中国西沙群岛珊瑚礁科学钻探工作又取得重大进展

<正>2013年4月21日至12月5日,由中国科学院武汉岩土力学研究所、中国科学院南海海洋研究所组成的珊瑚礁科学钻探工程项目组,于我国西沙群岛的琛航岛上实施了珊瑚礁科学钻探工程。本次钻探共完成钻孔2个(即琛科1井和琛科2井),钻孔位于琛航岛东南砾石堤内侧,2孔相距36.87 m,孔口高程分别为6.429 m和4.859 m。孔深分别为901.9 m和928.75 m,两孔均钻穿了珊瑚礁地层并进入基岩内,揭露的礁灰岩厚度分别为886.2 m和873.55 m,进入基岩内的深度分别为15.7 m和52.2 m。     

汶川地震科钻WFSD-3孔金刚石钻进岩粉粒度分析研究

固相控制是维护钻井液性能的关键工作。通过对汶川地震断裂带科学钻探三号孔(WFSD-3)金刚石钻进产生的岩粉进行激光粒度测试,分析岩粉粒度分布规律,从而为科学设计地质岩心钻探固控设备和合理配置地质岩心钻探固控系统提供依据,最终达到有效控制固相含量,稳定钻井液性能的目的。     

珊瑚礁岩体完整性评价方法

目前,针对珊瑚礁的钻探勘察工作十分有限,获取完整的珊瑚礁地质信息则更加困难,而开展珊瑚礁的研究对我国海洋资源的开发和利用具有重要意义。结合西沙琛航岛地质调查,应用数字钻孔摄像技术,获得大量第一手地质资料,由于传统的岩体完整性指数（RMDI）法并不完全适用于珊瑚礁岩体的评价,考虑到珊瑚礁岩体的孔洞尺寸效应,提出珊瑚礁孔密度的概念,并建立孔密度函数和块度函数,从而改变传统RMDI法中的? 值,重新构建珊瑚礁岩体完整性密度函数（DIDF）,最终确定珊瑚礁RMDI值,对珊瑚礁岩体的完整性进行评价,并应用于南海西沙群岛琛航岛数字钻孔摄像工程地质勘测中CK1孔的完整性评价,与其他评价结果一致,结果表明：高精度的钻孔图像能为珊瑚礁岩体完整性评价提供可靠的结果;孔密度函数能反映钻孔壁孔洞对珊瑚礁岩体影响程度的轴向分布状况;DIDF能反映钻孔孔壁珊瑚礁岩体完整程度的轴向分布状况;RMDI法用于评价珊瑚礁岩体完整性是可行的,能实现全孔或局部孔段的珊瑚礁岩体完整性评价。     

无固相钻井液在沉积岩复杂地层钻探中的应用研究

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。     

低密度钻井液DMZ的开发与应用

钻井液是钻探施工的血液,低密度无固相钻井液ＤＭＺ,能有效解决小口径绳索取心钻探中出现的钻杆内结泥皮、岩粉携带能力差、失水量高等问题。     

特深岩心钻孔套管程序和钻具级配等问题的探讨

讨论了特深岩心钻孔钻探施工的套管程序、钻具及其级配和固井等问题,深入分析了这些技术问题对特深孔钻探施工的风险性和经济性的影响作用。在分析研究的基础上,提出了对我国施工特深岩心钻孔时的套管程序、钻具级配、特深孔钻杆柱、套管柱以及固井等技术方案的建议。     

“科钻一井”突破4000m，YZX127液动潜孔锤创造新记录

由中国地质科学院勘探技术研究所研究开发的、具有自主知识产权(获国家发明专利ZL99100660.7)的YZX127液动潜孔锤,在国家重点工程——中国大陆科学钻探工程“科钻一井”主孔施工中,继续配合由科学钻探中心研究、属世界首创的具有中国特色的组合钻探工艺(即螺杆马达/液动锤/金刚石取心工艺),使用效果显著。截止2004年     

西沙群岛琛科2井珊瑚礁钻孔天文年代标尺的建立及天文周期记录

珊瑚礁能够灵敏地记录过去气候变化过程，对于长尺度气候记录而言，高精度的地层年代框架能为区域和全球事件对比提供精确的年代约束。文章以南海西沙群岛琛科2井的珊瑚礁钻孔为研究材料，选取对沉积旋回反应灵敏的非磁滞剩磁(ARM)作为气候替代指标进行旋回分析。ARM分段深度域频谱分析结果显示其存在稳定的代表斜率调制周期约1.2 Ma和长偏心率周期约405 ka的沉积旋回。基于以上识别出的沉积旋回，分别利用轨道参数理论滤波曲线对0～878.21 m的深度域ARM数据序列进行分段天文调谐。最终将珊瑚礁起始发育的天文年代厘定为约19.2 Ma,分辨率可以达到十万年的轨道尺度，可以与Sr同位素年代相互校准。时间域的ARM频谱分析发现，整个中新世以来约1.2 Ma的斜率调制周期在南海珊瑚礁沉积地层中最明显，约405 ka和约95 ka的偏心率周期及约173 ka的斜率调制短周期均不连续。这表明斜率调控的百万年尺度的轨道周期可能对南海珊瑚礁的演化起着主要的调控作用，而珊瑚礁沉积记录的主控周期的改变可能是其对南北半球冰川作用气候效应的及时响应。     

无固相聚合物钻井液在香格里拉普朗铜矿区复杂地层钻进中的试验与应用

针对香格里拉普朗铜矿区所遇到的复杂地层,通过室内试验研究,确定采用植物胶作为主剂、聚丙烯酰胺和LP作为辅剂得到无固相聚合物钻井液,在钻探矿区ZK0409钻孔中的绳索取心钻进中使用,成功解决了该矿区复杂地层的钻进问题。探讨了无固相聚合物钻井液的最佳配方,并分析了其在复杂地层钻进中的作用机理。     

低固相钻井液在煤田钻探施工中的应用

在新疆焉耆煤田塔什店勘探区的钻探施工中,存在着上覆地层坍塌严重,经常出现卡钻、埋钻事故;进入煤系后,由于煤层厚度较大,在使用煤碱剂、络制剂,Na—CMC做钻井液处理剂时,经常出现煤层部位孔壁无法维护好,多数钻孔出现煤层坍塌问题,导致无法顺利测井的问题。通过对该地区地层特性认真分析,积极吸取其他地区类似地层的施工经验,应用膨润土、纯碱Na OH、部分水解聚丙烯酰胺(PHP)、部分水解聚丙烯腈(PAN)作为钻井液处理剂,总结了一套低固相钻井液配比方案。结果表明:该种低固相钻井液具有护壁性能好,排粉能力强的特点,从而使孔内事故减少,钻探效率提高,取得了令人满意的经济效益。     

铜陵科学钻探TLSJD-1孔钻探技术

TLSJD-1钻孔是位于长江中下游地区的科学钻探预导孔。根据该孔的地质概况和施工要求,正确合理地组织施工,采取了科学有效的施工技术。针对钻孔地层自然造斜严重的问题,在施工中多次使用螺杆马达造斜,且使用自行研制的五单元钻具稳斜,有效地控制了钻孔轨迹。为解决深孔大孔段泥页岩裸孔钻进孔壁不稳定的问题,在施工用水矿化度较高的情况下,总结了一套钻井液技术,保障了钻探工作顺利进行。     

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-2孔防漏固井技术研究与应用

汶川地震断裂带科学钻探项目二号孔（WFSD-2）钻探施工过程中,地层破碎,坍塌、掉块严重,钻进过程中发生多次井漏。为防止固井过程中发生漏失影响固井质量,采用低密度防漏水泥浆常规单级固井工艺。经过多次水泥浆性能试验,调配出了既具有良好流动性、又具有触变性的低密度纤维防漏水泥浆配方。该低密度纤维防漏水泥浆体系在WFSD-2孔Ф168．3mm套管固井中施工顺利,应用效果良好。     

南黄海地震监测台网CSDP-2孔扩孔改造技术

对南黄海大陆架科学钻探CSDP-2孔进行扩孔改造,开展海洋深部地震监测,是“一带一路”地震监测台网建设的重要组成部分。通过对CSDP-2孔扩孔改造所采用的钻探工艺进行总结,摸索出了一套适合海上深部钻探的工艺技术：在钻井平台上选用转盘水井钻机,做到设备模块化、便携化;随钻测斜仪定向钻进技术能有效节省钻孔单点测斜校对时间,提高钻孔施工质量;配制海水低固相聚合物冲洗液体系,有效解决钻孔水敏性泥岩吸水膨胀及分散造浆、破碎地层漏失、含气地层有害气体溢出等难题,避免了孔内事故的发生。研究结果为后续海洋深部钻探提供了技术支撑。     

梧桐庄矿新增大口径3号排水孔施工技术

介绍了梧桐庄矿大口径排水孔钻探成井、固井施工技术。该孔设计孔深646 m,终孔直径520 mm,落点坐标水平位移≯5 m,下入重达90余吨的Φ426 mm套管646 m,水泥固井。由于钻孔直径大,垂直度要求高,施工难度大,预防钻孔超斜、确保顺利安全下入Φ426 mm套管并固井是关键。通过采用小口径先导孔钻进再扩孔成井的施工方法,并采取合理的钻具组合和泥浆,制定有效的防斜技术和下套管措施等,顺利完成了施工任务,施工质量满足设计要求。     

胶莱盆地白垩纪科学钻探施工技术探讨

结合胶莱盆地白垩纪科学钻探工程钻遇地层的复杂情况,介绍JK1号钻孔使用的钻孔结构、钻具组合、冲洗液选型、钻进技术参数等钻探施工技术措施。针对钻进中遇到的泥岩地层水化分散、钻孔超径和钻头泥包等难点,着重探讨了超前孔裸眼钻进、低固相抑制性冲洗液和钻头选型等解决方案。     

大口径冲击钻进工艺在河南张得煤田钻探孔中的应用

冲击钻进工艺是对付基岩、卵砾石和漂石地层等复杂地层的高效钻探技术,可以提高钻进效率并有效防止孔斜,目前主要应用于大口径工程钻孔（一般直径＞600 mm）,如钻孔灌注桩和水文水井钻探中。在河南省禹州市张得煤田预查矿区的钻进过程中,大口径冲击回转钻进工艺的应用有效解决了回转钻进导致孔斜过大的技术难题,并提高了钻进效率。     

北掌勘探区钻探技术分析

通过北掌勘探区12个钻孔的施工工艺及钻月效率对比,从钻探设备、钻头钻具、钻孔结构、钻井液应用、钻探技术参数等方面分析,发现了一些问题,并提出相应解决对策,对今后在邯邢地区煤田孔施工,改进技术工艺、提高钻效具有现实意义。     

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-4井钻井液技术

汶川地震断裂带科学钻探项目4号孔（WFSD-4）地层极其复杂,钻探施工难度极大,对钻井液技术要求较高,据此优选钾石灰聚磺钻井液体系为该孔的钻井液主体系。介绍了钻井液技术在各开次的使用维护情况,同时还详细介绍了该孔中的特殊工艺钻井液技术及复杂情况下钻井液应对措施等。     

青海省都兰县五龙沟矿区坑道钻探工艺研究

针对青海五龙沟矿区3320平硐89线中段布设的坑道钻孔（SZZK8905、孔深700.20 m）在钻探施工中遇到的憋泵、孔壁坍塌、缩径、回次进尺少、岩心采取率低等问题,在钻机选取、钻孔结构设计、破碎带取心技术、钻井液等方面开展坑道钻探工艺研究,成功完成了该孔的钻探任务。     

桂中坳陷页岩气地质调查桂柳地1井钻井技术

为查明柳州东部雒容有利区下石炭统鹿寨组的岩性、沉积相及富有机质有效泥（页）厚度、含气性,获取富有机质泥页岩段的页岩气相关参数,广西壮族自治区国土资源厅在桂中坳陷部署了一口小口径页岩气地质调查井——桂柳地1井。通过选用HXY-8B型岩心钻机、采用直井多开次钻探方法,分层钻进;利用前导向扩孔钻具分级扩孔,逐级下套管;配合PVA1788无固相冲洗液体系;同步开展录井、测井、固井及钻井评价等配套工作,解决了深孔泥岩中钻进取心困难、井壁稳定性差、钻孔弯曲度超标等施工难题。该井钻井技术可为该地区石炭系鹿寨组泥页岩钻探提供有益经验。