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。     

浅谈水利水电地质中的钻探技术

水电钻探不同于工民建、地质矿产、煤田等勘探的是钻孔除取芯外，还要用于水文地质试验。常见水文地质试验有水位观测、抽水试验、压水试验，主要是测试地层的渗透性。这就要求在冲洗液的使用上进行必要的选择，相应规范中都规定不能使用泥浆钻孔，这往往与钻探中护胶固壁相矛盾。实践中，采用分清主要目的的方法，基本上能处理好这一矛盾。如取芯为主的钻孔，选用SM泥浆或无固相泥浆，取好岩样；而在试验为主的钻孔中，严禁使用泥浆，保证试验资料的真实性。     

疏松砂岩油藏砾石充填防砂参数优化技术研究

一般地,疏松砂岩油藏成岩性差,泥质含量高,出砂严重,筛管砾石充填防砂是维持油田开发生产的主要工艺。地层出砂粒径发生变化后,生产过程中地层砂进入充填砾石层产生了互混,使油井产液量逐渐下降。在研究地层出砂粒径分布的基础上,在套管外地层亏空处充填砾石粒度中值突破传统的5—6倍地层砂粒度中值的常规做法,以实验为基础,选择了3—4倍地层砂粒度中值的充填砾石,可降低砂砾互混的概率。结合分级充填技术,在现场应用中取得了很好的效果。     

新疆阿舍勒铜矿ZK2902孔深孔钻探技术

新疆哈巴河县阿舍勒矿区地层构造复杂破碎、蚀变强烈以及地层促斜严重,深部钻探施工难度较大。通过对钻探施工中的难点进行分析,总结了本地区钻探施工技术经验,针对钻探施工中存在的地层复杂破碎、钻孔漏失、多层促斜严重等问题,提出了应对的技术措施和钻探施工工艺。顺利完成钻探任务。     

泥水平衡盾构通过基岩孤石施工技术

为解决台山核电站取水隧洞泥水平衡盾构施工中分布的坚硬花岗岩孤石群,基岩孤石段,采用"物探先行、钻探验证、查明分布、控制爆破、限定块度、带压进仓、仓后打捞"的方法.通过钻爆船定位控制技术、钻孔定位控制技术,控制爆破技术,成功将基岩、孤石爆破至限定的块度,通过袖阀管后退式分段注浆加固地层稳定了孤石.顺利通过了花岗岩孤石群,基岩孤石段,取得了较好技术经济效果.     

砾石充填条件下筛管堵塞与冲蚀特性试验

为分析油田水源井筛管失效原因和防砂周期短的内在机制,建立一套模拟井下冲蚀和堵塞问题的砾石充填筛管防砂装置,研究筛管类型、砾石种类与粒径、生产压差等因素对筛管堵塞情况以及堵塞后筛管挡砂介质与本体的损坏情况的影响,分析筛管失效的原因和井下挡砂介质堵塞的内在机制。结果表明:在套管内砾石充填完井条件下,地层砂对砾石充填层和筛管的堵塞具有非均匀性,不同射孔孔眼部位的砾石充填层内的渗流压力分布不均,筛管过滤介质堵塞存在一定随机性;携砂流体流动时的磨蚀作用是造成筛管过滤介质失效主要原因之一;射孔孔眼流出的流体可与充填层的砾石掺混,形成磨料射流冲击正对射孔孔眼处的防砂管,造成防砂管本体的冲蚀失效;地面模拟试验结果与井下取出失效防砂管特征基本一致;试验结果能够为防砂方式的选择、生产制度的建议、筛管材质的选择、筛管结构的改进等提供依据。     

压力注浆对涌水地层的处理

高黎贡山隧道地处变质岩地区,由于部份地层水敏性强,钻孔涌水成为钻探施工的一大难题,根据常规堵涌方法无效的情况,采用了压力注浆,有效地防治了钻孔涌水。     

水平井自适应控水与砾石充填复合工艺试验

在易出砂地层水平井开发中,单独应用自适应调流控水筛管难以实现良好的防砂效果,需要研究一种自适应调流控水与砾石充填相结合的新型完井工艺。为此,对影响充填砾石运移的排量、砂比、冲筛比、漏失量、携砂液黏度等试验工艺参数进行设计优化。根据试验工艺参数设计结果,自主设计并搭建水平井自适应调流控水砾石充填的地面模拟试验装置,并开展两次水平井自适应调流控水砾石充填试验。试验结果表明,优选的低密度砾石,解决了充填排量受限的难题。在优选的充填参数条件下,充填效率达到100%。充填砾石的轴向渗流阻力远大于径向渗流阻力,可实现环空封隔器作用,充分发挥调流控水装置的控水稳油功能。最终得到合理的施工参数范围,为现场应用提供有效指导。     

尼尔基水利枢纽钻孔高喷防渗墙试验

尼尔基水利枢纽工程右副坝为粘土心墙土石坝,设计在粘土心墙中心线布置一排高压喷射注浆防渗墙,实现副坝基础防渗的目的.为确定在这种复杂地层条件下进行钻孔高喷灌浆时采用的合理的工艺工序和技术参数,在高喷灌浆正式开工前进行不同孔距、不同高喷参数的灌浆试验.通过代表性地层及砂砾石层的两次高喷试验,确定了合理的施工孔距及适合于尼尔基右副坝地质条件的施工参数.     

水平井及大斜度井砾石充填过程试验

根据水平井及大斜度井砾石充填机制与过程,考虑地层滤失、井筒倾斜、筛管偏置等特殊情况,建立水平井及大斜度井管内砾石循环充填试验模拟装置.利用该试验装置模拟水平井及大斜度井管内砾石循环充填全过程,分析α波及β波充填前沿特征,研究井筒倾角、筛管偏置度、流量、砂体积分数对充填动态及α波砂床平衡高度的影响规律及机制.试验结果表明:α波充填前沿在低流量下规则稳定,在高流量下形状不规则;α波充填结束前沉积砂床平衡高度会整体升高,导致β波充填空间较小;筛管偏置度与井筒倾角对充填动态有明显影响,井筒倾斜会降低砂床平衡高度,而筛管偏置则会加剧沉积砂床的形成并增大平衡高度;流量、砂体积分数是影响α波充填动态的直接因素.     

新型双动双管钻具在松散、破碎地层的应用

本文重点介绍了新型双动双管钻具的工作原理以及在松散破碎地层的应用情况。经试验证明该钻具能有效地解决此类地层取心率低,钻头寿命短,进尺慢等问题,从而提高钻探质量。     

四川攀枝花铁矿区钻探泥浆技术探讨

保持孔壁稳定性在复杂地层钻进中是钻探界普遍认为的一项难题,本论文结合生产实际情况,就铁矿钻探施工中钻遇的深部超厚破碎带出现坍塌掉块等问题,从泥浆技术方面做了经验总结和理论分析及初步探讨。笔者认为LBM泥浆适于深部超厚破碎带地层护壁性能的泥浆体系,在实际生产中取得了较好的经济效益,也为深部复杂超厚破碎带中钻探施工提供了指导方案。     

围堰防渗膜垫层料实验及Matlab在其中的运用

通过对黑河水利枢纽工程混凝土骨料生产过程中富余的大量20～40mm砾石与砂子在不同掺和比例下的试验研究,结合试验数据,应用Matlab作出了不同垫层料的掺砂率与松填密度、孔隙率及休止角之间的关系曲线。研究表明,选择砾石和砂子掺和料时,采用松填密度最大、孔隙率最小情况下所对应的掺砂率作为上游围堰的垫层料,沉降量较小,而且是稳定的。因而,提出了利用富余砾石的方法。     

基于颗粒离散元素法设计防砂砾石参数新方法

为了对目标井地层砂样采取更具有针对性砾石优选,提高砾石充填防砂效率,采用基于颗粒离散元素法的数值模拟方法进行不同类型、不同粒径砾石的防砂效果实验,并提出了一种综合因子的概念,可将防砂效果进行量化。通过数值模拟实验结果与常用方法的对比,验证了数值模拟手段进行防砂砾石选择的可行性,进而设计了对不同目标井地层砂样更具针对性的防砂砾石粒径选择方法。利用该方法可优选出最佳砾石尺寸,同时达到对出砂地层进行高效精确防砂、减少室内实验时间和资源浪费,节省实验费用的目的。     

高压砾石充填防砂工艺参数优化设计方法研究

高压砾石充填防砂施工过程中砾石尺寸、携砂比、充填排量、携砂液黏度、筛管参数等是影响施工成败和防砂效果的主要因素.讨论了地层砂侵入砾石层的特性以及砾石层压降计算方法,用以评价其挡砂效果和对产能的影响;建立了砾石尺寸综合评价方法,用以优选最佳砾石尺寸;以水平射孔孔眼中砾石颗粒不发生沉积堵塞为目标,建立了给定携砂比、携砂液黏度条件下的最小临界排量计算方法,用以对施工参数进行组合优化设计;最后研究了绕丝筛管尺寸和管柱结构的设计.给出了一套高压砾石充填施工参数优化设计方法,用该方法对涩北气田涩49井进行了高压充填设计,施工后防砂效果较好,产能降低率11.6%,目前稳产在(4.7～5.0)×104m3/d.     

四面山砂泥互层隧道爆破设计参数优化

在近水平软硬互层围岩隧道钻爆开挖的过程中,由于水平方向层理、节理、弱面以及软弱夹层的存在,使得光面爆破的轮廓平整度很难得到保证;并导致较为严重的超欠挖现象。以四面山层状围岩隧道为工程依托,基于X射线衍射试验以及室内物理力学试验所获取的砂、泥岩的力学参数,综合考虑微差、孔间距、不耦合系数等因素,采用正交试验制定了砂泥互层围岩隧道爆破模拟方案;并对重庆江习四面山近水平砂泥互层围岩隧道进行了爆破优化数值模拟,得到了层状围岩隧道爆破优化方案。将原爆破方案及优化方案与现场测试结果进行了对比,结果表明模拟结果与现场测试值基本符合。研究成果可在类似隧道爆破施工中推广应用。     

砾石充填井堵塞机理实验研究

用物理实验方法模拟了砾石充填井的渗流过程。在填砂管中沿渗流方向设置阻挡地层砂的砾石防砂网，注入带有一定地层砂微粒的流体。通过观测堵塞的位置和各渗流段的粒度组成的变化来研究砾石充填井的堵塞机理。实验结果表明，堵塞发生在油-砂界面上，而油-砂界面形成的主要原因是井中砾石充填不紧实。因此，为了延迟堵塞出现的时间，应尽可能采用高紧实度的充填方法，如压裂充填。在消除堵塞时，应从消除油-砂界面上的人口滤饼来考虑。     

PAB无固相冲洗液在宝兴沟矿区复杂地层中的应用效果

宝兴沟矿区岩芯钻探作业中,由于ZK0006号钻孔钻遇严重绿泥石化地层,导致无法继续施工作业,针对该种情况,采用了PAB无固相冲洗液,成功地解决了该段地层的护壁难题,取得看很好的技术效果。     

提高钻探设备在岩石中掘进钻井的效率

为了研究钻探设备在岩石掘进过程中的效率问题,通过综述与实验相结合的方法,阐述了钻探设备的发展过程,揭示了岩石破碎的机械原理和钻探过程的能容量由钻井掌子面承载比重的大小决定.在一定破碎条件下,保障仪器的参数及能量是提高钻探效率的目标.并通过实验证明了破碎过程能容量与单位掘进能的依赖关系和无因次准数与用于花岗石钻具单位掘进能的依赖关系.分析表明:建立新的掘进技术是研究无汽阀杆掘进.旋转装置的作用;掘进钻探碎石仪应该保证最小的岩石能容量的破碎;在设计碎石仪时必须考虑到出现摆动型波浪能量条件;在岩石一定破碎条件及定位销碎石仪有足够强度情况下,浸入式气动气锤保证将钻探速度提高50%.     

砾石充填井堵塞机理实验研究

用物理实验方法模拟了砾石充填井的渗流过程。在填砂管中沿渗流方向设置阻挡地层砂的砾石防砂网 ,注入带有一定地层砂微粒的流体。通过观测堵塞的位置和各渗流段的粒度组成的变化来研究砾石充填井的堵塞机理。实验结果表明 ,堵塞发生在油砂界面上 ,而油砂界面形成的主要原因是井中砾石充填不紧实。因此 ,为了延迟堵塞出现的时间 ,应尽可能采用高紧实度的充填方法 ,如压裂充填。在消除堵塞时 ,应从消除油砂界面上的入口滤饼来考虑。