防塌剂系列钻井液材料包括改性沥青(GLA)、塌减阻剂(GFT)、成膜体系A剂和B剂。
改性沥青(GLA)
改性沥青(GLA)是由沥青、植物油脚与有机物质合成的水基润滑稳壁剂。
应用实例
2009年以来,以改性沥青、低粘增效粉等为主要原料的LBM-GLA钻井液体应用于汶川地震断裂带科学钻探项目二号孔(WFSD-2)。该孔位于四川省都江堰市虹口乡,设计深度2000m。由于该孔位于地震断裂带上,钻遇地层具有岩石破碎、裂隙发育、地应力高、缩径等特点,施工过程中极易发生坍塌、掉块、缩径等复杂情况,孔壁维护十分困难。该孔采用LBM-GLA钻井液体系,历经三开取心钻进471.72m(897.66m~1369.38m)、扩孔钻进692.22m(638.01m~1330.23m)、侧钻124.34m(675.05m~799.39m)并全面钻进570.41m(799.39m~1369.80m),四开取心钻进489.98m(1369.80m~1859.78m),五开取心钻进340.22m(1859.78m~2283m),侧钻补心钻进120余米,施工总进尺2808.89m。从施工情况看,该体系较好地满足了孔壁稳定和施工工艺要求,为该项目的实施提供了技术支持。
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汶川地震断裂带科学钻探(WFSD-2)施工现场取得的岩心
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防塌减阻剂(GFT)
防塌减阻剂(GFT)是一种具有较强粘结性、封堵性和润滑性的防塌降阻材料,它在钻井液中具有良好的分散性以及低的软化点,能在较低温度下胶结破碎地层,封堵孔壁微孔隙或微裂缝,提高孔壁稳定性。
应用实例
(1)河北邯郸三陵煤炭普查ZK10-2钻孔
该钻孔在孔深1760m左右的地层中出现易剥落的泥页岩、水敏性强。原钻井液主要使用膨润土、腐植酸钾、HV-CMC、广谱护壁剂,由于护壁性能不佳,在钻进至1796m时,地层坍塌严重,下钻时需要长时间扫孔,且扫下去后加单根困难,憋泵严重,长期扫孔后形成大肚子,并扫出新孔,因此从新孔侧钻出去。侧钻后,采用我所提供的MBM盐水钻井液体系配合防塌减阻剂配制的钻井液,该钻井液具有较好的护壁性能,有效保持了孔壁的稳定,保证了后期施工的顺利进行。
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河北邯郸三陵煤炭普查ZK10-2孔钻探现场
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(2)安徽省霍邱县何家圩子铁矿ZK3101钻孔
该钻孔钻遇地层主要是泥岩、粉砂岩以及泥砂互层,泥岩水敏性强,砂岩松散破碎,遇水后容易分散、坍塌。该孔在钻进至440m时,由于上部地层330~350m孔段极其松软破碎,下钻时无法穿过,扫出大肚子后,导致断钻具事故。用水泥封孔后,从271m侧钻,换用我所提供的双聚防塌钻井液体系,配合防塌减阻剂使用,由于该钻井液具有良好的防塌护壁效果和抑制性,有效保护了地层,顺利施工至493m,下入φ89mm套管。目前该孔还在施工,防塌减阻剂也在继续使用中。
成膜体系A剂和B剂
成膜A剂和B剂是一种具有较强成膜性和粘接性的护壁材料,对于强水敏分散剥落地层具有良好的护壁效果,并能显著提高取心质量。
应用实例
2014年,成膜A剂和成膜B剂在甘肃文县阳山金矿施工中获得成功应用。该地区经常钻遇含有炭泥质千枚岩地层。在张家山、观音坝等埋深较浅地区,地表裸露的岩层见。一般下完表层套管后即可见该种地层。并且此岩石与花岗岩形成软硬互层,某些层位是炭泥质千枚岩包裹着破碎的石英花岗岩颗粒。钻进该岩层极易发生坍塌、掉块现象,曾引起多次卡钻、埋钻等孔内复杂情况。成膜A剂和成膜B剂在该矿区应用后效果显著,应用钻孔孔径规则,起下钻通畅,施工中孔壁无坍塌,掉块现象也很少见,事故率小于3%,而2013年施工钻孔平均井故率达18%,也常有钻孔报废。能够较好地满足绳索取心钻探工艺在该类地层中的施工要求,因此钻探效率较高,浅孔施工还可以避免下套管。
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甘肃文县阳山矿区部分地表裸露的岩层和岩心
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