无固相钻井液在沉积岩复杂地层钻探中的应用研究.pdf

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1、10探矿工程(岩土钻掘工程)2011年第38卷第12期无固相钻井液在沉积岩复杂地层钻探中的应用研究黄卫东(中国建筑材料工业地质勘查中心宁夏总队青海分队，青海西宁810000)摘要：在沉积岩钻探施工过程中，经常会遇到松散、破碎、坍塌、水敏性等复杂地层。过去的做法主要是使用水泥封孔和套管固井等方法，施工成本高、效率低、劳动强度大。无固相钻井液的出现和发展，为沉积岩钻探难题提供了有效的解决方案。通过几个应用实例，介绍了在无固相钻井液技术研究及其在沉积岩复杂地层中的应用效果。关键词：沉积岩；复杂地层；低固相；无

2、固相；钻井液；钻探；护壁中图分类号：P634．6文献标识码：A文章编号：1672—7428(2011)12—0010—03ResearchandApplicationoftheNon·solidDrillingFluidintheComplexSedimentaryFormation／HUANGWei—dong(QinghaiBranch，NingxiaGeologicalProspectingBrigade，ChinaNationalGeologicalProspectingCenterforCons

3、tructionMaterialIndustries，XiningQinghai810000，China)Abstract：Theloose，broken，collapsedandwater-sensitiveformationsareoftenencounteredwhiledrillinginthesedimen—taryformations，whichweremainlydealtwithcementsealingandcasingcementinginthepastwithhighdriling

4、cost，loweficiencyandgreatlaborintensityinthepast．Alongwiththeappearanceanddevelopmentofnon—soliddrillingfluidtech—nology，effectivesolutionsareprovidedtoovercomedifficultiesinsedimentaryrockdrilling．Thepaperintroducedthere—searchonnon--soliddrillingfluidt

5、echnologyanditsapplicationefectincomplexsedimentaryformationdrillingbyapplica-tionexample．Keywords：sedimentaryrock；complexformation；low—solid；non—solid；drillingflui；driling；wallprotection1沉积岩复杂地层的特点及钻探施工中存在的主方面：一是孔内事故多，主要为由孔壁失稳、坍塌掉要问题块引发的埋钻、卡钻、钻杆折断等；二是生产

6、效率和1．1地层特点工程质量低下，资源消耗和经济损失超标严重，钻探沉积岩复杂地层主要包括第四系、第三系、侏罗台月效率仅为300m左右。系、石炭系中无胶结或胶结差的软、碎、散、塌、漏、涌经过多年的科研工作和生产实践经验积累，笔地层。其中第四系地层主要有松散砂砾石、卵石、砂者认为，沉积岩复杂地层钻进的关键在于如何针对质粘土等；第三系地层主要有松散无胶结或弱胶结地层特性，选用科学适用的钻井液，以保证孔壁的完的砾岩、砂岩、粉砂质泥岩等；侏罗、石炭系地层主要整与稳定，从而减少与避免孔内事故，以达到提高钻有泥岩、煤

7、层、泥质弱胶结或无胶结的松散砂岩、砂进效率、保证钻孔质量、提高经济效益的目的。砾岩。沉积岩复杂地层钻进所使用的钻井液应满足以1．2钻探主要难题下条件：上述地层是盆地科学钻探、砂岩铀矿钻探和煤(1)钻井液中的固相含量应尽可能降低；田钻探的主要钻遇地层，其岩石可钻性级别为I一(2)钻井液对地层中松散颗粒的胶连作用应尽1V；松软一较软，多为沉积碎屑和泥质结构。除泥岩可能增强；外，其他岩石大多为松散结构，无胶结或弱胶结，胶(3)能使钻井液在岩心及孔壁表面形成胶质薄结物多为泥质，部分为钙质，填充物多为泥砂，钻进膜

8、。中易发生孔壁失稳、坍塌、掉块等现象。松散中粗近几年来，我队在盆地科学钻探、砂岩铀矿钻探砂、砂砾石及卵砾石岩层孔隙率大，透水性好，钻进和煤田钻探中的研究实验及实际应用证明，使用聚中易发生漏水、涌水现象。乙烯醇、水玻璃和植物胶低固相及无固相钻井液可20世纪9O年代以前，此类地层多采用粘土泥以满足以上条件。浆作为钻井液，钻探施工十分困难，主要体现在2个收稿日期：2011—04—21；修回日期：2011—10—14作者简介：黄卫东(1959一)，