搜索
关 键 字:  
联系我们

了解更多详细信息,请致电

0531-88552364

 


或给我们留言

您现在的位置:首页 >> 新闻中心 >> 技术交流 >> 岩心钻探中复杂地层的护孔工艺

字号:   

岩心钻探中复杂地层的护孔工艺

浏览次数: 日期:2015-06-16 14:54
摘要:在岩芯钻探的工程施中常遇到二种复杂地层:一种是力学不稳地区,一种是涌漏地层,本文结合实例重点介绍了二种复杂地层的护孔工艺。
关键词:复杂地层、护孔工艺
    复杂地层钻孔的护孔工艺,乍看起来,似乎大而空、广而抽象,好像尽可以泛泛而论,侃侃而谈。其实也不尽然,它实际上很小,而且很具体,以至于只要钻机一开动,便时时与你伴随,而且围绕它有解决不完的“麻烦”。
 
    一  概论
    所谓复杂地层,大家都知道,就是某些地层由于受地质构造运动,外界环境的物理化学作用及水文地质条件的影响,在钻孔钻进时。会产生不同程度的孔内坍塌、漏失、涌水和漏、涌、塌同时发生的现象。人们对产生这些复杂情况的地层,统称为复杂地层。有关资料,复杂地层在地质钻探时发生的工程米数只占30%左右,而完成这些工程量所要花费的工程成本,却占整个工程成本的60%以上,而且95%以上因事故而报废的工程量又都发生在这些复杂地层的钻进中。进一步分析原因,我们不难看出,这些令人痛心的报废工程量,又多半是因为在钻进复杂地层时,护孔工艺跟不上而造成的。
 
    二 复杂地层的护孔工艺
    1 不稳地层  在钻进中常遇到孔内坍塌、掉块以及产生不同程度的遇阻、卡钻、埋钻事故和钻孔缩径、超径等情况,发生这些情况的地层统称为不稳地层。不稳地层有力学不稳地层和水敏不稳地层。
    1.1  力学不稳地层:指受地质成因或受构造运动产生多向挤压作用。地层内部受力不平衡,一旦被钻穿后,就破坏了原来处于的原始平衡状态,加之受重力作用使孔壁产生不稳定的坍塌、掉块现象。例如,我们在金川公司二矿区56行施工的5个钻孔就属这种地质特征,0~15m杂填土,15~35m为卵石层,35~55m为砾砂层,55~80m片麻闪长岩,从上不难看出55m以前便是力学不稳地层。对付这种地层,我们一开孔就采用传统的泥浆,调整稠度使其达到流塑状态,然后用擅长输送泥浆的螺杆泵给钻孔送浆循环,来保证钻孔施工,此护孔工艺基本上能完成该地层的护孔要求;在采芯要求严格的卵砾层,我们就用SM植物胶钻进液,浓度4%,粘度在300秒以上,钻进时护孔效果较好,而且能取出胶结成柱状的“岩芯”;对于地层深部的断裂破碎带,本着“少振动,快通过”的原则,用性能优良的钻井液快速通过。如采用大分子量的PHP,浓度调整为500~1000ppm,在不蹩泵的情况下,进行成孔钻进,在ZK56-3的280m~300m孔段便采用这种特别的护井液,孔壁相对稳定,没有出现掉块、卡钻现象,这说明在深层破碎层应用这种护孔工艺是成功的。
    1.2  水敏地层:简单的定义是,受冲洗液侵入产生水解,水化作用,使孔壁岩层发生松散、松软、膨胀、剥落,对有这种现象的地层称之为水敏地层。比如,在金川公司二矿区ZK56-3孔的170m~185m孔段,地层绿泥石化严重,层间的破碎闪长岩又大量以粘土质胶结,钻进该段时,钻孔明显地表现为缩径、坍塌、裹钻现象,而且冲洗液被侵染严重。这种地层最突出的特征表现为怕水,因此在钻进工艺上,首先应该设法不让自由水接触或侵染这些地层,尽量避免这些地层的岩土表面被水化;另外,还须补充和增加冲洗液介质中的离子浓度,比如K+、Na+、Ca2+等,使之与岩层中水的离子浓渡相平衡,阻止岩层的渗透水化,以利于孔壁的稳定。综合这些水化作用机理,对水敏地层,应该让钻井冲洗液具备这样二个特点:一是失水量小,二是有相当的离子浓度,为此我们对钻进该特殊孔段制定了相应对策,将冲洗液及有关处理剂参数进行了调整:①选用高效降失水剂,如腐植酸钾和改性淀粉PGS双重降水剂;②选用优质的絮凝剂,如分子量在300万以上、30%的水解度的聚丙烯酰胺PAM;③添加最优的无机盐,如防塌的KCL。我们选用的具体参数为1000ppmmPHP,5%的PGS和5%的腐植酸钾,又补充2~5%的KCL。在该孔段时,基本上起到了“防水、护孔”的目的。
    2  涌漏地层
    对于一般漏失地层,处理起来相对容易,只要在钻进时,控制冲洗液的比重并辅之于惰性材料或堵漏浆液,基本上能阻隔漏失通道。金川公司二矿区ZK56-3孔,可以说是全孔漏失,对一般漏失层我们主要采用801堵漏剂和高浓度PAM为主,辅之以惰性材料如锯末、羊粪。对付较大的漏失孔段,一般采用灌浆来封堵,可用试用一种抗水性强、速凝性能好的粘弹性注浆混合液,其实用配方为:水灰比为0.5的普通硅酸盐水泥、3%氯化钙、1%浓度的未水解的分子量在300~600×104的PAM水溶液。对于既漏又涌的地层采用化学洗井液处理起来费钱、费时,而且效果不很理想,所以在施工ZK56-3孔时,我们采用了传统的泥浆护孔工艺快速通过涌漏层,然后下套管隔离,效果较好。
 
    三  结论
    在复杂地层实施岩芯钻孔时,应优先进行组织工艺设计,科学地组织施工。对于不稳地层,采用传统泥浆与科学配方的化学冲洗液相结合的方法,进行护孔;对于涌漏地层,应侧重传统的泥浆和下套管隔离的护孔工艺。

所属类别: 技术交流

该资讯的关键词为:

必威体育