纤维水泥浆堵漏实验研究.pdf

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1、4探矿工程(岩土钻掘工程)第36卷第4期纤维水泥浆堵漏实验研究谷穗，乌效鸣，蔡记华(中国地质大学(武汉)工程学院，湖北武汉430074)摘要：钻孔漏失是煤田钻探常见的复杂问题之一，而水泥浆堵漏是现场使用最多的堵漏方法之一。但在裂缝性地层、洞穴或高渗地层中容易出现水泥浆漏失的难题。将特种纤维引入常规水泥浆体系中，通过室内实验研究纤维水泥浆的堵漏性能、触变性能、流动性能和水泥石的力学性能，并分析其堵漏作用机理，介绍了其在国内外油气钻井和固井领域的应用情况。研究表明，纤维水泥浆在此类地层中具有较好的堵漏效果，在煤田钻探领

2、域将具有良好的应用前景。关键词：煤田钻探；纤维水泥浆；堵漏中图分类号：P634．6文献标识码：A文章编号：1672—7428(2009)04—0004—03SealingExperimentResearchonFiberCementSlurry／GUSui，WUXiao—ming，CAIji—hua(EngineeringFacultyofChinaUniversityofGeosciences，WuhanHubei430074，China)Abstract：Lostcirculationofborehole、is

3、oneofthecomplexproblemsincoalbeddrillingprocessandcementslurrysealingisthemostcommonlyusedmethodonsite．However，lostcirculationofcementslurryoftenhappensinfissured，caveorhighpermeabilityformations．Thepaperintroducedspecialfiberintotheconventionalcementslurrysys

4、temsandmadere—searchonitssealingperformance，rheopecticity，fluidityandmechanicalprope~yofcementstonebylaboratoryexpefi—ments．Thepaperalsoanalyzedthesealingmechanismoffibercementslurryandtheapplicationsofwhichwereintroducedinthedrillingandcementingprocesses．Ther

5、esearchresultsdemonstratethatfibercementslurryhasgoodsealingeffectinabove—mentionedformationsandithasapromisingfutureincoalbeddrillingfields．Keywords：coalbeddrilling；fibercementslurry；sealing钻孔漏失是煤田钻探常见的复杂问题之一，也1纤维的基本性能是影响煤田钻探工程质量与效率的关键因素之一。作为现代复合材料的纤维水泥和纤维混凝土

6、所以宁夏中南部煤田勘查区为例，钻孔漏失不仅增加用的纤维种类繁多⋯，按其材料可分为：了钻进成本(仅钻进用水就高达3O～40元／m。)，而(1)金属材料，如不锈钢纤维和低碳钢纤维；且由于钻孔漏失，地层失去了泥浆的有效支撑作用，(2)无机纤维，如石棉纤维、玻璃纤维、硼纤维、容易导致卡钻、埋钻甚至钻杆折断等孔内事故，严重碳纤维等；影响煤田钻探工程质量与效率。(3)合成纤维，如尼龙、聚醋、聚丙烯等纤维；水泥浆堵漏是钻井(探)现场使用最多的堵漏(4)植物纤维，如竹纤维、麻纤维等。方法之一。在裂缝性地层、洞穴或高渗地层中容易目前

7、，钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、碳纤维使出现水泥浆漏失的难题。在水泥浆中加入纤维材用较普遍。本文大尺寸孔洞模拟堵漏实验和流动性料，通过纤维架桥形成的网状屏蔽防漏结构提高地能实验使用的是聚丙烯纤维，是由聚丙烯树脂经特层的承压能力，可达到较好的堵漏效果。殊加工处理制成，其主要技术性能为：密度0．91g／此外，在漏失地层进行固井作业时，使用纤维水cln，直径l8～32Ixm，长度3～25mm，抗拉强度>泥浆不影响水泥浆常规性能，具有防漏治漏双重功610MPa，弹性模量>3700MPa，极限伸长率17％，效，同时能大幅度地

8、提高水泥石增韧性能，提高二界熔点160～170℃，燃点590oC，抗酸碱性极高。长面的胶结质量，保证水泥石的完整性。度为12mm的聚丙烯纤维外观如图1所示。此外，纤维在水泥浆中的推荐加量是0．2％～收稿日期：2009—02—02基金项目：国家自然科学基金项目“可降解钻井液在松软煤层瓦斯抽采孔钻进中的护孔和储层保护机理研究”(编号：40802031)和宁夏伊斯