苏南地区复杂地层地热钻井冲洗液研究与应用.pdf

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1、第49卷第6期地质与勘探Vo1．49No．62013年11月GE0L0GYANDEXPL0RAT10NNovember，2013苏南地区复杂地层地热钻井冲洗液研究与应用张益飞(江苏省南京工程高等职业学校，江苏南京211135)[摘要]为了制定适合苏南地区复杂地层地热钻井冲洗液体系，通过对苏南地热钻井经常遇到的复杂地层即煤系、破碎泥质砂岩地层和凝灰岩、泥岩、页岩地层及高温地层特征进行研究分析，利用实验、实践和对比分析调整的方法，提出冲洗液方案，并对此冲洗液的作用机理和特点进行分析。在苏南临湖、宛平和石湖等地复杂地层地

2、热钻井施工中，冲洗液的应用效果较好，孔壁稳定，钻孔质量好，钻进效率高，可以作为苏南地区复杂地层地热钻井冲洗液应用参考。[关键词]苏南地区复杂地层地热钻井冲洗液[中图分类号]P634．6[文献标识码]A[文章编号]0495—5331(2013)06—1170—6ZhangYi·fei．Theresearchandapplicationofgeothermaldrillingflushingfluidtocomplexforma-tionsinSouthJiangsu[J]．GeologyandExploration，

3、2013。49(6)：1170—1175苏南地区地处北纬30。o0～32。30。根据众多堆积，地形地貌上表现为广阔的堆积平原。的钻孔(井)资料，其恒温带埋深为20m，温度为1．2区域地层岩性18℃。与苏北相比，苏南的地热梯度低于苏北，地热研究区属江南地层区苏州一长兴小区的江苏部梯度为25℃／km，千米深地温一般为36～45℃，研分。东部第四系地层较厚，前第四系均被覆盖于深究区内地热储层大部分埋深在2000m左右，地热井部，而西部前第四系则广泛出露于地表，主要有泥盆钻井深度大，地下地层复杂，由于深部可借鉴的地质系、石

4、炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系古近系及资料匮乏，而要保证开采量，设计的井径较大，这对新近系半松散沉积地层。岩性包括石英砂岩、泥岩、粉地热钻探技术特别是冲洗液技术的要求很高。以前砂岩、灰岩等。区内岩浆活动比较频繁，主要为燕山期该地区地热钻井遇见煤系、泥岩、页岩、松散易垮塌侵入的复式岩体，以中酸性花岗岩、花岗斑岩为主。等复杂地层，多是以膨润土、纤维素、烧碱为主的细1．3区域地质构造分散体系的化学泥浆，效果不好，出现事故直接影响研究区大地构造位于扬子准地台下扬子台褶皱工程进度、完井质量和工程成本。所以，对该地区复带

5、东端，印支运动使该区上升成陆地，构成木渎向杂地层制定相应的冲洗液体系，显得尤为重要。本斜，燕山运动使地壳进一步褶皱隆起，发生断裂恬文就该地区复杂地层地热钻井冲洗液进行实验研动，使本区山体与邻区山体断离，并伴随强烈的岩浆究，并将其应用在现场实践中。侵入和火山喷发。喜马拉雅运动又以：IL：It~东向、北西西向两组扭裂控制形成了该区的基本构造和地貌1研究区概况格局，其后，地壳运动总体表现为平稳下降，接受沉1．1区域地形地貌积，时有短暂海侵，形成以陆相为主的海陆交互相沉本区地貌成因和形态是在印支一燕山运动所奠积物。无全新活

6、动断裂，区域基底稳定。区域构造定的基底构造格局基础上，经受各种内、外力营力的资料显示，新生代以来的构造活动主要表现为垂直长期作用塑造成的。西南部基岩抬升广泛，出露地升降运动。表，发育较多的基岩山体，表现为构造一剥蚀地形；1．4研究区地层特征而东北部则因持续下降，长期接受第四系松散层的第四系(Q)：厚度70．0～196．0m，顶部为填土、[收稿日期]2Ol3—0l一11_[修订日期】2013—07—06；[责任编辑]郝情情。[第一作者]张益飞(1966年一)，男，副教授，高级工程师，从事探矿工程岩土工程教学、专业建设

7、、研究和工程项目施工技术工作。Email：papazyfzyf@21cn．corn。1l70第6期张益飞：苏南地区复杂地层地热钻井冲洗液研究与应用灰黄色粘土，中部为灰色粘土、中下部为黄色粘土，稀释，降低粘度，保持泥浆一定的流动性。若失水量夹少量砂砾，磨圆度好、底部为白色粘土，杂色砂砾。较大时，可加入CMC调节失水量，粘土吸附CMC白垩系(K)：厚度100．0～224．0m，主要岩性为后，其表面包裹较厚的可塑性大的水化膜，是粘土颗棕黄色泥岩、棕红色泥岩、以紫色和肉红色为主的杂粒在压差作用下堆积是形成致密的渗透性小的泥

8、色砂岩，夹砾。皮，从而使失水量降低(王立仁，2007)。其次有机侏罗系(J)：厚度0．0—270．0m，主要岩性为夹降失水剂具有很多的亲水性很强的亲水基，束缚住少量紫色砂岩的凝灰岩、夹少量灰色砂岩或灰白色大量的自由水，降低失水量，与钙处理后的泥浆共同砂岩的青灰色砂岩。阻止水分子渗入地层，故能抑制粘土膨胀、水化分散二叠系(P)：厚度895．0～1680．0m，