[发明专利]陡立疏干碎屑岩地层高效钻进泥浆配制工艺与应用在审

专利信息
申请号: 201910659545.6 申请日: 2019-07-22
公开(公告)号: CN111154465A 公开(公告)日: 2020-05-15
发明(设计)人: 何平波;刘玉龙;李新卫;杨凯;马汉峰;汪志平 申请(专利权)人: 中广核铀业新疆发展有限公司;中广核铀业发展有限公司
主分类号: C09K8/24 分类号: C09K8/24;C09K8/035;E21B21/00
代理公司: 北京万象新悦知识产权代理有限公司 11360 代理人: 黄凤茹
地址: 843000 新疆维*** 国省代码: 新疆;65
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摘要:
搜索关键词: 陡立 碎屑岩 地层 高效 钻进 泥浆 配制 工艺 应用
【说明书】:

发明公布了一种陡立疏干碎屑岩地层高效钻进的泥浆配制工艺方法,通过优化泥浆中添加的各种组分及调整相应的比例关系,针对地层砾岩层多、胶结差、砂泥互层和厚层及陡立疏干特点的工作区,采用不同配比进行泥浆配制;具体按钻孔深度调整配制泥浆:对于设计深度400m以内的钻孔采用粗分散低固相泥浆体系;对于设计深度大于400m的钻孔,采用成膜护壁低固相泥浆体系。所用材料包括:钠基膨润土、防塌随钻堵漏剂、氯化钾、增粘剂、成膜B剂、改性沥青、降失水剂;还可包括:高粘纤维素、高效润滑剂、包被剂。采用本发明技术方案,实现在某铀矿区陡立碎屑岩地层中高效钻进,并避免漏孔、掉块、塌孔、缩径等工程问题。

技术领域

本发明属于矿产资源勘查中钻探工艺优化改进技术领域,涉及钻探泥浆配置技术,尤其涉及一种陡立疏干碎屑岩地层高效钻进泥浆配制工艺与应用,可以有效解决在陡立疏干碎屑岩地层中钻探施工中常出现的掉块、漏井、缩径、塌孔等严重影响钻探施工进度和效益的技术问题,配置的泥浆能够减少由孔内事故导致的进尺缓慢和钻孔报废,从而提升钻探施工效率和经济收益。

背景技术

钻探是矿产资源勘查最重要和最常用的手段,是通过钻机采取地下岩层样品的过程,为获得地质勘探需要的各种指标和参数提供保障,钻探过程是钻头不断切割岩层,泥浆不断把钻头破碎掉的岩屑和岩粉带走并反出地表,同时给高速旋转的钻头不断降温,使其能持续工作的过程,如果没有泥浆,钻探过程无法进行,因此有人称泥浆为钻探的“血液”。

在钻进过程中由于钻机的震动和钻杆对孔壁的摩擦、碰撞,当岩石胶结程度较差或结构松散时,经常会导致钻孔壁上掉下岩石碎块,卡在钻杆和孔壁之间,严重影响钻机的施工,如果岩块较小,通过磨损和提升钻具的方法可排除故障,但如果岩块较大,容易发生卡钻,造成钻孔报废,导致很大的经济损失。可见,减少掉块是减少钻孔报废的重要手段之一。

泥浆的在钻进过程中的作用除前面已提到的降温和携带岩屑至地表的功能外,它还有保护孔壁,增加孔壁稳定性的作用,能够象胶一样对孔壁起到稳固作用,从而减少掉块和塌孔。

如果钻进过程中泥浆漏失(漏井),会造成岩粉不能及时带出,钻头温度过高而烧钻,或者孔壁失稳而塌落,导致埋钻,最终造成钻孔报废。同时,在钻进过程中,如果岩层膨胀系数大或是水敏性地层,会导致钻孔缩径严重,严重影响钻探施工顺利开展。同时,由于地层陡立,钻头无法垂直层面钻进,钻头与地层的交角较小,容易使层面上的砾石更易受扰动,因此,孔斜的风险大大增加。

如何降低钻孔事故,实现钻探高效钻进是需要解决的首要问题,现有技术尚无法解决。现场具体实施时往往通过增添一些助胶结和堵漏材料,但是成效甚微。

发明内容

为了解决上述技术问题,本发明提供一种适用于陡立疏干碎屑岩地层钻进需要的泥浆配制工艺与应用,用来减少直至消除掉块、漏井、缩径和塌孔等常见的工程技术问题。

由于深度不同对泥浆性能要求不同,因此,本发明以400m为界,研制出了适用于400m以内和超过400m两种不同的泥浆体系,能够有效解决不同深度钻进过程中孔壁掉块、塌孔、缩径、泥浆漏失等技术难题,保证了施工的高效进行。具体实施时,采用本发明技术方案,实现在某铀矿区陡立碎屑岩地层中高效钻进,并避免漏孔、掉块、塌孔、缩径等工程问题的泥浆配制方法,成功解决了制约该类地层中施工经常出现的技术难题,保证了钻探施工作顺利、高效进行。

本发明的技术方案如下:

一种陡立疏干碎屑岩地层高效钻进的泥浆配制工艺方法,通过优化泥浆中添加各种组份及调整相应的比例关系,形成特定的泥浆配制方案。

本发明针对地层砾岩层多、胶结差、砂泥互层和厚层以及陡立疏干特点的工作区,按钻孔深度调整配制泥浆,对设计深度400m以内的钻孔采用粗分散低固相泥浆体系,对设计深度大于400m的钻孔,采用成膜护壁低固相泥浆体系。根据钻进过程中地层岩性变化情况,及时对泥浆成份和加入组份进行动态调整,确保达到护壁堵漏,安全快速钻进的目的。

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