地质状况的分析与油页岩钻探存的问题分析

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1、地质状况的分析与油页岩钻探存的问题分析摘要：本文主要介绍了地质的现状分析与油页岩钻进屮存在的问题,依据钻探施工现场存在的泥浆问题，结合油页岩物化特性和井壁稳定理论，探讨了油页岩钻进的泥浆体系优选，并试验分析了泥浆体系对泥页岩膨胀的抑制效果。关键词：地质状况；油页岩；问题分析Abstract:Thispapermainlyintroducesthepresentsituationanalysisandoilshaledrillingingeologicalproblems,onthebasisofdrillingmudproblemsexistingincon

2、structionsite,withtheoilshaleofthecharacteristicsandwellborestabilitytheory,discussestheoptimizationofoilshaledrillingmudsystem,andtestanalysisoftheinhibitoryeffectofmudsystemexpansionofshale.Keywords:geologicalcondition;oilshale;problemanalysis中图分类号：F416.1引言：油页岩是•种腐泥岩，遇水后容易发牛水化膨胀、

3、分散的问题。与泥页岩遇水产生的问题相同，对其泥浆体系的研究类似于泥页岩。油页岩地层山于其所含粘土比例较高，容易水化，给钻进操作带来了极大的负面影响，钻井过程中常出现井径扩大、井壁失稳、卡钻、糊钻、扭矩及阻力增大等一系列井下复杂情况。所以，对油页岩地层钻探施工而言，泥浆体系是个非常重耍的技术问题。一、我国地质状况的分析1.1我国地质技术总体成新水平我国地质技术装备在过去3年购置踊跃，成新率较高。在可统计的130家施工单位中，有60%-70%的主要地勘装备是在近三年购置的；在可计算的71个施工单位中，国产设备平均成新率约为64%,进口设备成新率约为70%o1.2

4、国产地质技术装备仍然是地勘施工的主力装备（1）我国地质技术装备市场呈现品种多样、供货商众多、需求旺盛的繁荣局1亿国产地质技术装备仍然是广大地勘施工单位的主力装备，千米以深国产钻机拥有率约为94%o从收回的150份调查表中统计，拥有岩心钻探设备并承担岩心钻探工作量单位冇73个，拥冇300m以深（含300m）岩心钻探设备786台套，其中：千米以深（含1000m）钻机690台套，占87.8%；300-1000米钻机96台套，占12.2%；立轴式钻机735台，占93.5%；全液压钻机51台，占6.5%。在51台全液压钻机中，国产钻机11台，占21.6%；进口钻机40

5、台，占78.4%。从以上数据不难得出，立轴式岩心钻机在我国仍占据绝对的主导地位。（2）目前地勘队伍典型机台设备配套现状见表1。表1目前地勘队伍典型机台设备配套情况（3）除传统的钻机、钻具、仪器承担了大量施工任务外，为满足地质勘查市场新的需求，深度更深、自动化程度更高、能力更强的一系列新型号钻探设备研制成功并投入市场，比如XY-6B.HXY-8B等机械传动岩心钻机，满足了大深度岩心钻探施工要求；HCD-5、XD-5、HYDX-8B等全液压岩心钻机在中深孔岩心钻探施工中效率高、劳动强度低、安装搬运简便，部分替代进口。据不完全统计，2008年国产全液压岩心钻机全球

6、销售量超过了150台。二、油页岩井壁稳定机理研究油页岩稳定性有两个主要的方面：①油页岩膨胀力；②油页岩的运移过程。（1）油页岩的膨胀力膨胀力是油页岩以及泥页岩在钻井过程屮与钻井液相互作用过程屮影响其稳定性的关键作用力，耍稳定油页岩，必须在钻井液中添加抑制剂,以控制和减小膨胀力。图1为油页岩受钻井液影响的膨胀力受力模型。1连有微孔的粘上片层体系受力膨胀力是所有粘土固有的特性，它总是存在于富含粘土的油页岩及泥页岩屮，在粘土片层上表现为张力。当在钻井过程屮，油页岩与水基钻井液接触时，膨胀力不会突然变化，但粘土与钻井液接触过程中所发生的相互作用的化学变化可改变其大小

7、。抑制剂是能减少这种膨胀的作用力，但并不是说最佳的抑制剂能将膨胀力降为零[1],口抑制剂减少膨胀力的效果会根据粘土的种类不同而不同。（2）油页岩的运移过程泥页岩一钻井液体系如同“透过性的渗透膜”发生化学渗透[2],膜的特性源于低渗透、富含粘土的泥页岩中水及水化质子的运动差异性，通过化学势梯度驱动形成水的流动，导致了泥页岩与钻井液体系之间的水及离子的交换，从而改变了膨胀压力、水含量及孔隙压力。侵入泥页岩的离子将在粘土片层间进行交换，从而改变膨胀力。泥浆压力的侵入将提高孔隙压力。如果发生渗透，井壁周边的泥页岩将去水化。这些变化将及时影响刚钻的泥页岩的应力状况及强

8、度，从而影响泥页岩的稳定性。油页岩地层钻进过程中，除