煤系泥页岩复杂地层冲洗液研究与应用

针对煤系泥页岩复杂地层钻进中因岩层松散破碎、泥页岩遇水膨胀而发生孔壁失稳导致的孔壁垮塌、缩径、卡钻、埋钻等孔内复杂问题，通过单因素试验分析了冲洗液处理剂：纤维素(CMC)、聚丙烯酰胺(PAM)、磺化沥青(SAS)对冲洗液流变性能(漏斗黏度、塑性黏度、动切力、表观黏度、流性指数、稠度系数)和失水性能的影响，并利用正交试验得到了冲洗液的最终优化配方为5%钠基膨润土+0.3%纯碱+0.5%CMC+0.04%PAM+2%SAS,将该冲洗液用于云南会泽铅锌矿区煤系泥页岩复杂地层钻探施工中，取得了良好的生产效果。     

水文地质钻探冲洗液的选用

水文地质钻探工作中,钻探冲洗液对含水层的淤堵和对出水量的影响一直是值得关注的问题。优质冲洗液的泥皮薄而韧,有利于洗井,洗井时间短。优质冲洗液在钻进过程中泥皮形成快,而不侵入含水层的空隙通道,固相扩散半径小,提高出水量,有利于对水文地质参数的评价。在条件允许的情况下,水文地质钻探冲洗液选择按照先后顺序可排列如下:低密度冲洗介质、无固相冲洗液、粗分散冲洗液、细分散冲洗液、清水。本文简要介绍了水文钻探冲洗液的要求、选型和性能指标控制,为使用和管理好水文地质钻探冲洗液提供一些参考。     

对水文钻探冲洗液的认识

水文地质钻探常常在第四纪地层或基岩中的断裂破碎地带等复杂地层中进行。因此，水文钻探工艺比之固体矿床勘察钻探更为复杂，特别是保持孔壁的稳定和地下水通道的疏导，更成了水文钻探工作者的艰巨任务。在地热钻探中，由于高温及有害成分对冲洗液引起的不良影响，还有不少问题需要解决，现阶段往往是把在凉水钻探中运用得较成功的冲洗液勉强照搬过来。本文试图从分析总结我队现用的冲洗液入手，谈谈对水文钻探冲洗液的一些浮浅认识。     

纤维冲洗液清洁井眼实验研究

为有效清除水平井固井作业中井壁及井眼环空残留的钻井液泥饼和岩屑,提高固井界面胶结强度和顶替效率,将纤维引入到固井冲洗液中,研究其对泥饼冲洗和岩屑清除的效果。为此,开展了泥饼动态冲洗试验研究和岩屑清洁试验研究,研究了纤维浓度对泥饼冲洗效率和岩屑清除效率的影响。结果表明,纤维有利于刮掉井壁泥饼,纤维冲洗液可有效提高冲洗泥饼的效率和第二界面胶结强度,纤维冲洗液不但能提高套管居中时的岩屑清除效率,而且能显著提高套管偏心时的岩屑清除效率,满足现场施工要求的冲洗液最佳纤维浓度为0.2%。     

蒟蒻冲洗液在水文钻探中的应用

水文钻探冲洗液除具备一般钻进所需的冲洗功用，保证钻进顺利安全外，还要求其不破坏含水层构造，不影响对水层的评价。尤其是第三纪和第四纪地层，采用粘土造浆或清水钻进自然造浆很难达到上述要求。蒟蒻冲洗液则比较适用于水文钻探，能满足上述要求。一、蒟蒻冲洗液的特性蒟蒻冲洗液不但有一定的粘性，能在孔壁上形成泥皮，保证钻进顺利，而且能在一定的时间内失去其粘性，使泥皮自动破坏而不污染、堵塞含水层。图1和图2是在室温条件下，蒟蒻冲洗液粘度及失水量变     

青藏高原复杂地层地质钻探低固相冲洗液试验研究

青藏高原由于地质条件的多样性,分布有松散破碎地层、高应力地层、断层破碎带等复杂地层,在地质钻探中经常遇到塌孔、漏浆、缩径、卡钻、埋钻等问题。同时配套使用的冲洗液形成的泥皮质量差、胶结能力较差、携岩粉能力较弱等不足。冲洗液的性能是实现复杂地层顺利钻进的关键。结合青藏高原复杂地层的地质特点,研发了低固相聚合物新型冲洗液,该冲洗液以钠质膨润土和微泡剂等外加剂为基础,具有流动性好、胶结性强、降失水量适中的特点,适宜在青藏高原复杂地层地质钻探中使用。     

用岩样浸泡方法选配复杂地层钻进冲洗液

在复杂地层中进行钻探施工,要配制不同的冲洗液,确保复杂地层中钻进的需要。达到护壁、携带岩屑、冷却钻头、润滑钻具,减少孔内阻力,提高生产效率的目的。几年来,我们对几个不同的矿区复杂地层钻进中的冲洗液进行了优选配方,用岩样浸泡方法来观察冲洗液有否适合该地层钻进要求。实践证明,这种选配冲洗液的方法比较好,并取得了初步成     

西藏罗布莎科学钻孔冲洗液技术

通过西藏罗布莎科学钻孔施工过程冲洗液应用实践,结合现场试验室试验情况及实际生产过程中使用的泥浆类型、配方、性能特点、使用情况,总结出适合罗布莎铬铁矿区易坍塌、破碎、漏失、缩径等复杂地层钻探施工的冲洗液配方,并对不同类型冲洗液使用情况及存在的不足进行了阐述,对同一配方冲洗液在不同钻探工艺条件下使用所取得的不同效果做出了说明,为今后坍塌、破碎、漏失、缩径等复杂地层深部钻探的冲洗液配方选择提供了一些参考。     

煤田钻探用冲洗液类型的探讨

冲洗液对煤田地质钻探来说是非常重要的,煤田钻进的地层与石油钻井地层有相似之处,较多地层具水敏性,但也有区别,除煤矿层有特殊外,煤田钻探较少遇到盐钙层,一般对冲洗的抗温及抗盐钙的能力要求低,因此不必要将石油钻井的泥浆配方与做法全搬到煤田钻探上来,而应有自己的冲洗液类型与做法。     

东乘公麻冻土地层低温冲洗液研究与应用

结合东乘公麻金矿区地层特性和高原冻土环境实际,钻进过程中存在冻土地层融化、孔壁膨胀崩塌、钻孔越打越浅、岩心采取困难、钻孔冻结等技术难题。通过对钻探施工设备、施工工艺和施工管理进行研究和分析,重点研究了低温冲洗液性能对钻进过程的影响。通过正交试验对冲洗液配方在-5℃条件下对比,优选出抗低温、散热系数小、粘度适中、滤失量低的最佳配方,有效解决了高原冻土地层钻进技术难题。在CZK031和CZK4821两个钻孔进行现场应用,冲洗液对孔壁保护较好,未发生孔壁坍塌掉块和孔内冻结事故,取得了较好的施工效果。低温冲洗液配方的研究应用,对其他地区高原冻土地层施工具有参考意义。     

无固相冲洗液在变质岩系复杂地层绳索取心钻进中的应用

辽宁省北镇市杜屯地区超大型石墨矿处于变质岩系中,在勘查过程中分析了该区变质岩系复杂地层的成因及特点,采用了绳索取心与无固相冲洗液钻进工艺,并分析了冲洗液对石墨岩矿层稳定性的影响,对冲洗液体系进行了优化,分析了冲洗液的护壁作用机理。同时对钻进过程中的技术应对措施进行了优化,解决了绳索取心钻进过程中钻杆结泥皮及技术套管的使用等问题,顺利地完成了矿床的勘探工作,取得了良好的技术经济成果。     

MBM-GTQ盐水冲洗液体系的研究与应用

盐水条件下配制出性能稳定且能维护孔壁稳定的冲洗液一直是困扰着新疆戈壁区域钻探施工的一个难题。通过冲洗液材料选型和在不同工区的试验研究,最终确定了MBM-GTQ盐水冲洗液体系配制与使用维护方案,并在新疆若羌县坡北铜镍矿强蚀变地层深孔施工和事故处理中取得了良好的应用效果。实践证明,MBM-GTQ盐水冲洗液体系是适合新疆若羌县坡北铜镍矿破碎蚀变地层的有效方案。     

新型无粘土冲洗液的研究与应用

针对复杂地层勘探中遇到的塌孔、漏失、缩径、岩芯采取率低等难题,开展了以植物胶和高分子聚合物为主要原料的无粘土冲洗液的性能研究,通过高分子聚合物对植物胶进行交联改性,得到新型无粘土冲洗液的优化配方,并进行了现场应用.结果表明,该冲洗液可以有效的解决复杂地层勘探中的护壁、堵漏、取芯等问题.     

青海省冷湖镇钾矿资源调查评价项目冲洗液技术研究及应用

青海省冷湖镇钾矿资源调查评价项目要求对冷湖镇地区开展钾矿资源调查评价。青海省冷湖镇地区地层中含有大段石盐和石膏层,而且地层松散、压力系数大。针对该地区的特殊情况,研制了不分散抗盐防塌冲洗液。应用表明,该冲洗液具备较好的抗盐抗钙能力、防塌性和悬浮性,并且应根据地层压力系数不同来调节冲洗液的密度。     

甘肃文县阳山矿区复杂地层用冲洗液研究

介绍了甘肃文县阳山矿区泡沫冲洗液和HJ-YS系列冲洗液的研制与应用。以42线ZK706孔和51线ZK3002、ZK3016、ZKN3084、ZK0204钻孔为例,首先介绍了泡沫冲洗液在孔壁失稳地层的应用效果;其次介绍了低固相植物胶HJ-YS系列冲洗液对破碎强烈、多溶洞、易漏失、水敏性强、采心困难的复杂地层所具有的良好的润滑减阻和护壁堵漏效果。     

探采结合水井无固相环保冲洗液的研究与应用

探采结合水井需要实现精确获取水文地质参数和解决百姓饮水难题的双重目的,因此要求钻进施工中采用的冲洗液既要具备基本的护壁防塌等功能,还需最大程度地降低对地层渗透性的影响,同时还应具有优良的环保性能。针对这一特殊要求,研发了新型的PA-1型无固相环保冲洗液,采用渗透性实验、电镜扫描、砂球浸泡实验等多种测试手段对冲洗液进行了室内评价与分析,结果表明PA-1型无固相环保冲洗液对地层渗透性影响较小,防塌护壁能力强,综合性能优于常规冲洗液体系;采用中华米虾对其进行急性毒性实验也表明其安全无毒。大量室内实验及现场应用表明,PA-1型无固相环保冲洗液各项性能优良,可为今后在探采结合水井施工中冲洗液的合理选用提供参考。     

PAA冲洗液在三山岛蚀变岩型金矿中的应用

三山岛蚀变岩型金矿地层复杂,钻孔施工难度大,试验采用PAA冲洗液,取得较好效果。介绍了冲洗液的配方、配制方法及应用效果。     

不分散抗盐防塌冲洗液的研究与应用

不分散抗盐防塌冲洗液是一种针对含有可溶性矿物的松散地层研制的冲洗液体系，同时也适用于需要使用高矿化度卤水配浆的情况。在柴达木盆地钾矿资源调查评价项目及河南省叶舞盐矿普查项目的成功应用表明，该冲洗液对松散地层具有良好的护壁效果，同时抗盐能力强，可以使用高矿化度卤水直接配制，适合用于含有岩盐、钾盐的松散地层钻探。     

地质钻探冲洗液数据库的研发

冲洗液技术是钻探领域关键技术之一,被誉为钻探的“血液”。随着信息技术的飞速发展,建立专业技术数据库成为提高冲洗液技术水平的新途径。全面系统总结地质钻探冲洗液技术研究成果、数据和应用案例,开发了国内首个地质钻探冲洗液数据库,为钻探技术人员提供针对复杂地层的冲洗液技术支撑。该数据库包括10个一级模块和39个二级模块,可实现冲洗液设计、辅助计算、技术资料查阅等功能,发布了冲洗液新材料、新体系、新工艺以及冲洗液的选型和设计等大量成果资料。该数据库已于2022年10月在中国地质调查局“地质云”平台面向互联网用户提供服务。     

高原冻土水合物钻探冲洗液的研究

分析了国外冻土和冰层取心钻探冲洗液应用技术现状,从冲洗液抗低温能力,防冻剂和抗低温处理剂的选择,以及泥浆的抑制性、降失水性等方面对高原冻土水合物钻探冲洗液的研究和野外应用提出了建议。