾经在112m-