低温无固相钻井液配方优选及经济性评价.pdf

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1、第42卷第4期探矿工程(岩土钻掘工程)Vol_42No．42015年4月ExplorationEngineering(Rock&SoilDrillingandTunneling)Apr．2015：21—25低温无固相钻井液配方优选及经济性评价周忠呜，张扩，朱宝，(1．中国地质大学(北京)国土资源部深部地质钻探技术重点实验室，北京100083；2．中国地质大学(北京)工程技术学院，北京100083)摘要：为解决高原冻土和天然气水合物勘探过程中钻进和取心问题，选择了NaC1作为抗冻剂，抗盐共聚物GTQ和水解聚丙烯酰胺PHP作为主要聚合物试剂，采用

2、正交试验法，在常温下优选出了9组配方，经过低温测试，确定了在一15qC可用的钻井液配方z1(20％NaC1+0．1％PHP+1．2％GTQ+1％KHm)和z2(25％NaC1+0．15％PHP+1．0％GTQ+1％KHm)，其主要性能指标分别为：A值46．5、47．5mPa·S，PV值34、35mPa·s，值12．8、12．8Pa，FLAPI值6．8、7．6mL／30min。经成本核算，2种配方具有比较好的经济性，可以满足高原冻土层钻进要求。关键词：高原冻土；天然气水合物勘探；低温钻井液；配方优选中图分类号：P634．6文献标识码：A文章编号

3、：1672—7428(2015)04—0021—05OptimizationofaLow-temperatureandNon-solidDrillingFluidFormulationandtheEconomicEvaluation／ZHOUZhong—ming，ZHANGKuo，ZHUBao(1．KeyLaboratoryonDeepGeoDrillingTechnologyoftheMinistryofLandandResources，ChinaUniversityofGeosciences，Beijing100083，China；2．S

4、choolofEngineeringandTechnology，ChinaUniversityofGeosciences，Beijing100083，China)Abstract：NaC1wasselectedasantifeezetosolvedifficultiesfordrillingandcotinginplateaupermafrostandexplorationprocessofgashydrate，andsalttolerantcopolymerGTQandhydrolyzedpolyacrylamidePHPweretaken

5、asmainpolymerreagent．Withorthogonaltestmethod，9groupsofoptimalformulaswereobtainedinnormaltemperature，afterlowtempera—turetest，thedrillingfluidformulationZ1(20％NaC1+0．1％PHP+1．2％GTQ+1％KHm)andZ2(25％NaC1+0．15％PHP+1．0％GTQ+1％KHmweredetermined．whichcouldbeusedinthetemperatureof一1

6、5℃．Themainperformanceindicatorswere：Avalueswere46．5and47．5MPa·S，Pvalueswere34and35MPa·S，YPvalueswereboth12．8PaandFLAP1were6．8and7．6mL／30min．Bythecostaccounting．the2formulasareeconomicandcanmeettherequire—mentsofplateaupermafrostdrilling．Keywords：plateaupermafrost；gashydrate

7、exploration；lowtemperaturedrillingfluid；formulationoptimization1问题的提出井液与地层之间产生热交换，改变所钻地层的原有在永冻土地层钻进过程中，钻孔孔壁受冲洗液温度，破坏原有的赋存状态J，故其中最大难点在冲刷影响严重，同时由于钻杆高速转动与井壁摩擦于保持孔壁冻土岩层的自然物态和温度状态，如果产生大量热，冻土地层中的冰开始融化，进而产生地钻井液的抗温能力不足，则可能因钻井液在孔内的层溶蚀，造成地层膨胀并逐渐崩坍，引起钻进困难，长时间循环而造成在孔内冻结，丧失流动性；同时，稳定孔壁难等

8、问题1；低气温造成高分子聚合物溶在钻井液的循环过程中，还可能造成冰层、冰胶结的解困难，冲洗液流变性差，其性能受到抑制难以发松散岩层因温度的升高而融化，失去内聚力，导