金刚石绳索取心钻探工艺技术在九龙川井田的应用研究-论文.pdf

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1、金刚石绳索取心钻探工艺技术在九龙川井田的应用研究陈金照(福建省121地质大队福建龙岩364021)摘要针对煤矿区洛河组的中粗砂岩、粉砂岩．渗透性强且易发生粘附卡问题，安定组、直罗组的岩石较破碎易发生掉块坍塌现象，以及终孔电测难问题，采取非标异型钻头，增大钻头外径，提高孔底的岩粉排除能力，对不同孔段分别采用无固相和低固相钻井液．进行护孔钻进。较好地解决了绳索取心钻进在该地区推广应用难的问题。关键词绳索取心工艺技术措施冲洗液护壁中图分类号：P634．53文献标识码：B文章编号：1672—9064(2013)05—044—03首次在甘肃省煤系地层推广应用绳索取心钻进工艺技平

2、均64．41m。术．钻进强渗透性的洛河组的中粗砂岩、粉砂岩，经常发生粘(4)下侏罗统富县组(J。f)：岩性特征分为上部为浅灰、浅附卡问题。以及安定组、直罗组的岩石较破碎易发生掉块坍紫褐、深灰、黑褐、褐红等杂色中砂岩、粉砂岩、细砂岩、砂质塌现象．以及终孔电测难问题．孔故率高，辅助时间长，钻进泥岩、泥岩，下部为灰绿色细砂岩、泥岩，灰白色中粒砂岩。井效率低。针对施工中存在的问题．进行了综合分析研究，开展田内钻孔揭露富县组厚度2．14～36．70m。平均15．12m。钻探技术攻关工作，从钻孔结构、钻头参数、钻进工艺以及冲(5)三叠系上统延长群(T3yn)：岩性为灰、灰白、灰黑

3、色，洗液的性能等方面进行应用研究．探讨解决问题的措施和办少量灰绿色中、细粒砂岩及粉砂岩、砂质泥岩、泥岩，局部夹法．降低孑L故率，提高钻进效率，取得了较大的突破。炭质泥岩、煤线；井田内地层厚度4．80～158．74m，平均1矿区的地质情况33．04m。本区属陇东黄土高原的东南部．地貌主要由黄土塬、河2施工中存在的主要问题谷阶地和低山丘陵组成．海拔920～1300m．全区相对高差(1)在钻孔上部第四系黄土层，土质疏松，孑L隙，节理、裂380m，年平均气温8．9oC，最低温度一27．1℃。钻探施工遇到的隙发育．钻进时易发生钻孑L漏失、缩径卡钻等问题，下套管难主要地层(自上而

4、下)有：第四系。下白垩统志丹群，中侏罗统且不易下到目的层。终孔后套管起拔难，管材丢失多等问题。安定组、直罗组和延安组，上三叠统延长群，下侏罗统富县(2)钻进洛河组巨厚层粗、中细粒砂岩、含砾砂岩地层，组。属强渗透性岩层．使用绳索取心钻进工艺易发生粘附卡钻钻(1)第四系(Q)：第四系构成黄土塬、梁、峁等地貌，为褐孔事故．是影响钻进效率的主要因素。黄色粉土，土质疏松，具大孔隙，裂隙发育，疏松，井田内地层(3)志丹群组上部地层为主要含水地层，经常遇到孑L隙、厚度70．50～270．50m，平均196．28m。裂隙发育．钻进时易产生不同程度的钻孑L漏失现象。(2)白垩系下统志丹

5、群为环河华池组、洛河组和宜君组：(4)在煤系地层的顶部直罗组安定组岩层，岩石的胶结①环河华池组(K．h)：紫红、灰绿、灰白色偶见蓝灰色细砂岩、性较差．孔内易发生掉块坍塌现象．常出现一提钻便下不去粉砂岩、砂质泥岩、泥岩，夹中砂岩，平均300．31m，岩石可钻等现象．严重影响钻孔电测及煤层压力测试孔的施工。性4～5级；②洛河组(K1)暗紫红、褐红色粗、中细粒砂岩夹3钻探施工工艺研究粉砂岩、泥岩及中砾岩，岩性稳定，沉积巨厚，井田内地层厚3．1粘附卡钻成因分析度平均440．95m，岩石可钻性4～5级；③宜君组(Ky)岩性为(1)粘附卡钻特征：①钻杆柱在井内静止一段时间，少则紫

6、褐、紫红、灰白、灰绿等杂色中、细砾岩，砂泥质充填，致密，几min即有可能发生粘附卡钻。②钻杆柱既不能转动也不能平均5．92m．岩石可钻性5-6级上提下放．活动范围较小或根本不能活动。③粘附卡钻发生(3)中侏罗统的安定组、直罗组和延安组。①安定组后，泥浆循环通畅，泵压也不升高。④粘附卡钻卡点随时间不(J胡)：岩性为紫红、褐红、灰绿、蓝灰色各粒级砂岩及粉砂岩、断上移．直至套管鞋附近。泥岩．颜色以暗紫红色为主，地层厚度平均31．18m。②中侏(2)粘附卡钻成因：孔内泥浆在液柱压力和地层压力差罗统直罗组(J2Z)灰绿、灰白色为主，少量为紫红、紫褐色的的作用下．泥浆中的水渗透到

7、地层中．在孑L壁上形成很厚的粗、中、细粒砂岩，还有少量粉砂岩、泥岩。底部普遍为一层灰泥皮．孔内钻具在自身重力的作用下。有一部分紧贴孔壁。当白色含砾长石石英砂岩或细砾岩。地层厚度14．59～87．27m，钻具在孔中静止较长时间时．钻具紧贴井壁部分与泥饼贴合平均54．46m。③延安组(J2y)：岩性为灰、灰白、深灰色粗、中、后，在紧贴一面没有泥浆，没有液压，而另一面，则受液柱压细粒砂岩、粉砂岩及灰黑、黑色泥岩、炭质泥岩和煤层，砂岩力的作用，产生横向压力，将钻具挤向孑L壁压紧，井壁泥饼与中含有炭屑、黄铁矿结核等。井田内地层厚度5．27～140．37m，钻具