复合动力钻进工艺在干热岩钻井中的应用研究

2011年山东省地矿局在山东省利津县实施了国内第一个干热岩调查评价项目,采用转盘回转钻进,但钻效低、能耗高。为提高在高温硬岩条件下的钻进效率、缩短钻井周期、降低生产成本,2015年在福建省漳州市实施的中国地质调查局东南沿海深部地热HDR-1干热岩科学钻探工程井（井深4000.86 m,孔底温度109 ℃）和2017年在青海省共和县完成的GR1干热岩科学勘探井（井深3705 m,孔底温度236 ℃）,在施工中均探索使用了“转盘+螺杆钻具”复合钻进工艺,并在高温取心段首次测试应用了“转盘+涡轮钻具”复合取心钻进工艺,取得了良好的效果并就下一步研究方向提出了意见和建议,为螺杆钻具和涡轮钻具的深入研究提供了宝贵的高温施工经验,也将为我国干热岩科学钻探与深部地热资源勘探提供新的技术支撑。     

甲基硅酸盐抑制粘土水化性能及机理

泥页岩水化分散是引起钻孔孔壁失稳,导致缩径、掉块、坍塌等孔内事故的主要原因,泥页岩抑制剂一直是复杂地层钻进技术研究的热点。通过对甲基硅酸钾、甲基硅酸钠、氯化钾、硅酸钠、硅酸钾5种抑制剂对粘土沉降稳定性、水化膨胀及造浆效果等性能测试,结果表明甲基硅酸盐具有良好抑制性;通过红外光谱、X射线衍射、水接触角和光学显微镜对甲基硅酸钾的抑制性作用机理进行了探讨。明确了钾离子的抑制性与表面疏水膜结构协同是甲基硅酸钾抑制粘土水化和防塌作用的原因。     

3种无机盐催化热解油页岩

为了发展油页岩催化热解方法,本文对油页岩中干酪根在催化剂（SnCl₂,MoCl₅,ZnCl₂）作用下的热解转化进行了研究。运用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、热重（TG）分析等手段对样品在较低温度下（350℃）热解前后的半焦产物进行了分析,利用Coats-Redfern方法计算了热解后的残余半焦动力学参数。结果表明,催化剂可以使干酪根在350℃发生热解反应,同时也能够降低残余半焦的活化能,其中SnCl₂、MoCl₅和ZnCl₂催化处理后残余半焦的活化能分别降低15.10、10.66和20.58 kJ/mol。