低固相钻井液在白果坝煤田勘探区的应用

科技论坛　低固相钻井液在白果坝煤田勘探区的应用　赵得全　（重庆１３６地质队。重庆４０１１４７）　【摘要】文章介绍了白果坝煤田勘探区地层情况及在钻探施　液体系中的固相含量（４％，且以掺加不同的高分子聚合物维持钻井　工中遇到的主要难题，提出了两种低固相泥浆体系在施工中的应用　液的性能。它既可以获得无固相钻井液体系的高钻速，又有很好的　并取得了较好的效果。　携带悬浮钻屑能力和防止孔壁垮塌的性能。高聚物钻井液具有以下　【关键词】低固相钻井液；煤田勘探；应用　优点：　（１）提高了钻速；　（２）润滑、护壁性能好并具有一定的防　塌和堵漏性能：　（３）孔内清洁，减少了卡、埋钻等孔内事故。　１勘查区地层特点　３．２下部地层钻井液的选用　勘查区地处重庆市彭水县，区内岩溶地貌发育　常形成槽谷、　针对下部泥页岩水敏性强，严重破碎、垮塌严重、裂隙发育，　圆形山岭等岩溶地貌，属剥蚀一一溶蚀高中山地形地貌。钻孔主要　因其容易引起卡钻、埋钻、钻杆断裂事故的发生，采用基浆依次加　穿过嘉陵江组（Ｔ１Ｊ）、三叠系下统大冶组（Ｔ。ｄ）、长兴组（Ｐ。Ｃ）、　入腐植酸钾、低荧光防塌降失水剂、ＣＭＣ组成腐植酸钾一低荧光防　二叠系上统吴家坪组（Ｐ３ｗ）、二叠系上统吴家坪组（Ｐ３ｗ）、二叠系　塌降失水低固相泥浆，性能控制标准为：密度ｐ＝１．０６～１．０９ｇ／ｃｍ。，　中统茅口组（Ｐ２ｍ）。　漏斗粘度３０ｓ，失水量（１２ｍｌ／３Ｏｍｉｎ，泥饼厚度（ｉｍｍ，ＰＨ＝９　１０。　岩层上部地层主要是灰岩、钙质灰岩、石灰岩含燧石等岩石，　腐植酸钾一低莹光防塌降失水泥浆体系，主要是利用ＫＨｍ提供　且地层破碎、裂隙发育，特别是吴家坪组（Ｐａｗ）地层严重破碎。　的Ｋ　进行离子交换和晶格固定，离子交换后，Ｋ　嵌入六方晶格，封　２钻探主要难题及对策　闭了水溶液破坏泥页岩颗粒之间结合力的通道。另外，低莹光防塌　在最开始的钻探施工中，由于对地层情况认识不足，经常出现　降失水剂和植物胶还能在井壁形成一层憎水膜，阻止泥页岩水化分　的问题主要有：孔壁失稳、护壁困难、回转阻力大、动力及材料消　散，稳定井壁，改善润滑性，降低钻具扭矩和摩阻，同时，由于泥　耗大、孔内事故多，钻头寿命短、取芯率低，钻进效率低，成本高。　皮的形成，封堵岩石空隙，阻止水分的虑失，抑制井壁缩径、坍塌，　针对这一情况，结合目前采用的绳索取芯钻进情况，经过试验研究，　实现稳定井壁的作用。　确定具有良好护壁、润滑、携带岩粉性能的钻井液适合上部地层，　３．３现场使用情况　具有堵漏和防塌作用性能的钻井液对下部裂隙发育、地层严重破碎　ＺＫ４０３是重庆ｌ３６地质队在白果坝勘查区施工的一口钻井，设　的地层具有良好的效果。　计井深９８０ｍ，使用ｘＹ一５型钻机，采用金刚石绳索取芯钻进。　３钻井液的选择及应用　（１）开孔地层为第四系松散堆积物和地层结构完整、岩性稳定　３．１上部地层钻井液的选用　的地层，钻进时主要采用清水为钻井液：　钻井液体系选择的合理与否，将直接影响到钻探质量，钻进效　（２）当钻进至５７ｍ后，取出岩心裂隙发育，孔内水位开始下降，　率和成本。对上部地层破碎、裂隙不完全发育的地层，为了防止掉　汲取之前的施工经验，最终决定采用低固相高聚物钻井液并加少量　块、地层漏失等事故的发生，必须配制高质量的钻井液。原浆采用　锯末进行施工，取得良好的效果；　优质粘士粉加水充分搅拌，水化２４Ｈ以上成基浆，依次加入ＣＭＣ、　（３）进入煤系地层后，堵漏和防塌是施工的关键，决定采用　ＰＨＰ处理剂配制成低固相聚合物钻井液，性能控制标准为：密度ｐ　ＫＨ瑚一低荧光防塌降失水低固相钻井液，效果显著，但在煤系地层中，　＝１．Ｏ４～１．０５ｇ／ｃｍ　，漏斗粘度２５ｓ，失水量（１２ｍｌ／３Ｏｍｉｎ，泥饼厚度　会有炭质泥岩层和粘土层，这两层会使钻井液密度升高，不利于保　（１ｍｍ，ＰＨ＝９　１０。　持钻井液的性能，所以一定要控制钻井液的低密度、低粘度，使之　使用ＣＭＣ、ＰＨＰ配制而成的低固相聚合物钻井液的特点是指钻井　保持之前水平。表１为ＺＫ４０３孔钻井液的配方和性能。　表１　ＺＫ４０３孔钻井液的配方和性能　钻井液配方　密度ｐ／（ｇ．ｃｍ－　）　粘度／　失水量／ｍｌ　泥皮厚度／ｍｍ　ＰＩ｛值　Ｓ　（基浆）膨润土５％＋Ｎａ２ＣＯ３　０．３％　１．Ｏ２　１９　２２　１．７　９　基浆＋ＣＭＣＯ．２￣＋ＰＨＰＩＯＯｐｐｍ　ｔ．Ｏ４　２４　ｌ２　１　９　基浆＋ＣＭＣＯ．２％十ＰＨＰ１ｏ０ｐｐｍ＋０　３％低荧光防塌降失水剂　１．０６　３５　７．５　ｌ　９　＋３％ＫＨｌⅡ　３．４现场使用效果　求；　总体来说，分段使用不同体系的钻井液，节约了成本，提高了钻　（２）在使用钻井液时，应派专人维护钻井液体系的性能，以期　进效率。　达到“三低一高”低密度、低粘度、低滤失量、高矿化度、泥皮薄　实践表明，使用的高聚物低固相钻井液和ＫＨｍ一低荧光防塌降　而韧的效果。　失水低固相　参考文献：　钻井液，性能稳定，携沙能力强，井眼比较稳定，没有垮塌事　…Ｉ李世忠．钻探工艺学（中册）［Ｍ］．地质出版社，１９８９．　故、大漏失的发生，，岩心采取率高，顺利钻完煤层直至封孔。　［２】鄢捷年．钻井液工艺学．【Ｍ】．高等教育出版社，２００８．　４结语　【３】谢青龙，于殿奎．白山金英金矿区复杂地层钻进护壁堵漏技术［『】．　在煤田钻探施工中，钻井液至关重要，有没有使用钻井液，是　探矿工程。２００７．　否合理的使用钻井液，直接影响钻探施工的效率、成本、质量、安　作者简介：　全等方面，因此，应高度重视钻井液的使用，加强钻井液的现场管　赵得全（１９６６．８一），男（汉族），重庆人，毕业于陕西煤炭工业　理。　学校，煤炭钻探专业，高级工程师，从事钻探现场技术管理工作。　（１）应根据不同地层选用不同的钻井液体系以满足钻探施工要　（上接第４４４页）　地质环境。　包括土地使用权、税收征收等方面优惠，鼓励并吸引社会资金　参考文献：　投入到矿山地质环境的恢复治理中，并对相关矿山地质环境治理经　…刘庸．环境经济学【Ｍ］．北京：中国农业大学出版社，２００５．　费实行优先贷款的原则。另外，还可以通过接受社会捐赠，号召慈　［２】严法善环境经济学概论【Ｍ】．上海：复旦大学出版社，２００７．　善人士将矿山地质环境恢复治理工程作为公益事业，加强保护矿山　［３】姜建军．矿山环境管理实用指南［Ｍ】．北京：地震出版社，２００８　２０１３．０７　Ｉ　４５１