饱和盐水在钙芒硝矿区钻探的应用

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1、饱和盐水在钙芒硝矿区钻探的应用覃时清（广西第四地质队，广西南宁530031）[摘要]PGS饱和盐水泥浆性能比较稳定，在钻探过程中形成的泥皮薄而坚硬，能够有效的抑制钻井中的粘土水化膨胀，保持钻井壁的稳定，防止坍塌等灾害的出现，并且这种饱和盐水能够有效的抗Ca2+、Mg2+等污染，被广泛应用在高盐高钙底层的钻探工作当中。本文详细论述了PGS饱和盐水泥浆在横县陶圩钙芒硝钻探中的应用过程，并分析PGS饱和盐水的配置以及实验效果，以期能够为其它钙芒硝钻探工作提供一点启示。[关键词]饱和盐水；钙芒硝；钻探PGS是预胶化淀粉的简称，以此为基础配置的PGS饱和盐水是以〔CL一〕≥0.17的饱和盐水为分散

2、介质，以优质的粘土为分散相的高抑制性粗分散体系泥浆。这种饱和盐水广泛应用于各种矿区的钻探工作当中，具有稳定地层、抑制粘土水化膨胀、防止钻井坍塌等优点。有其是在控制盐类溶解，保证矿盐取芯质量，抗Ca2+、Mg2+等污染方面作用最为明显。本文横县陶圩钙芒硝钻探中的应用过程，分析PGS饱和盐水在钙芒硝矿层钻探中的应用过程，探讨该种饱和盐水在钙芒硝矿区钻探中的引用效果。1钙芒硝矿概况1.1钙芒硝矿简介横县陶圩钙芒硝矿位于东经109°04′00″~109°07′00″，北纬22°50′00″~22°52′30″，在广西南宁横县陶圩境内，总面积约为0.25平方公里，矿区为——构造复陆屑沉积盆地，呈北

3、西向展布，钙芒硝矿层产于下白垩统隆组的中部，呈层状产出，不露出地表，为隐伏矿体，主要分布于盆地沉降槽部，形成“锅底状”矿体，矿层厚度约37.99～47.47米，无夹层，矿层主要矿石类型有：含泥钙芒硝矿、含泥含石膏钙芒硝矿及泥质钙芒硝矿，其次还有菱、镁质泥质钙芒硝矿等，矿石灰色、深灰色至灰黑色，部分呈紫灰、紫红色，具细晶—粗晶结构，钙芒硝矿物呈无色透明、菱柱状、菱板状或不规则粒状，多以集合体形式分布于水云母泥岩中，矿石具咸味，暴于空气中易分解碎裂，并于矿石表面生成毛发状石膏细小晶体或泻利盐矿物晶体，使矿石表面覆盖一层“白霜”白色被膜。矿石矿物主要为钙芒硝（含量47%~85%）、水云母（4%

4、~47%）、菱镁矿（4%~30%）和石膏（1%~5%）等矿物组成，矿层距离地面虽然较深，但矿物集中，具有良好的开采条件，适合大规模水溶开采。地质找矿经济效益较为显著，同时填补了本地区该类矿种资源的空白。1.2钻井条件该矿层顶、底板为半坚硬的含石膏钙质泥岩为主，岩层完整，厚度较大且稳定，具有良好的工程地质条件，但矿层遇水易溶的工程地质问题突出，矿床属顶底板直接充水，水文地质工程地质条件中等偏复杂的裂隙充水矿床类型，但是依靠现有的技术条件完全可以解决钻探过程中的问题，可以使用机械化程度高、密度高、流变性好的饱和盐水进行钻探工作，为全面的开发利用打好基础。2饱和盐水配置和现场应用2.1基浆配置

5、通过以前的资料可以发现，在使用粘土造浆的时候，粘土在饱和盐水中的含量应该小于等于6%为最佳，这样可以有效的减少粘土对电力的敏感性。另外，在配置PGS饱和盐水基浆的过程中，应该将粘土在淡水中进行预水化，达到增强其水化分散能力、减少钙芒硝矿层水分对基浆性能影响的目的。2.2PGS饱和盐水配制工艺通过对比试验，技术人员确定PGS饱和盐水各项配比值为：粘土：5%Na2CO3：7%PGS胶液：15%通过试验发现，这一配比不仅能够便于维护处理饱和盐水，海恩能够有效的提高土的水化和抗Ca2+，并具备良好的护胶抗水的作用，适合在钙芒硝矿区开展钻探作业。同时，在配制的过程中，技术人员用稀释剂调节粘度，使基

6、浆能够达到钻探的最佳要求。从具体的实验情况看，该配比基浆在高速搅拌20min，静止养护16小时之后才适合加入PGS，然后加盐搅拌一小时后，通过观察可以发现烟已经全部溶剂，PGS饱和盐水性状稳定，适合在钙芒硝钻井作业中应用。在搅拌的过程中要注意搅拌速度和时间，如果速度和时间达不到要求，将直接影响饱和盐水的使用效果。具体看表一：表一PGS饱和盐水成分及配比2.3抗钙侵处理在钙芒硝矿当中，富含钙、镁等矿物质，这些物质可以通过水泥、石膏、盐水等途径进入泥浆当中，影响饱和盐水的使用效果。一般情况下，在饱和盐水中加入适量的NaCO和NaOH，通过化学反应可以形23成不溶于水的CaCO和Mg（OH），

7、达到抗钙镁侵入的目的，并且饱32和盐水的PH值将保持在9~11之间。但是在钻探过程中水泥和石灰也会侵入到泥浆当中，破坏饱和盐水的性能，导致饱和盐水的粘度和失水量大幅度上升，PH值也会相应升高。究其原因是水泥或石灰侵入导致泥浆中的经基和钙大量增加，解决这一问题可采用加入磷酸钙或碳酸钙沉淀的方法，恢复泥浆的性能，降低泥浆的PH值。通过实验表明该种饱和盐水体系具有良好的抗钙能力，当Ca2+小于10-3时，对泥浆性能的影响并不明显，当Ca2