龙固煤矿钻井泥浆安全护壁条件的研究

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1、煤矿现代化2010-r第2期总第95期龙固煤矿钻井泥浆安全护壁条件的研究汪广恒(中煤特殊凿井集团有限责任公司。安徽淮北2350~)中图分类号：TD265文献标志码：A文章编号：1o09—0797(2010)02—0033—02钻井法是井筒特殊施工的主要方法之一，它是目前机械然造浆加适量分散剂纯碱，以提高粘土的造浆率。而纯碱加化程度最高的凿井方法。泥浆是钻井过程的重要环节之一，对入量依粘土中钙离子的含量而异。该井地层粘土含钙离子仅钻井工程的成败和技术经济效果均有直接作用。为2．65～3．89mg／100g，而含钠离子为38，95～64．91mg，10HDg，因此加少许

2、纯碱，pH值7～7．5，粘土分散得就很细，从而提高粘土颗l工程及地质概况粒的∈电位、水化程度和稳定性。在钻进中，对循环浆的维护山东龙固矿井，设计生产能力为600万，属特大型煤处理，选用三聚磷酸钠稀释剂和钠羧甲基纤维素降失水剂处矿。目前正在施工的主井，钻井深度582．75m，钻井直径8．7m，理效果很好，满足了施工要求。三聚磷酸钠在泥浆中可以结合穿过新生界第四系和上第三系不稳定地层。其中，第四系地层Ga+(钻遇石膏，钙结核)等碱土金属及某些重金属离子，形成厚158．45m，上部为黏土质和砂质黏土，夹粉细砂和中砂薄层，可溶性结合物代之以Na，增加粘土颗粒的稳定性。三聚磷

3、酸钠土体松散，透水性好；下部为砂质黏土和黏土，夹黏土质砂。上主要是通过配价键吸附在粘土颗粒界面断键边缘的Al处，第i系地层厚388．08m，上部为厚层黏土，砂质黏土与粉砂，细同时剩余的一ONa基又能给粘土颗粒边缘带来水化层，大大削砂和黏土质砂互层，土体松散，大部分未固结，局部微固结，半弱了粘土颗粒间的端一面和端一端连接，从而削弱或拆散泥固结。黏土，砂质黏土易吸水膨胀，具有较强的可塑性；砂层松浆中的空间网架结构，而达到更为有效的降低泥浆粘度和切散，具有流动性，为上第三系主要含水层。下部为厚层黏土，砂力的作用。钠羧甲基纤维素在泥浆中的电离生成长链多价负质与粉砂质黏土，局

4、部夹粉砂，细砂薄层，大部分半固结，局部离子，羧甲基与断键边缘上铝离子之间的静电吸力、大分子链未固结。黏土，砂质黏土具吸水性，可塑性。底部为含较多钙质节上的OH和土粒面上的氧形成氢键、大分子间的分子间力结核，石膏晶体的黏土和黏土质砂，与石炭二叠系地层呈不整等，使其能吸附在粘土颗粒上形成水化层，同时增高土粒的∈合接触。石炭二叠系地层厚36．27m主要由砂岩和泥岩组成。电位；细土粒还能与大分子部分粘结，参与网架结构的形成，泥岩为泥质结构，具滑面，均匀层理，块状构造，硬度小；砂岩避免土粒接触，从而提高了土粒(特别是聚结趋势大的细土为硅泥质胶结，含泥质包体，块状构造，裂隙发育

5、，硬度中等。粒)的聚结稳定性，有利于保持和提高细土粒的含量，形成致由于地质条件复杂，钻井施工难度大。密的泥皮，降低失水量。此外，具有高粘度和弹性的吸附水化层的堵孔作用和钠羧甲基纤维素溶液的高粘度都起降失水的2龙固矿主井钻井泥浆安全护壁条件作用。同时，对基岩风化带和裂隙的发育岩层崩解掉块也有防(1)地下水位低。实测地下静水位为一919m(以自然地坪治作用。为±0)，显然井内泥浆柱静压力远大于岩层中静水压力，并能(5)地下水质矿化度较高。据水样分析报告提供的资料，平衡一部分围岩压力，使岩石强度能承受住侧压力，岩层不发龙固矿区水源水质pH值7．83，总矿化度8816．00

6、m，所配泥生破坏，有利于保持井壁稳定。浆应属淡盐水泥浆，其滤液的性质，在粘土，泥岩成分一定的(2)井新生界第四系，上第三系底部均有较厚的黏土，砂情况下，淡盐水能更显著的抑制水化膨胀，有利于井筒围岩的质黏土，使基岩各含水层与地表水体失去水力联系。井检孔未稳定。作单独抽水试验，混合抽水试验时，作了流量测量，涌水量为(6)表土层粘性土层多，纯砂层少。表土层厚546．48m，主0．281m，单位涌水量为0．003641m~．m。井筒水文地质条件要有粘土和粘土质砂组成。粘土有55层，累计厚度为简单，主要为孔隙水，有利于泥浆护壁。325．38m；粘土质砂有27层，累计厚度127

7、．79m，该井泥浆护壁(3)地层黏土造浆能力强。据土样化验报告，三种不同颜的主要矛盾是粘土层膨胀缩径。钻进过程中，除采取相应措施色黏土的化学类型属于5042一HCO一Na和HCO~O42-一N矿型，外，在井筒内充满泥浆，在压差作用下，泥浆失水渗入井帮周其中绿色黏土的蒙脱石的每一构造单位由两层硅氧四面体和围的土层，由于土层吸收了水分，并逐渐达到了饱和状态，此夹在他们中间的一层铝氧八面体组成。每个四面体顶端的氧时膨胀土得以充分膨胀，能量向井筒侧面释放出来，膨胀超出都指向构造层的中央，而与八面体所共有。四面体层中的部分井筒周边的量，经扫孑L可以清除掉，待终孑L钻进达到