水泥浆灌注工艺护壁堵漏的应用

在钻孔作业过程中经常会遇到各种复杂地层,如果造成钻孔事故,会给施工带来重大的经济损失而且拖延工期,本文通过工程实例详细阐述了如何应用水泥浆灌注工艺解决复杂地层的钻进难题,并介绍了水泥浆的灌注方法及操作流程,总结出了灌注水泥浆的技术要求,对钻孔护壁堵漏工作有一定的借鉴意义。     

新型无固相冲洗液钻孔流速流向仪研制成功

当前,金刚石钻进复杂地层钻孔护壁堵漏的新课题,已为国内外有关科研单位和地质勘探部门高度关注。我院地质系探工教研室最近研制成功的MY—1型和MY—1A型无固相冲洗液以及LSX—2型数字式钻孔流速流向仪不仅为这一领域提供了解决某些难题的新手段,也为我国自力更生利用资源等方面开创了新局面。 MY—1型和MY1—A型无固相冲洗液,通过实践证明,用于地质岩心钻探,对于一般水敏性地层和坍塌、破碎不稳定地层的钻进,能够提高钻速和起到良好的钻孔护壁作用。     

绳索取芯钻探在复杂地层矿区施工技术措施

该文主要论述了绳钻技术在复杂地层煤田勘探矿区中研究应用情况及取得的效果,即从钻孔结构冲洗液技术、护壁堵漏技术、钻具配套及硬岩钻进等方面进行了有效的探索和应用,对类似矿区施工具有较强的实践性和指导意义。     

新型护壁堵漏材料配方优选及叠加效应研究

松散破碎、易漏失的复杂地层是地质钻探的难题之一,为此开展了一种新型护壁堵漏材料实验研究。通过正交实验研究水泥配合比、水灰比以及外加剂掺量这三种因素对于复合体系浆液灌注性能的影响程度,从而优选出护壁堵漏的配方。在此基础上,运用XRD、SEM等微观方法对不同龄期复合水泥的水化产物进行分析,揭示复合水泥体系的水化叠加效应。实验结果表明:复配水泥的水化叠加效应在松散破碎、易漏失的复杂地层的护壁堵漏方面提供了新的思路。     

绳索取芯钻探在复杂地层矿区施工技术措施

该文主要论述了绳钻技术在复杂地层煤田勘探矿区中研究应用情况及取得的效果，即从钻孔结构冲洗液技术、护壁堵漏技术、钻具配套及硬岩钻进等方面进行了有效的探索和应用，对类似矿区施工具有较强的实践性和指导意义。     

全套筒潜孔锤跟管灌注桩基施工技术应用

对于一些较复杂的地层,存在钻进中护壁难的问题,文中的潜孔锤跟管钻进技术可以较好地解决此类问题,它针对松散、漏失、破碎等复杂的地层中钻进是有效的方法。文章中对一实际工程案例在桩基施工阶段的施工工艺进行了研究,全套筒潜孔锤跟管灌注桩基施工技术对于本项目的复杂地层是适用的,对于桩基的成孔的作用是显著的。对此类复杂地层的桩基成孔工艺可作为一个借鉴。     

浅谈复杂地层条件下泥浆护壁在钻进过程中的应用

现在,对于钻探施工安全而言,复杂地层的钻进事项变成了最主要的问题,怎样处理复杂地层的钻进安全事宜,对生产安全、生产效率以及施工成败等均起着至关重要的影响。为了更好地推动我国复杂地层钻进行业的发展,我们理应对相关钻进技术有一定的了解,以更好地指导实践工作。该文对当前泥浆护壁钻进技术存在的不足及其要求展开了简单的分析,并对其在钻进过程中的运用进行了详细的阐述,以供参考。     

深部找矿复杂地层钻探冲洗液的研制

主要对无固相冲洗液在复杂地层中的作用,即护壁防塌机理进行了探讨,论述了在深部找矿复杂地层钻进过程中,温度对冲洗液性能的影响,并进行了试验研究,确定了项目的优选配方,阐述了优选配方的性能和各组份的作用与机理。研制的冲洗液,可供深部固体矿产资源钻探和石油钻井钻进复杂地层使用,并能取得良好的经济效益和社会效益。     

砂卵石地基的钻孔勘探方法研究

在砂卵石地层中勘察钻探时，要解决三个关键性的问题：一是钻进问题，在砂卵石层中钻进效率非常低下．必需采取措施予以提高，以保证工程进度；二是护壁问题，即孔壁稳定问题，使钻孔不坍塌、不掉块，保证孔底干净，以利于原位测试；三是取芯问题，采取合乎规范要求的岩芯。保证室内试验的可靠进行。     

松软突出煤层钻孔护壁力学作用机理分析

为了解决松软突出煤层钻进问题,提高钻进深度,为了有效阻止松软煤层抽采钻孔塌孔的情况,在讨论了不同钻孔护壁方法的技术原理的基础上,结合弹塑性＂围岩-支护＂理论,建立钻孔护壁力学模型,采用数值分析的方法,分析钻孔在不同内压条件下,钻孔周围煤体应力、变形量变化规律。研究结果表明,伴随孔壁内压增大,钻孔变形量呈减小趋势,最大主应力σ1峰值位置左移,塑性松动区呈缩小趋势;次主应力σ3对应曲线整体上移,钻孔周边的应力集中现象有增长趋势。通过钻孔护壁力学作用机理分析,应用钻孔护壁技术,可有效减小或阻止钻孔变形,预防塌孔,保证钻孔的最大排渣空间,有利于施工较深的瓦斯抽采钻孔。     

硅酸盐-硫铝酸盐水泥基护壁堵漏材料的研制

针对复杂地层钻探护壁堵漏技术难题,研制了一种硅酸盐-硫铝酸盐水泥基护壁堵漏材料。首先,分别对掺加外加剂的硅酸盐复合水泥、硫铝酸盐水泥的主要技术指标进行试验研究,在此基础上,按不同比例对两种不同系列的水泥进行复合,对复合浆液的流动度、可泵期、凝结时间以及强度等主要技术指标开展试验研究,并结合水化热与扫描电镜分析对其水化硬化过程进行探讨,揭示硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的水化协同效应。研究成果表明,利用硅酸盐-硫铝酸盐水泥水化协同效应可为解决松散破碎、陡倾宽缝以及动水冲蚀等复杂地层的护壁堵漏技术难题提供新的思路和解决方案。     

钻井液类型对井壁稳定的影响实例与防塌机理分析

针对东海油气田N区块钻井过程中易发生井壁坍塌的问题,通过梳理分析N5区块及周边构造三口探井地质条件、地层特性、测井数据,基于地质力学与岩石力学基本原理计算了井壁坍塌压力;并对使用水基钻井液和油基钻井液的钻井工况进行对比。研究发现在钻井液密度高于坍塌压力的情况下,使用密度相对较低的油基钻井液即能够保持井壁稳定,无阻卡等复杂问题。使用水基钻井液钻井,则部分泥页岩井段井径扩大,起下钻明显阻卡,处理复杂问题耗时较长。分析主要原因,在于油基钻井液能够降低泥页岩水化程度,减缓钻井液向微裂隙中的渗流,抑制微裂隙扩展,提高钻井液对井壁的有效支撑作用。因此,在东海油气田复杂泥页岩地层钻井中,使用油基钻井液能够更好地保持井壁稳定,避免或减少钻井复杂问题。     

胜北构造硬脆性泥页岩裂隙特征及防塌机理

为了寻求吐哈油田胜北构造硬脆性泥页岩地层防塌措施,分析了其裂隙发育特征和坍塌机理,表明其综合水敏性属中～弱膨胀和中～弱分散,地层岩石具有典型硬脆碎特征,受山前构造运动产生的构造应力、蒙脱石在成岩脱水过程中产生的膨胀力以及厚薄不等的大段夹层煤的共同作用,形成了发育的裂隙和微裂缝,遇水（钻井液滤液）长时间浸泡易产生剥落掉块,引起周期性坍塌．采用提高钻井液的抑制性、改善钻井液的泥饼质量、封堵地层微裂缝的综合物理化学方法可以防治这类地层的井眼坍塌．     

准噶尔盆地南缘井壁失稳机理及对策研究

准噶尔盆地南缘深层钻井存在高温高压、井壁失稳等难题,现用油基钻井液技术面临巨大挑战.根据呼探1井复杂情况统计,基于对失稳地层岩样组构及特征的分析,揭示了井壁失稳机理.结合南缘深层钻井液技术需求,优选自主研发的纳米封堵剂、超细碳酸钙和弹性石墨形成粒度级配,构建了可有效封堵0.05～50.00 μm地层孔缝的油基钻井液体系...     

罗平煤矿勘探复杂地层组构分析

罗平煤矿勘探地层复杂,钻遇的岩层主要有泥岩、页岩和煤层,利用XRD和SEM技术对该区地层岩心进行微观组构分析。结果表明,该地层伊蒙混层含量高,易引起孔壁不均质膨胀而坍塌;颗粒间接触呈泥质重胶结,岩层微孔隙发育,且易溶残余物多,极易受孔内流体介质侵蚀造成孔壁坍塌。根据以上特点并结合钻井液与孔隙流体之间的驱动原理,研究提出了三种钻井液体系,通过室内性能测试与防塌试验,以及现场应用的实际效果证明,上述三种钻井液体系适用于罗平煤矿地质勘探。     

ASS－1屏蔽暂堵钻井完井液体系的实验研究

根据现场实际钻井过程,在实验室模拟ASS-1钻井完井液体系对储层岩芯进行动、静态伤害,岩芯渗透率平均恢复率可达到89%,经高压气体反向驱排之后恢复率可以提高到93%,滤饼的脱落压力小于1.0MPa,表明该体系只对储层产生轻微伤害,暂堵颗粒与储层孔隙直径相匹配,变形材料与暂堵剂、储层等配伍性良好,还可以通过储层自身压力实现解堵;岩芯从伤害端切除长约1cm后,岩芯渗透率的恢复率大幅度上升,平均可达137%,表明钻井液对岩芯的伤害深度在1cm以内;最后对岩芯不同部位通过电镜扫描,发现岩芯内部孔隙或喉道内没有任何固相颗粒侵入,进一步证明ASS-1体系的暂堵保护只发生在岩芯表面。研究认为,ASS-1钻井完井液体系选用适当粒度级别的碳酸钙作为暂堵剂是合理的,暂堵只是在井壁表面,达到了保护储层的目的,并且进一步拓宽了ASS-1体系的使用范围。     

新型广谱"油膜"暂堵型钻井完井液体系研究与应用

在钻井过程中为达到保护油层的目的,通常根据油层的平均孔喉半径,在上部钻井液中加入合适粒经的暂堵剂,再配合胶体填充粒子等,将上部钻井液改造为对油层具有保护作用的钻井完井液;但往往在实际钻井中,油层孔喉半径分布范围较宽,导致改造后的钻井完井液仅对某井段具有较好的屏蔽暂堵效果,而对另外的井段起不到较好的保护油层作用.本研究针对油层非均质性强、孔径分布范围较大、油层孔径难以准确预知等特点,根据室内岩样污染评价结果,提出了采用广谱"油膜"暂堵剂GPJ进行广谱"油膜"暂堵,通过室内评价和现场应用表明,该钻井完井液体系不仅实现了对油层的广谱暂堵,而且保护油层效果更佳,可获得更大的日产油量.     

钻井液密度对裂缝性泥页岩地层坍塌压力影响的力化耦合研究

 缝性地层井壁失稳是钻井工程中经常遇到工程难题之一,裂缝发育地层常伴随严重的井壁坍塌,具有水化性质的裂缝性地层在钻井液侵入后更易发生坍塌。扫描电镜观察某油田泥页岩发育的层理实际为尺寸极小的微裂缝,使用XRD 衍射仪测定了该泥页岩黏土矿物质量分数为30%~40%,泥页岩水化性质较强。通过剪切实验测定了泥页岩吸水后的抗剪强度,求解了不同含水量裂缝面的黏聚力及内摩擦角。建立了钻井液滤液向地层内的渗流方程及裂缝性地层坍塌压力方程,计算了不同钻井液密度和浸泡时间的坍塌压力。计算结果表明,高钻井液密度导致钻井液滤液向裂缝内加速渗流,裂缝面强度降低导致地层更加容易坍塌。裂缝性地层井壁失稳不宜提高钻井液密度稳定井壁,应采用措施提高钻井液封堵性及抑制性,降低钻井液滤液侵入量。     

广谱"油膜"暂堵钻井液体系研究

在钻井过程中，为达到保护油层的目的，通常根据油层的平均孔喉半径，在上部钻井液中加入合适粒径的暂堵剂，再配合胶体填充粒子将其改造为对油层具有保护作用的钻井液。但在实际井中，油层孔喉半径分布范围较宽，导致经改造后的钻井液仅对某井段具有较好的屏蔽暂堵效果，而对另外的井段则不能起到较好的保护油层作用。针对油层非均质性强、孔径分布范围较大、油层孔径难以准确预知等特点，根据室内岩样污染评价结果，提出了采用广谱“油膜”暂堵剂GPJ的暂堵技术。室内评价和现场应用表明，该钻井液体系不仅实现了对油层的广谱暂堵，而且保护油层效果更佳，可获得更大的日产油量。