论文部分内容阅读
摘要：通过对盐矿矿区的勘察与记录，在勘探过程对盐矿钻探工艺和成井技术进行深入研究和探索，在此总结适合盐矿矿区的钻探施工中饱和卤水泥浆对于成井护壁的优良效果，这种饱卤水泥浆和固井配备的设备及材料对固井起到了重要的重用，也是施工的成败关键点，利用自设的水力混合搅拌器可以加快灌浆的速度，保障了固井质量。对于水力混合搅拌器和饱卤水泥浆的使用对于钻探成井有着现实的引导意义。
关键词：盐矿 钻探工艺 成井工艺 水力混合搅拌器
一、盐矿区的地质特征分析
利用盐卤水制造盐是一个传统的方法，已经流传多年并有历史可考证，是一个广泛使用的制盐方式，随着时间的推移和先进科技的渗透，盐卤水的制盐方法已经被逐渐淘汰，并且由于盐卤水的使用逐步淡化，制盐工业的发展受到了阻碍。为了发展社会经济，使得资源合理利用，将采盐条件较好的盐矿进行盐井施工，经过地质勘探和钻探技术的探索总结出了一套使用于盐矿的钻探工艺。
盐矿区通常是新一代的断陷盆地，表面盖层一般为砂砾积石等覆盖，部分夹杂着亚粘土、亚砂土等。岩层通常分为化学岩和碎屑岩两个类别，化学岩包含大量的岩盐，相对于以灰黑、灰黄、灰绿等杂色的碎屑岩更具有开采价值，但两类岩层多夹杂着砂质泥岩、薄层的泥灰岩以及少量的红褐色、棕褐色泥岩。通过钻孔研究可以看到这类盐矿矿层可多达16层以上，部分岩层夹杂着高质量的薄层石膏或钙芒硝或芒硝，这类矿床一般属于易溶水的岩层，遇水容易出现坍塌、缩小孔径、变形等复杂的地质变化。
二、井架结构的分析与施工方法
钻井设备的选择对于进井有着重要的作用，孔径结构和钻具需要专业配备，在施工过程中要结合钻探经验，避免漏失问题在孔内发生，钻孔的深度下入受到砂砾石层和坍塌部分影响，在钻探过程中需要注意防止上方的掉块坍塌的现象，以便在矿层取心。钻头一律采用硬质合金钻头，必须选取四翼肋骨片式球齿形的，或者在一些矿床也可以使用加强型复合片的钻头。矿层和石盐层要采取三层单动双管钻进行钻探。
泥浆的配比选择也正是钻探施工的一个关键，泥浆的好坏直接关系到施工的成败，所以要依据矿区的地理结构来进行加工：为了防止岩盐层部分的水溶饱和和井道扩张，需要使用的是能够加强护壁效果的卤水泥浆，改良后的饱和盐水泥浆还可以对非岩盐层使用，这里的配比要选择高质量的膨润土加上碱加上水以及加上PHP，这样的饱和盐卤水泥浆与原始泥浆相对比来说，稳定性能明显增强，流变性能更好，悬浮力也增大，可以稳定矿层的井壁，保障矿心的采心成功率。
岩矿心的采纳视地层而异，对非岩盐段选用硬质合金单管钻具投卡料法采心；岩盐矿层则因性脆、易碎、易磨损、遇水易溶、易冲蚀的特征，选用干钻卡取，即在钻进旋回回次完毕后干钻一小段，使用孔内未扫除的岩粉挤塞住岩心，经过钻机再反转的办法将其扭断取出，即为该回次的矿心。
在实际操作中，要保证孔的干净饱和，避免出现钻具遇阻、埋钻、卡钻等故障。钻进是要采用硬质的钻头加上长钻具的斜入式钻进方式，在钻进过程中要注意地层的变化，以免出现孔斜、岩层坍塌变形等问题，在施工过程中要实时对工艺技术进行适当调整，针对不同地段采用不同方法——对于破碎较多的孔段，需要增大钻具的压强、减少充填泥浆的方量的方式；对于易坍塌松散的地段，需要采取粘度较大、饱和量大的优质水泥浆进行充填。在充填过程，要循序渐进，可以通过加长钻具的办法防止钻入过程偏离轨道，直至矿心。
三、成井工艺和方法
对于盐矿矿区的成井主要是铸造水泥固井及下管工程，是整个钻探工作的最重要的一步。在固井的工作要注重固井的前期准备工作、固井的严格工作顺序以及对最后阶段的压力测试，这些都决定了固井工程的成败。
要保障高品质的固井工序和下管工作的完美实行，首先要对下管的井段架起井道支护，充填入泥浆泥球进行夯实，打造成一个结实的台阶，在钻孔时前期要进行清理井底杂物和沉淀物，检查好所有需要的工具配备，放可下井钻探施工。
在技术套管下入后，要将地面的管和地下接应上，经行循环式的泥浆冲洗，直到井道从孔边泛出清水后才可以继续施工。固井工程的关键就在于灌注油井水泥，所以在搅拌灌注的过程要在循环状态下工作，注意时间上不允许超出水泥的初凝时间。按照钻探设计和成井工艺的高要求，在水泥配置时我们通常选用自设的水力混合搅拌器，这样既加快了施工进程又保证了固井的品质。
当水泥浆悉数灌入孔内后，当即泵送替水泥浆，泵送替水泥浆的作用是将水泥浆从技能套管外返出地上，并铲除水泥浆对输浆管线的堵塞物及确保技能套管内存有15m左右（必定高度）的水泥柱。当替水泥浆灌注完工后，当即关闭悉数阀门，关闭技能套管，待凝48h后进行技能套管试压。水泥固井及替浆进程。
待孔内水泥凝结后，使用钻具扫掉管内水泥柱至预订部位，此后使用电动试压泵别离进行技能套管的管表里试压，需求压力不低于5MPa，30min内压力降低差小于0.5MPa。
技能套管试压完毕，待水泥完全凝结（7天以上）后，再用152mm钻具将孔内架桥扫掉至孔底，下入127mm出水管，63.5mm出卤管至岩盐层底板以上1.5m左右处，然后设备井口采卤设备，并调好进水管与出卤管方向，用变量泵沿进水管试卤24h，当卤水浓度到达描绘需求后，即可经过检验竣工，并交付使用，至此，整个岩盐井施工完毕。
四、结束语
通过一系列的探索分析，总结出了一套良好的盐矿钻探施工工艺与成井工艺技术，利用这套钻探工艺和成井工艺，施工中我们利用饱和盐水泥浆代替原始的饱卤水泥浆，在广泛地区的盐矿钻探取得了良好的收益。在对岩盐矿区的钻进施工过程结合施工人员的经验运用这套理论技术，这样不仅加强了护壁效果，而且可以加快施工的进程，而且提高了整体效率。利用水力混合搅拌器，加快了灌浆速度，降低了孔内事故的发生，保障了成井的效果。但是自行设计的混合搅拌器在施工过程中可能造成输送泥浆管道被水泥堵塞，这点并不完善，需要加以改进。
参考文献
[1]张德权，甘肃省通渭汤池河地下热水勘查测井工作报告[R]，天水，
甘肃省地勘局第一水文地质工程地质队，2006.10.
[2]张立新，马彪，甘肃省漳县盐井碳岩盐矿勘查地质工作报告[R]，天
水，甘肃地矿局第一水文地质工程地质公司，2008.03.
[3]吕锡安，定远盐田成井工艺[J]，探矿工程，2005.06，61～62.
[4]程建祥、张德权、张家峰 中国科学院上海冶金研究所； 材料物理与化学（专业） 博士论文 2000年.
作者简介：王岩生（1984-），男，助理工程师，大学本科，主要从事水文地质、工程地质研究。
李小明（1984-），男，助理工程师，大学本科，主要从事地质矿产研究。
关键词：盐矿 钻探工艺 成井工艺 水力混合搅拌器
一、盐矿区的地质特征分析
利用盐卤水制造盐是一个传统的方法，已经流传多年并有历史可考证，是一个广泛使用的制盐方式，随着时间的推移和先进科技的渗透，盐卤水的制盐方法已经被逐渐淘汰，并且由于盐卤水的使用逐步淡化，制盐工业的发展受到了阻碍。为了发展社会经济，使得资源合理利用，将采盐条件较好的盐矿进行盐井施工，经过地质勘探和钻探技术的探索总结出了一套使用于盐矿的钻探工艺。
盐矿区通常是新一代的断陷盆地，表面盖层一般为砂砾积石等覆盖，部分夹杂着亚粘土、亚砂土等。岩层通常分为化学岩和碎屑岩两个类别，化学岩包含大量的岩盐，相对于以灰黑、灰黄、灰绿等杂色的碎屑岩更具有开采价值，但两类岩层多夹杂着砂质泥岩、薄层的泥灰岩以及少量的红褐色、棕褐色泥岩。通过钻孔研究可以看到这类盐矿矿层可多达16层以上，部分岩层夹杂着高质量的薄层石膏或钙芒硝或芒硝，这类矿床一般属于易溶水的岩层，遇水容易出现坍塌、缩小孔径、变形等复杂的地质变化。
二、井架结构的分析与施工方法
钻井设备的选择对于进井有着重要的作用，孔径结构和钻具需要专业配备，在施工过程中要结合钻探经验，避免漏失问题在孔内发生，钻孔的深度下入受到砂砾石层和坍塌部分影响，在钻探过程中需要注意防止上方的掉块坍塌的现象，以便在矿层取心。钻头一律采用硬质合金钻头，必须选取四翼肋骨片式球齿形的，或者在一些矿床也可以使用加强型复合片的钻头。矿层和石盐层要采取三层单动双管钻进行钻探。
泥浆的配比选择也正是钻探施工的一个关键，泥浆的好坏直接关系到施工的成败，所以要依据矿区的地理结构来进行加工：为了防止岩盐层部分的水溶饱和和井道扩张，需要使用的是能够加强护壁效果的卤水泥浆，改良后的饱和盐水泥浆还可以对非岩盐层使用，这里的配比要选择高质量的膨润土加上碱加上水以及加上PHP，这样的饱和盐卤水泥浆与原始泥浆相对比来说，稳定性能明显增强，流变性能更好，悬浮力也增大，可以稳定矿层的井壁，保障矿心的采心成功率。
岩矿心的采纳视地层而异，对非岩盐段选用硬质合金单管钻具投卡料法采心；岩盐矿层则因性脆、易碎、易磨损、遇水易溶、易冲蚀的特征，选用干钻卡取，即在钻进旋回回次完毕后干钻一小段，使用孔内未扫除的岩粉挤塞住岩心，经过钻机再反转的办法将其扭断取出，即为该回次的矿心。
在实际操作中，要保证孔的干净饱和，避免出现钻具遇阻、埋钻、卡钻等故障。钻进是要采用硬质的钻头加上长钻具的斜入式钻进方式，在钻进过程中要注意地层的变化，以免出现孔斜、岩层坍塌变形等问题，在施工过程中要实时对工艺技术进行适当调整，针对不同地段采用不同方法——对于破碎较多的孔段，需要增大钻具的压强、减少充填泥浆的方量的方式；对于易坍塌松散的地段，需要采取粘度较大、饱和量大的优质水泥浆进行充填。在充填过程，要循序渐进，可以通过加长钻具的办法防止钻入过程偏离轨道，直至矿心。
三、成井工艺和方法
对于盐矿矿区的成井主要是铸造水泥固井及下管工程，是整个钻探工作的最重要的一步。在固井的工作要注重固井的前期准备工作、固井的严格工作顺序以及对最后阶段的压力测试，这些都决定了固井工程的成败。
要保障高品质的固井工序和下管工作的完美实行，首先要对下管的井段架起井道支护，充填入泥浆泥球进行夯实，打造成一个结实的台阶，在钻孔时前期要进行清理井底杂物和沉淀物，检查好所有需要的工具配备，放可下井钻探施工。
在技术套管下入后，要将地面的管和地下接应上，经行循环式的泥浆冲洗，直到井道从孔边泛出清水后才可以继续施工。固井工程的关键就在于灌注油井水泥，所以在搅拌灌注的过程要在循环状态下工作，注意时间上不允许超出水泥的初凝时间。按照钻探设计和成井工艺的高要求，在水泥配置时我们通常选用自设的水力混合搅拌器，这样既加快了施工进程又保证了固井的品质。
当水泥浆悉数灌入孔内后，当即泵送替水泥浆，泵送替水泥浆的作用是将水泥浆从技能套管外返出地上，并铲除水泥浆对输浆管线的堵塞物及确保技能套管内存有15m左右（必定高度）的水泥柱。当替水泥浆灌注完工后，当即关闭悉数阀门，关闭技能套管，待凝48h后进行技能套管试压。水泥固井及替浆进程。
待孔内水泥凝结后，使用钻具扫掉管内水泥柱至预订部位，此后使用电动试压泵别离进行技能套管的管表里试压，需求压力不低于5MPa，30min内压力降低差小于0.5MPa。
技能套管试压完毕，待水泥完全凝结（7天以上）后，再用152mm钻具将孔内架桥扫掉至孔底，下入127mm出水管，63.5mm出卤管至岩盐层底板以上1.5m左右处，然后设备井口采卤设备，并调好进水管与出卤管方向，用变量泵沿进水管试卤24h，当卤水浓度到达描绘需求后，即可经过检验竣工，并交付使用，至此，整个岩盐井施工完毕。
四、结束语
通过一系列的探索分析，总结出了一套良好的盐矿钻探施工工艺与成井工艺技术，利用这套钻探工艺和成井工艺，施工中我们利用饱和盐水泥浆代替原始的饱卤水泥浆，在广泛地区的盐矿钻探取得了良好的收益。在对岩盐矿区的钻进施工过程结合施工人员的经验运用这套理论技术，这样不仅加强了护壁效果，而且可以加快施工的进程，而且提高了整体效率。利用水力混合搅拌器，加快了灌浆速度，降低了孔内事故的发生，保障了成井的效果。但是自行设计的混合搅拌器在施工过程中可能造成输送泥浆管道被水泥堵塞，这点并不完善，需要加以改进。
参考文献
[1]张德权，甘肃省通渭汤池河地下热水勘查测井工作报告[R]，天水，
甘肃省地勘局第一水文地质工程地质队，2006.10.
[2]张立新，马彪，甘肃省漳县盐井碳岩盐矿勘查地质工作报告[R]，天
水，甘肃地矿局第一水文地质工程地质公司，2008.03.
[3]吕锡安，定远盐田成井工艺[J]，探矿工程，2005.06，61～62.
[4]程建祥、张德权、张家峰 中国科学院上海冶金研究所； 材料物理与化学（专业） 博士论文 2000年.
作者简介：王岩生（1984-），男，助理工程师，大学本科，主要从事水文地质、工程地质研究。
李小明（1984-），男，助理工程师，大学本科，主要从事地质矿产研究。