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1、-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈复杂地层钻进的生产应用及其效果与经济效益【摘要】中国论文网 /2/view-12892335.htm分析煤田复杂地层钻进孔内出现 掉块与坍塌的原因,探讨磺化沥青泥浆 护壁防塌机理,阐述泥浆的性能与使用 维护方法,论文代写以及在复杂地层钻 进的生产应用,取得的效果与经济效益。【关键词】绳索取芯 磺化沥青泥浆 复杂地 层煤田勘探金刚石绳索取芯钻进中, 经常遇到容易坍塌、掉块的构造破碎地 层与厚的粉煤层,在冲洗液的冲刷破坏-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 下,将会造成跨塌与大肚子孔段,造成 钻杆折断与抱钻等孔内
2、事故。尤其是在 东中煤矿区、顶峰山煤矿区等较为复杂 的破碎地层与厚粉煤层,孔内事故居高 不下,影响了钻进效率的提高和施工进 度,所以,解决好复杂地层钻进的护孔 防塌问题,减少孔内事故是摆在我们面 前迫切的科技工作。为此,我们在广泛 收集有关资料的基础上,对磺化沥青 (DLSAS)泥浆处理剂在几个矿区复杂 地层钻进中出现孔内严重坍塌的钻孔进 行护壁和防塌的应用研究,取得了良好 的效果与经济效益。1.磺化沥青的物化性质与泥浆性 能磺化沥青的物化性质磺化沥青是 一种以石油烃基化合物为原料经过硫酸 等物质进行复杂的化学处理而得到的一 种改性的高分子化合物。是经过磺化、 氧化与乳化等改性化学处理得到的产
3、品。 磺化沥青溶于乙醇与苯,含有少量的无 机盐,水溶液 pH 值 8,是一种既部份-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 溶于水又溶于油的棕黑色物质,能分散 在泥浆中起到良好的保护。根据地层钻进要求,我们选择上 述性能的泥浆,比重在 1.021.04。在 破碎和坍塌地层中钻进,泥浆的比重选 择高一些以平衡地层的压力,有利于孔 壁的稳定。漏斗粘度 21.926.2s,表观 粘度 6.511.0mPas,比正常绳索取芯 钻进采用的泥浆粘度略高,有利岩屑的 悬浮与携带,通过加高粘纤维素或者增 粘降失水剂,来增大泥浆的粘度和动切 力,以调节动塑比值,提高岩屑携带能 力,改变钻进过程
4、中孔内环状间隙中的 冲洗液流态,减少冲洗液对孔壁的冲刷 破坏作用。失水量 1420mL/30min, 比正常使用的低固相泥浆低,形成的泥 饼较薄而韧,厚度为 0.5mm 左右。该 泥浆在失水过程中,磺化沥青渗析在泥 饼上,形成的泥饼坚韧,具有较高的强 度,大大地降低了泥饼的渗透性,且能 够有效地降低泥饼的粘滞系数,增加润 滑性,减少磨擦阻力。浸泡防塌试验。-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 采用坍塌孔段的粉煤,加工成 120150 目的粒度做成浸泡样,在清水浸泡时间 为 1.01.5 分钟,全部剥落垮塌掉,而 在上述所选定的 DLSAS 泥浆中浸泡时 间为 80120
5、小时,可保持完好。2.现场应用情况与效果2.1 地层(1)大隆组(P2d): 岩性为钙质粉砂岩和钙质细砂岩组成。 (2)翠屏山组(P2cp):岩性为粉砂 岩、细-中粒砂岩以及碳质泥岩组成。 (3)童子岩组(P1t):岩性以粉砂岩 为主,泥岩和细砂岩次之。其中,碳质 泥岩易吸水膨胀和缩径,钻进到厚的粉 煤层时,受冲洗液的冲刷破坏易发生煤 层坍塌现象。 (4)文笔山组(P1w): 岩性为泥岩和粉砂岩。 (5)风化层、构 造破碎带以及较厚的粉煤层等易坍塌孔 段。2.2 设备条件 XY-5、XU-1000 型 钻机,BW250/50 型变量泵,4135AD 型 50kW 柴油发电机组,旋流除砂器, 7
6、5 金刚石绳索取芯钻具。-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 2.3 对于使用硫化沥青的几点认 识(1)通过现场的使用表明,在 风化破碎地层和厚煤层等易塌地层中采 用 DLSAS 泥浆护孔,具有良好的防塌 效果。它能有效地预防与处理孔内坍塌 现象,顺利地通过所钻进的复杂地层, 提高钻进效率,显示了良好的经济效益。 DLSAS 泥浆在环空间隙中循环,由于 孔内的压差与孔壁的渗透作用,泥浆失 水过程中的粘土颗粒,磺化沥青微粒渗 析在孔壁上,形成的泥饼薄而韧,抑制 了破碎地层和厚煤层的剥落以及坍塌, 起到了良好的护壁与防塌作用。(2)排碴和排粉效果好。在磺 化沥青泥浆中加入有机
7、高分子增粘降失 水剂,改变钻进过程中的环空流态,提 高了携带岩粉能力,孔底的岩粉和碴子 易排出孔外。(3)润滑减阻防卡作用。在孔 壁形成的泥饼上渗析有磺化沥青,能有 效地降低泥饼的粘滞系数。沥青小颗粒-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 在泥饼上富集会降低粘土颗粒表面界面 的自由能,而减少了泥饼的粘着力。磺 化沥青分子带有亲水的磺酸基与羧基团, 它能够和水分子相吸附,增加泥饼界面 的水化膜厚度。所以磺化沥青泥浆可以 起到润滑减阻和防卡作用。使用与维护管理(1)配置磺化 沥青泥浆时,须在配好的原浆中加入, 在搅拌机内搅拌(1015)min,使磺 化沥青充分地分散到粘土颗粒中
8、去。 (2)磺化沥青须与有机处理剂一起使 用,使泥浆保持一定的粘度,才能使磺 化沥青分散均匀。不然,磺化沥青比重 低,将会漂浮在泥浆表面。 (3)使用磺 化沥青泥浆钻进,在循环过程中,磺化 沥青不断消耗,应该时补充使泥浆保持 良好的性能,才可能发挥其应用的效能, 起到良好的护壁防塌作用。 (4)磺化沥 青在泥浆中具有抑制岩屑分散的重要作 用。所以岩粉不容易沉淀下来,钻进时 须配置泥浆净化系统,以便保持泥浆的 清洁。 (5)在钻孔终孔之前,最好更换-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 磺化沥青泥浆,取其它的泥浆钻进。因 为磺化沥青泥浆在循环过程中,被吸附 在孔壁上,电测时会污染电缆,影响正 常电测。4 小结磺化沥青泥浆通过现场试验,我 们初步认为这种泥浆具有以下特点: (1)磺化沥青泥浆具有抑制水敏性地 层与较好的护壁防塌作用,可以作为处 理煤系复杂层钻进的优质泥浆之一。 (2)该泥浆比重低,流动性好,适合 于金刚石绳索取芯钻进。 (3)磺化沥青 泥浆具有强化孔壁与优良的润滑减阻作 用,不易造成孔内断钻杆以及卡钻事故。 (4)磺化沥青泥浆稳定性好,具有一 定的抗钙和镁等抗污染能力。 (5)磺化 沥青泥浆,不宜在气温较低的冬季使用。 当气温较低时,磺化沥青本身易冻结不 易搅拌均匀。-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8