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地段煤炭普查论文水敏地层钻论文
收录时间:2022-11-25 23:03:32  浏览:1
地段煤炭普查论文水敏地层钻论文:水敏地层钻探施工方法探析摘 要:阿富汗巴米扬省科里奇阿什普什塔地段煤炭普查项目是中冶江铜艾娜克矿业有限公司投资的配套工程。该地层与我国西部地域地层雷同,水敏地层钻探施工可供同行参考。关键词:绳索取芯钻具/双聚泥浆/地层/钻探操作/预防措施阿富汗***共和国巴米扬省科里奇阿什普什塔地段煤炭普查项目是中冶江铜艾娜克矿业有限公司投资的艾娜克铜矿开发项目的配套工程,区内沟谷遍布,侵蚀、剥蚀现象极为发育,基岩***,只有沿河谷才有植被。工作区位于巴米扬省东部,范围西起科里奇、东止阿什普什塔,走向长约18km,宽约4km,面积67/5km2。地层:区内出露地层由老至新依次为上三叠系、侏罗系、白垩系、下第三系和第四系。含煤地层为侏罗系下统含煤段和侏罗系中统含煤段。构造:工作区为走向北东,倾向北西的单斜构造,地层倾角1530。构造属中等类型。煤层:J11含煤14层,从下至上为1、2、3、4煤层,J11可采煤层有1、2、3煤层和局部可采4煤层;J12含煤25层,从下至上为5、6、7、8、9煤层,可采煤层为7煤层。该勘探区煤层上部有多层泥岩,砂泥岩和砂砾岩互层,由于本区的含(隔)水层由新至老依次主要有第四系透水层,富水性弱的第三系下统、白垩系砂砾岩裂隙含水层,侏罗系上统上段泥岩隔水层,富水性弱的侏罗系上统下段、中统砂砾岩裂隙含水层,侏罗系下统上段砂泥岩隔水层,富水性弱侏罗系下统下段砂砾岩裂隙含水层,侏罗系下统下段泥岩隔水层;富水性中等之三叠系上统砂砾岩裂隙含水层的特点,给钻探施工带来很大的影响,多个钻孔因砂砾岩、泥岩水敏地层失水严重,泥岩遇水膨胀,孔径缩小而导致孔内钻具遇阻将钻具埋在孔内,不但给施工人员增加麻烦,还损失钻具和报废进尺。事故案例:ZK1002孔深270米,新金刚石钻头94下钻至214米砂砾岩层时,因设备出了点故障便将钻具放在此处停留了一会,由于下钻破坏了孔壁上的泥皮,造成砂砾岩水敏地层失水将钻具吸死,处理中事故加事故***移孔。ZK1202孔在210米终孔,测井时孔壁掉块,建议下绳索钻具在孔内测井,进行1个多小时完毕后,钻具因水敏地层失水吸死在孔内,通过反钻具的方法处理最终损失130多米钻具。ZK1401孔用89绳索钻进到200米深度时,被孔内的砂砾岩水敏地层失水将钻具吸死,提拉不动只好用108扩孔处理,但108扩到30余米时也被埋死,无法继续施工只能重新开新孔,损失钻具近百米。ZK602孔钻进到267米时,孔壁掉块和水敏地层吸水造成无法继续钻进,用水泥封闭掉块地段后下入孔内的钻具仍被失水膨胀的孔壁吸死,处理后丢掉120多米75绳索钻具,且***移孔报废钻探进尺267米。ZK1401孔下入孔口管127套管43米,89钻进到140米时水敏地层将钻具吸死,用108套管罩,结果在100米深度埋死,改用75钻进,在254米处又因水敏地层缩径将钻具抱死在孔内,打捞不动,只好用50反扣钻杆反,但最终100多米的钻杆在孔内大孔径中找不到头而报废,钻孔接近煤系地层,未测井,没达到任何地质目的,损失钻具多套,只能重新开孔。在地质勘探钻进中,遇到这些失水严重、吸水膨胀缩径地层,这时使用一般类型的泥浆,往往不能维持孔壁稳定和保持正常钻进,需采用特殊类型的泥浆来抑制地层的不稳定。从原理上来说,抑制性泥浆有以下几种方法:(1)离子交换法。用无机盐离子的交换作业,改变砂泥岩中粘土的活性,如钾基泥浆;(2)包膜法。用水溶性聚合物处理水基泥浆,聚合物吸附在孔壁上,形成网状薄膜,阻止水渗入砂砾、泥岩中而引起水化膨胀或孔壁剥落。如聚丙稀酰胺***化钾(PAMKCI)泥浆中PAM的作用;(3)封堵法。对有微裂隙的砂砾泥岩中,往泥浆中添加沥青或柏油,这些封堵剂粘贴在孔壁上阻止水的渗入;(4)活性平衡法。采用油包水活度平衡泥浆,当泥浆循环时,在孔壁冲洗液和地层界面上形成半透膜,维持油包水泥浆中水相的活度与地层水的活度之间的平衡,便能消除钻孔地层间水的移运,从而稳定孔壁的作用。聚丙稀酰胺聚丙稀腈(双聚泥浆)/这种泥浆的主要处理剂是部分水解PAM(写作PHP)分子量在250104以上水解度30%左右,起选择性絮凝和护壁防塌作用,用水解聚丙稀腈(HPAN),聚丙稀酸钙和聚丙稀腈钙及低分子量聚丙稀酰胺等作为降失水剂,这种泥浆不用分散型处理剂,粘度低,流动性好,有好的护壁和除砂效果,失水量中等,对一般松软和水敏地层有一定作用。用于降失水则采用分子量较低的(1020)104、水解度较高的(60%80%)的水解PAM。降失水的原理是:(1)泥浆中加入水解PAM,提高了泥浆的液相粘度;(2)低分子量高水解度的PAM以其吸附基吸附在粘土颗粒表面,而以其众多的水化基束缚住大量的***水,因而使失水量下降;(3)包有可压缩的很厚水化膜的膨润土微粒,失水时形成的泥皮致密渗透性小,阻止水的渗滤,故失水量较低。方法一:双聚泥浆的配制:取5% 膨润土基浆,膨润土量的6% 纯碱,PHP350ppm,HPAN150ppm/分子量7104水解度30%,泥浆主要性能:密度1/02/m3/漏斗粘度24/4S,失水量10/5ml/PH值9。另面视前一篇情况可加可不加作者简介:王耀辉(1969-),男/大专学历,助理工程师。方法二:聚丙稀酰胺***化钾(PAMKCI)泥浆的配制:取分子量在300104以上水解度为30%的PAM加量为1/43/m33/58/m3,加量为%左右,这种泥浆对砂砾岩泥页岩有抑制失水的作用,使孔壁维持稳定。方法三:水敏地层的要害是“怕水”即对水的侵入十分敏感,采用优质低固相双聚泥浆,配方为每立方水中膨润土粉50,纯碱/,制成基浆后,加入水解聚丙稀酰胺(),水解度,加入量KG及人造羊毛下脚料水解聚丙稀腈(),水解度为,加入量,搅拌在一起,使泥浆失水量控制在毫米/分钟以内。不分散低固相泥浆的配制与维护/(1)配浆时要使膨润土预水化,如为钙膨润土则应加纯碱处理,陈化一天以上使土钠化。(2)用硬度高的水配浆时,应进行水的预处理,使钙离子量低于150PPM。否则影响造浆且不利于PAM发挥多功能作用。(3)泥浆中应尽量不加有机分散剂,以免影响PAM的絮凝作用,降失水剂用非分散的水解聚丙稀晴或聚丙稀晴钙等。(4)若岩粉中膨润土成分使泥浆的固相含量增加时,可加水稀释。当泥浆自然造浆后变稠可以加水稀释,配合机械除砂,使絮凝颗粒从泥浆中除去。(5)调制泥浆和补加絮凝剂时,要在孔口泥浆流出时或在循环槽中慢慢加入,加量要控制一次不能过量。调试泥浆时,粘度和切力应尽量降低,保持低比重低固相。(6)膨润土消耗后要补充新浆,且要及时除去劣质粘土和岩屑,不能依靠增加膨润土含量来调整岩屑与膨润土的比例。用海水配制低固相泥浆时要用抗盐粘土来配制。在水敏地层施工操作应注意的事项:(1)绳索取芯钻具使用要严格按要求操作,丝扣油,木槌敲打等,应尽量使用普钻钻杆较好,减少钻具在孔内直接与孔壁的接触。(2)金刚石钻头要排队使用,起下钻速度要匀称,避免破坏孔壁上形成的泥皮。(3)若设备出了问题时,不能将钻具停留在孔内,要经常活动钻具,避免缩径挤夹钻具。(4)调试好泥浆,达到抑制水敏地层泥浆的最佳状态。造浆地层要勤更换泥浆保持泥浆良好性能。(5)要正确判断和掌握孔内钻具结构和地层情况,合理使用好压力、转速和泵量这三个重要参数。(6)地面上要严格检查钻具质量,避免将受损的钻具下入到孔内,要准备好打捞工具,做到万无一
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