东乘公麻冻土地层低温冲洗液研究与应用

结合东乘公麻金矿区地层特性和高原冻土环境实际,钻进过程中存在冻土地层融化、孔壁膨胀崩塌、钻孔越打越浅、岩心采取困难、钻孔冻结等技术难题。通过对钻探施工设备、施工工艺和施工管理进行研究和分析,重点研究了低温冲洗液性能对钻进过程的影响。通过正交试验对冲洗液配方在-5℃条件下对比,优选出抗低温、散热系数小、粘度适中、滤失量低的最佳配方,有效解决了高原冻土地层钻进技术难题。在CZK031和CZK4821两个钻孔进行现场应用,冲洗液对孔壁保护较好,未发生孔壁坍塌掉块和孔内冻结事故,取得了较好的施工效果。低温冲洗液配方的研究应用,对其他地区高原冻土地层施工具有参考意义。     

冻土区天然气水合物试采对接井冲洗液技术

2015年,在祁连山木里冻土区进行了天然气水合物试采对接井施工。根据木里地区的地层条件,针对孔壁易出现的水化、坍塌、掉块等现象,制定了冲洗液配方,通过合理调整处理剂的用量,达到良好的护壁及润滑效果。使用过程中对密度、粘度、含砂量、失水量等参数进行了监测,并对冲洗液性能作出及时调整。应用结果表明,该冲洗液配方具有良好的综合性能,能够满足冻土区天然气水合物试采井钻探施工要求。     

永冻层绳索取心钻探冲洗液技术

分析了绳索取心钻探特点,并对低温聚合物冲洗液,主要使用电解质NaCl作为耐寒添加剂,配出的泥浆冲洗液性能指标,并分析了其影响因素.     

地质钻探冲洗液数据库的研发

冲洗液技术是钻探领域关键技术之一，被誉为钻探的“血液”。随着信息技术的飞速发展，建立专业技术数据库成为提高冲洗液技术水平的新途径。全面系统总结地质钻探冲洗液技术研究成果、数据和应用案例，开发了国内首个地质钻探冲洗液数据库，为钻探技术人员提供针对复杂地层的冲洗液技术支撑。该数据库包括10个一级模块和39个二级模块，可实现冲洗液设计、辅助计算、技术资料查阅等功能，发布了冲洗液新材料、新体系、新工艺以及冲洗液的选型和设计等大量成果资料。该数据库已于2022年10月在中国地质调查局“地质云”平台面向互联网用户提供服务。     

植物胶冲洗液在寨上金矿区钻探中的应用

针对寨上金矿区钻探中存在的坍塌、缩径等钻孔护壁难题,在采用多种冲洗液无效的情况下,试验应用了植物胶低固相冲洗液,成功地解决了该矿区钻探钻孔护壁难题。分析了矿区钻探护壁困难的原因,介绍了冲洗液应用技术。     

罗布泊盐湖深部钾盐地质科学钻探LDK02孔冲洗液工艺

罗布泊盐湖深部钾盐地质科学钻探LDK02孔钻遇地层主要为第四系松散层,其中,卵砾石层及砂层孔段易发生坍塌埋钻事故,粘土层孔段易缩径卡钻,导致钻探施工中孔壁极不稳定、极易引发孔内事故;现场使用卤水配制冲洗液,对冲洗液处理剂性能影响较大,导致配制的冲洗液胶体稳定性差、易沉淀分层、不能有效悬浮和携带岩粉。针对上述问题,对现场卤水进行了离子成分分析,选用抗盐性能好的处理剂配制卤水冲洗液,在LDK02孔现场应用,取得了良好效果,保证了钻探施工的顺利实施。     

国内外冲洗液技术研究与应用进展

在调研大量相关文献及报道的基础上,对近年来地质钻探冲洗液技术研究与应用进展进行了分类归纳总结。主要从新型造浆材料与泥浆处理剂、新型冲洗液体系2个方面进行了阐述,其中新型造浆材料与泥浆处理剂涉及造浆材料、强抑制剂、抗高温处理剂、堵漏材料、纳米级处理剂与天然高分子材料改性类处理剂;新型冲洗液体系包括成膜防塌无固相冲洗液、双聚防塌冲洗液及可循环泡沫冲洗液等。     

多功能剂抗复合离子污染机理研究及应用

将北京探矿工程研究所研制的多功能剂与不同浓度的钙镁钾溶液、海水、卤水等直接配制成冲洗液并测试其性能。结果表明,该种多功能剂具有很好的抗复合离子污染能力,可以直接与矿化度高的水配制得到满足钻探施工要求的冲洗液。直接采用卤水和海水配制的多功能剂冲洗液已经在新疆若羌、山东莱州海域、南黄海海域等区域钻探过程中获得成功应用。     

西藏罗布莎科学钻孔冲洗液技术

通过西藏罗布莎科学钻孔施工过程冲洗液应用实践,结合现场试验室试验情况及实际生产过程中使用的泥浆类型、配方、性能特点、使用情况,总结出适合罗布莎铬铁矿区易坍塌、破碎、漏失、缩径等复杂地层钻探施工的冲洗液配方,并对不同类型冲洗液使用情况及存在的不足进行了阐述,对同一配方冲洗液在不同钻探工艺条件下使用所取得的不同效果做出了说明,为今后坍塌、破碎、漏失、缩径等复杂地层深部钻探的冲洗液配方选择提供了一些参考。     

西岭勘查区海水冲洗液的研究与应用

西岭勘查区多数钻孔布置在海边,施工过程中,造浆用水为海水或海浸水。传统的淡水冲洗液体系在携带岩粉、润滑钻具、保护孔壁等方面效果不明显,甚至失效,影响了钻探施工的顺利进行。在传统冲洗液材料使用的基础上进行创新,引进新型海水抗盐冲洗液材料,研究了适合该矿区的海水冲洗液配方,使冲洗液体系性能提高,减少了安全隐患,提高了生产效率。     

宁深1井深井高温钻井液技术

针对麻黄山西部区块深部地层特点及难点,在室内优选抗高温钻井液体系,并对该体系进行性能优化研究,逐步改善其抗温、抗污染能力,并引入SPC-220与磺化处理剂发生高温交联,进一步增强体系的抗盐污染能力。宁深1井现场应用证明,该抗温钻井液体系性能稳定,对井下复杂情况的处理及顺利钻达目的层起到了关键作用。     

聚炳烯酰胺无固相冲洗液在复杂地层中的应用研究

根据多年对聚丙烯酰胺无固相冲洗液钻进技术在地质岩心钻探中的应用情况,进一步分析聚丙烯酰胺无固相冲洗液钻进所具有的技术优势,以及如何发挥其优势,利用聚丙烯酰胺无固相冲洗液钻进水敏地层及其它复杂地层,解决难以钻进的问题。同时,为进一步完善、选择适宜的钻井冲洗液提供一些可供借鉴的建议,使该技术的快速发展和地质岩心钻探钻进技术全面提高。     

涪陵页岩气水平井油基钻井液技术

针对非常规油气藏开发及复杂地层安全钻井的需要,为解决水平井井壁稳定、摩阻、携岩及地层污染问题,开展了油基钻井液技术研究与应用。通过乳化剂、有机土、降滤失剂、封堵剂等处理剂的研选,形成以柴油、白油为基础油的油基钻井液配方、循环损耗量控制技术及现场施工工艺。在涪陵页岩气田应用了100余口井,满足了现场施工需要,取得良好的技术经济效果。结合涪陵区块的具体情况,不断深入研究,2015年研究并现场试验了粉状乳化剂、无土相油基钻井液等新技术。     

低温条件下乙二醇基钻井液体系的试验研究

钻井液在冰点以下能否保持正常的工作性能对低温地层的勘探工作具有十分重要的意义,选择乙二醇作为钻井液的防冻剂可以满足勘探钻进工作的要求。对乙二醇复合聚合物钻井液的耐低温能力、流变性、失水特性以及钻井液的防塌能力进行了试验研究,确定了乙二醇及钻井液中其它聚合物的加量,使其满足低温条件下勘探的要求。     

磺化沥青钻井液在贵州地热勘探井中的应用

贵州省岩溶裂隙地层发育,地层复杂,地热勘探井施工难度大。根据磺化沥青的基本特性,分析了磺化沥青钻井液护壁防塌机理,确定了性能合理的磺化沥青钻井液配方,并在贵州省铜仁市西部地区地热水资源整装勘查沿河勘查区块地热勘探孔(ZK2)进行了生产应用。实际施工表明,磺化沥青钻井液护壁防塌效果良好,提高了钻井效率,取得了良好的经济效益。结合实际应用情况对磺化沥青在地热井施工中的使用提出了建议。     

深层水平井双聚胺基钻井液技术研究与应用

针对大庆油田深层致密气埋藏深,储层砾岩、火山岩裂缝发育,水敏性强,钻井过程中易发生漏失、垮塌、缩径及高温钻井液性能变差等复杂,且深层水平井钻进会带来摩阻、携岩和储层污染及使用油基钻井液存在成本高、后期环保压力大等难题,在分析总结前人研究成果及经验基础上,从致密气藏地质特征及深层水平井钻井难点出发,明确了钻井液技术对策,通过开展聚胺和聚醚多元醇"双聚"抑制、封堵防塌剂的研究,配合自主研制的新型高效随钻封堵材料,研发出一套适合于深层致密气藏水平井施工的双聚胺基钻井液技术。室内研究及现场应用表明,该钻井液具有较强的封堵防塌、井眼清洁和润滑防卡能力,抗温达180℃以上,有效地解决了深层水平井漏失、垮塌、携屑、润滑问题和储层保护问题,保证了深层水平井的顺利施工,创造了大庆油田深层水平井钻井周期最短(109d),井深最深(5048 m),水平段最长(969.22 m),井底温度最高(180℃)等几项新纪录,完全满足了徐家围子地区深层致密气藏的钻探需求,为深层水平井安全、快速、高效钻井提供了技术保障。     

贵州省遵义县ZK1地热井钻井液技术

为了满足贵州省遵义县ZK1地热井钻进施工中引进的螺杆钻进工艺对钻井液性能的要求,应对该井复杂的地质条件,综合分析了地层的特征和复杂程度以及螺杆钻进工艺所需的钻井液性能参数,在实验室进行了钻井液配比实验。通过该井的应用实践,表明所采用的钻井液性能良好,适应性强,粘度适中,滤失量合理,形成的泥饼薄而致密,对防止孔壁的缩径垮塌起到了良好作用,减少了孔内事故发生率,对螺杆钻进能够提供足够的动力,完全能够满足螺杆钻进工艺要求,提高了钻进效率。     

固结钻井液对湘西北页岩气储层的护壁机理研究

文中提出了一种液态离子固结剂,该处理剂能够有效提高页岩气井井壁的力学强度。通过开展室内实验以及进行相关分析,初步了解了添加液态离子固结剂的钻井液的基本性能,并探究了该体系钻井液对炭质页岩膨胀的抑制性以及对炭质页岩力学强度的影响。发现钻井液滤失量随液态离子固结剂含量的增加先减小后增大;在各配方钻井液中的压制岩心膨胀率明显低于在清水中的,但液态离子固结剂含量增加使得钻井液中的压制岩心膨胀率越来越高;各钻井液处理的岩粉所制成的剪切试样抗剪强度高于经清水处理的,随着液态离子固结剂含量的增加,试样抗剪强度总体上先升高再下降,且试样单轴抗压强度增大。实验结果表明,在适宜的含量范围内,液态离子固结剂有助于增强钻井液维护井壁稳定的能力。     

江西省浮梁县朱溪矿区深孔钻探施工技术研究

详细介绍了朱溪矿区3个深孔钻遇地层、钻探设备、钻孔结构、钻头使用、起大钻、冲洗液使用、护孔堵漏、套管使用等具体情况。重点分析和总结了钻孔结构、钻头使用、冲洗液使用、护孔堵漏等钻探工艺技术,并提出今后深孔施工需慎重配套钻探设备、增大钻头外径、提高钻探效率、重视深孔孔斜尤其是方位超差和灰岩溶洞问题等建议。     

极地冰层取心钻进超低温钻井液理论与试验研究

南极冰层取心钻进的关键之一是钻井液的耐温能力。根据南极冰层钻进的特点及对钻井液的特殊要求,在综合分析国内外冰层钻进钻井液应用经验的基础上,对有机硅、氟代烃、一元脂肪酸酯及二元脂肪酸酯进行了理论上的分析研究,测试了各自在不同温度条件下的粘度和密度,分析了粘度与密度变化的机理。确定出分子间相互作用中无氢键形成的物质的粘温系数最小,脂肪酸酯的粘温系数受到分子间氢键的数量影响最大,指出了介质密度的增加是由于体积收缩所致,与介质的分子结构与形态无关。所得到的结论对于极地冰层取心钻进钻井液的选择与确定具有重要的理论与实际意义。