西藏罗布莎深钻绳索取心钻井液的研究与应用

来源 :中国地质大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liteary
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
深部钻探是人们认识地球、建立地壳深部通道最直接的方法。同时,我国资源供需矛盾显著,浅部资源逐渐枯竭,因此深部钻探势在必行。在地质勘探中钻孔分类的标准是:浅孔:0-300米,中浅孔:300-600米,中深孔:600-1200米,深孔:1200-2500米,特深孔大于2500米。绳索取心钻探工艺,由于其辅助时间少,取心质量好,效率高等优势得到钻探工作者的广泛认同,但泥浆技术问题也较为突出,在很大程度上制约了绳索取心钻进工艺的发展,本文针对深部钻探绳索取心钻井液技术问题进行了探讨和研究。西藏罗布莎铬铁矿区科学钻探孔是《大陆科学钻探选址与科学钻探实验》7口预导孔的第一个钻孔。它的主要成果是揭示铬铁矿矿集区深部地质构造和成矿岩体的延深和展布,评价罗布莎岩体深部的铬铁矿矿产和雅鲁藏布江缝合带中有关超镁铁岩体的铬铁矿矿产的远景;查明罗布莎岩体和其所在的超镁铁岩带的成因和构造背景。罗布莎含矿超基性岩体沿雅鲁藏布江的谷底分布,严格受雅鲁藏布江构造带的控制。在成岩期和成岩后期都遭受了强烈的构造运动,形成了一些列复杂的构造变形。直接表现为区内矿床发育,地层复杂,上部卵砾石直径大,胶结性差,下部超基性岩破碎以及蚀变(蛇纹石化)严重,对钻探的影响是岩心采取率低,全孔不间断存在漏浆、难钻、坍塌等问题。在地质构造发育、岩石破碎的地层钻进中,孔壁稳定是关键。主要从两个方面研究孔壁稳定问题:孔壁周围应力分析和钻井液的物理化学性能分析。当作用于钻孔侧壁岩石的压力大于静液柱压力时,则孔壁很有可能发生破坏或坍塌,由此就可以推导出静压平衡条件下钻井液应采用的合理密度。另外,钻井液对孔壁岩石的水化、环空上返速度过大对孔壁的冲刷以及提下钻具时产生的激动压力都有可能破坏孔壁的稳定性。根据地层的漏失特征、通道值以及漏失强度将地层分为3大类12小类,根据类型的不同建议采用的堵漏方式也随之改变。针对罗布莎破碎地层建立了钻井液的粘度与破碎地层的厚度的对应关系模型,并初步提出钻井液护壁的极限判据。从上世纪70年代初研究与发展绳索取心钻探技术到现在,绳索取心钻探技术广泛应用于岩心勘探。尤其是当钻遇硬度级别为6-9级岩石、钻孔深度大以及钻头寿命长时,绳索取心钻探最能发挥其优势。小口径绳索取心钻井液也面临一系列的瓶颈问题,主要包括钻杆内壁容易结垢,钻孔环空间隙小,钻井液润滑性差,循环阻力大,携粉能力低,滤失量高,护壁效果不好等问题。要解决好这些问题,必须提高钻井液的性能。经验分析通过降低机械钻速、加强控制固相含量,采用无固相钻井液等方式能够防治钻杆结垢;matlab分析循环压耗模型得出:适当加大钻头的直径,提高环空间隙0.5mm,能够降低循环压力2倍左右;聚乙烯醇与O型润滑剂配伍,极压润滑仪测试的润滑系数降低0.6倍:聚乙烯醇与PAC、XC等剪切稀释性能好的高分子聚合物配伍,提高钻井液的动塑比,加强携粉能力;聚乙烯醇与磺化沥青、褐煤树脂等处理剂配伍能够将滤失量降低到8m1以内。根据西藏罗布莎地层及现场钻井液的使用情况,研究低粘、低切、润滑性能好、抑制性强、携岩能力好、具有剪切稀释性、优良造壁性作用的PVA无固相钻井液,可以较好的解决钻井过程中的存在的问题,保证钻孔安全、提高钻进效率。通过大量现场和室内实验研究,PVA无固相钻井液配方如下2.5%PVA+0.05%PAC+3%SPNH+0.5%O型润滑剂。具有以下优点:(1)良好的流变性:钻井液低粘度、低切力,适合绳索取心钻探环空小间隙,有利于提高钻速、减小循环阻力;(2)显著的护壁效果:通过浸泡实验与常用的低固相钻井液相比较,PVA无固相钻井液中浸泡24h过后的岩心没有变形或者膨胀,而且再放入清水中浸泡7d依然不变形、不坍塌;(3)优良的抑制性:通过页岩滚动回收率实验和高温高压线膨胀性实验,总结出PVA无固相钻井液能很好的抑制泥页岩孔壁膨胀、分散;(4)滤失量小,润滑性能好:褐煤树脂主要在钻井液中起降滤失效果,且作用明显,且其润滑效果也较为出色,已经能够满足一般的润滑要求。当钻孔加深,循环阻力变大,润滑效果要求强时,可添加O型润滑剂,能够明显增强润滑效果;(5)携粉能力佳:通过自行研发的钻井液悬渣能力测试仪器,测试得出PVA无固相钻井液的悬渣效果虽然没有低固相钻井液好,但就无固相钻井液来说,PVA无固相钻井液动塑比较高,能较好的悬排金刚石钻头研磨下来的岩粉,清洁孔底。
其他文献
肠道是机体最大的免疫器官和微生态体系,肠道菌群通过调整免疫应答影响机体健康。小儿在不同生长时期存在肠道菌群结构的个体差异,并受许多因素影响,如饮食、生活环境、用药
近年来,内蒙古自治区不断提高对外开放水平,坚持大范围配置资源,招商引资工作取得十分显著的成效.为经济社会发展做出了重大贡献。但是,在工作中也出现了一些新情况、新问题,需要在
国家“十一五”规划明确提出,要把建设资源节约型、环境友好型社会摆在突出位置。我们要进一步提高对节约资源和保护环境基本国策的认识,明确建设资源节约型、环境友好型社会的战略任务和政策措施,明显提高资源利用效率,基本遏制生态环境恶化的趋势,为子孙后代留下蓝天绿地、碧水青山。  建设资源节约型、环境友好型社会,是以科学发展观为指导,在经济和社会发展的几个方面,切实保护和合理利用各种资源,提高资源利用效率,
从1978年至今的四十年,是我国改革开放之后法治建设取得巨大成就的四十年,也是我国法学教育快速发展的四十年。在这四十年中,我国法学教育从恢复走向繁荣,众多法学院校为国家
江山,江南毛氏发源地,毛泽东祖居就在江山清漾。也是在这里,历史上共出过6个尚书、80个进士。悠久的历史文化,蕴育了优秀的江山供电局。先后荣获全国水利电力系统“先进集体”;原
利用SDCORS提供的网络RTK服务,在山东建筑大学校园内利用一台RTK GPS接收机,从初始化时间、定位精度及可靠性等方面对SDCORS网络RTK的性能进行了测试与分析。实验表明:待测点周围环境对网络RTK初始化所需时间影响较大,在开阔区域,RTK从浮点解到获得固定解的时间约需2s,在树木及建筑物等遮挡比较严重的环境下初始化时间约需几分钟甚至更长;在城市环境下,基于SDCORS的网络RTK动态定
1、引言再生式环境生命保障系统(ECLSS)是宇宙飞船长期载人飞行的保证,而电化学二氧化碳浓缩器(EDC)则作为ECLSS这一废物循环再利用系统的起始环节而存在,即由之将环境中一
文化自信是人们对中国社会主义文化的自信,包含对优秀传统文化的继承与自信。美育承载着培养学生欣赏美、创造美的能力,是全面发展教育中不可或缺的重要内容。它们之间存在着
本文中作者对一起500kV套管电容量测试异常进行了分析,通过解体分析验证了判断结果的准确性,并提出了预防事故发生的相应措施。
<正> 苏共政治局于1986年12月26日通过,苏联部长会议于1987年1月13日批准施行的《苏联部长会议关于在苏联境内建立由苏联组织和资本主义国家及发展中国家的公司参加的合资企