硅质页岩岩粉侵入钻井液体系中泥饼性能研究

钻井液在页岩钻探中对维护孔壁稳定十分重要,其滤失形成的泥饼对保护储层同样有着举足轻重的作用。为了研究页岩岩粉侵入低固相钻井液中对泥饼基本性能的影响,选取湘西北硅质页岩岩粉为研究对象,通过正交试验设计并对结果进行了极差分析和方差分析。研究结果表明:岩粉的含量是影响泥饼厚度的主要因素;影响泥饼韧度的主要因素为滚动时间以及岩粉的粒径;质量分数为6%的200目岩粉在滚动6 h后形成的泥饼最薄;150目的岩粉在质量分数为6%时滚动12 h后形成泥饼的韧度最大;级配为（200+100）目时,质量分数为2%的岩粉滚动24 h后形成泥饼最薄;级配为（200+150）目时,质量分数为4%的岩粉在滚动12 h后形成泥饼韧度最大。研究结论对钻井液现场的固相控制有积极意义。      

基础工程浆液资源化综合利用技术

地下连续墙、水平定向钻、盾构和顶管等领域的基础工程浆液具有用量大、污染物较为单一的特点。随着国家各项环保法规的实施,基础工程浆液的综合处理尤为重要。提出一种基础工程浆液资源化综合利用技术,即循环浆液采用“除砂+净化浆液与钻渣综合利用”技术,废弃浆液采用“除钙+降低pH+絮凝分离+压滤处理+废液与泥饼的综合利用”技术。以武汉市某地下连续墙工程现场浆液为研究对象,研究循环浆液和废弃浆液的资源化综合利用效果。结果表明:(1) 循环浆液经过除砂后得到净化浆液和钻渣,前者可重新用于工程施工中,后者可用于培育披碱草、黑麦草等草籽,发芽率为100%。(2) 加入5%的碳酸氢钠可将废弃浆液Ca2+质量浓度从703.5 mg/L降低至173.6 mg/L,加入质量分数为3.3%的氯化铵可将pH值从13降低至9,加入300 mg/L的絮凝剂A-2可得到明显的絮凝物。絮凝物经过压滤后得到废液和泥饼,在废液中加入质量分数为2%的碳酸氢钠后可用于重新配制工程浆液,泥饼与30%~60%的营养土混合后可进行草籽培育,发芽率为72%。(3) 过量的盐离子和高pH会对植物生长产生毒害作用,应先对废弃浆液进行除钙和降低pH等处理,之后压滤得到的泥饼才能满足植物生长要求。该技术可实现基础工程浆液中所有钻渣(或泥饼)和净化后的浆液(或废液)的资源化综合利用,对类似工程浆液的资源化利用有较好的启示意义,具有显著的经济、环境和社会效益。      

温度对煤层气井固井二界面胶结强度的影响

固井二界面胶结质量是煤层气井高效开采一个亟待解决的工程难题,温度是影响固井二界面胶结强度的一个重要因素。为此,基于取自沁水盆地HD012井的相关样品,实验评价了温度对固井二界面胶结强度的影响规律,并结合环境扫描电镜(ESEM)方法对比分析了不同温度条件下泥饼的断面特征和孔隙结构特征,进而探讨了温度对固井二界面胶结强度的影响机理。实验结果表明,在无泥饼条件下,固井二界面胶结强度,随温度升高而增大,而在有泥饼条件下,则随温度升高而减小;有泥饼存在时,温度升高,泥饼黏土颗粒结合水膜变薄,粒间作用力减小,泥饼中孔洞增大、增多,导致泥饼渗透性增大,固井二界面胶结强度降低。     

泥浆失水原理

了解失水原理是钻井作业成功的决定因素。即使消除有关失水的一些误解，就能够实现大量的节约—不但更成功地完井，而且在日常钻井过程中也能节约单位进尺成本。泥饼一要消除第一个误解，失水只有在渗透率允许液体通过地层孔隙的时候才发生，所以失水对不渗透的页岩的关系，就像它对车辆上档泥板的关系。此外，泥饼是不能在不吸收液体的表面上沉淀的；当液体穿过地层，而且它携带的固相沉淀在地层面上的时候，才形成泥饼（滤饼）。     

泡沫泥浆泥饼的特性研究

对泡沫泥浆泥进行了大量微观结构分析，揭示出泡沫泥饼具有粘弹性，疏水性等特性，对泡沫泥浆防塌护壁机理进行了论证。     

泥页岩组构X射线衍射定量分析方法

泥页岩组构意指构成泥页岩的成分单位（分散颗粒、矿物晶体和胶结物等）的空间定向性。首先详细地论述了利用Ｘ射线衍射仪进行泥页岩组构分析的基本原理和实验方法，而后为便于定量地描述泥页岩的组构特征，引入了“定向度”概念并据此把泥页岩组构分成５种类型，进而详细地论述了实际样品分析中的定向度计算方法以及渤海湾盆地黄骅坳陷（大港油田）部分泥页岩样品的计算实例     

不同成岩期泥质岩非构造裂缝发育规律、形成机理及其地质意义

通过野外剖面踏勘、井下岩芯观测、镜下微区扫描等,初步探讨了泥质岩非构造裂缝（泥裂）的发育期次、空间展布形态、裂缝开裂模式及影响因素等。研究表明:（1）泥裂发育可以分为3个期次,依次为同生成岩期、埋藏成岩期（早成岩期和中-晚成岩期）和表生成岩期,各期泥裂发育数量与面孔率表现为∑同生期＞∑表生期＞∑埋藏期;（2）泥裂开裂方式主要包括3大类7种模式; （3）现代泥裂发育通常经历四个阶段,其中砂-泥旋回地层中砂层的润滑作用有助于泥裂的形成,并为早期裂缝填充提供了物质保障,同时,此类地层也有利于异常高压缝的发育;（4）泥裂单边延展开裂后期通常产生分叉,分叉角度多为120°,其次为90°,主要与沉积物颗粒均质性和能量释放有关;（5）影响泥裂发育的因素有多个方面,其中粘土含量和盐度决定着泥裂的发育程度,地形坡度控制着泥裂的空间组合形态,沉积旋回影响着泥裂的开裂方式、位置及裂缝内填充模式等;（6）构造裂缝的存在对泥裂的发育与保存具有一定的积极作用,二者互相影响。     

煤层气井井斜角对隔水层界面胶结强度影响试验

为了控制煤层气井开采过程中的水窜问题,采用自主设计的试验装置对沁水盆地晋城地区煤层气样品进行模拟试验,获得了井斜角分别为0°、30°、60°、90°条件下隔水层界面胶结强度试验数据,分析了井斜角对隔水层界面胶结强度的影响机理。结果表明:隔水层界面胶结强度随井斜角的增大而降低,原因是随着井斜角增大,井壁的泥饼环上部依次变薄,下部依次变厚,井斜角到90°时达到最厚,且随着泥饼的变厚,泥饼成分中黏土矿物的成分逐渐减少,钻屑和重晶石的含量逐渐增多。分析还认为,影响隔水层界面胶结强度主要因素有黏聚力、泥饼的含水率、颗粒密实程度、颗粒结构和矿物成分。因此,煤层气井型对隔水层界面胶结强度的影响较大,即若采用水平井开采煤层气,可能水窜问题更突出。      

试论盐系中泥砾岩成因

盐系中伴生泥砾岩的形成主要与成盐期中、期后强烈的构造活动和风化作用有关。伴随着火山活动和热流体渗入的地震活动引起厚盐层及其间碎屑岩层发生扰动、断裂、破碎塑流等形变，导致塑性岩盐胶结的泥砾岩层的形成。兰坪 思茅盆地盐系中普遍发育有泥砾岩，可具一定代表性。我国一些具有泥砾岩成因的盐盆地，按泥砾与胶结物盐类矿物的形成时间可分为３类：（１）同沉积泥砾岩（地震成因为主，还包括少量风浪冲刷的湖岸沉积物）；（２）后期盐体塑流泥砾岩；（３）含盐地层风化泥砾岩淋滤。     

黏土矿物组构对水化作用影响评价

泥页岩水化过程中黏土矿物起着主要的作用,但目前还缺少相关的定量描述研究。为此,利用SEM、X-粉晶衍射技术,对采自不同地区的泥岩和板岩在干燥状态、不同浸泡时间后的微观结构和含量进行分析及研究,分析黏土矿物的组构随浸泡时间的变化过程,并定量地分析其对水化过程的影响规律,研究泥页岩的软化过程。研究认为,（1）泥页岩、板岩中影响水化过程的内在因素是蒙脱石、高岭石、绿泥石和伊利石等黏土矿物的含量;（2）黏土矿物定向排列时水化作用效果较无序排列时的明显;（3）泥页岩的水化作用是一个渐进的过程,即在水化过程中流体介质首先使表面的黏土矿物软化,产生掉块;随着时间延长,流体沿裂缝、层理面向岩石内部渗透,黏土土矿物发生膨胀;无围岩限制作用时坍塌掉块持续发生;（4）泥浆中加入一定的无机盐有助于抑制水化过程的发生;压力增加将抑制水化过程的产生;温度升高则能促进泥页岩的水化过程。     

浅谈非开挖工程施工中钻孔泥浆的几个问题

在非开挖工程施工中,钻孔泥浆有着非常重要的作用。就非开挖工程施工对泥浆的要求、泥浆材料、泥浆设计、泥浆配备设备、废弃泥浆的处理等问题进行了讨论。     

泥浆含砂率对桩基质量的影响

本文通过对泥浆中颗粒的沉降特性分析，从量上得出泥浆性能对泥浆中颗粒的悬浮携渣能力。泥浆是一流变性的流体，对泥浆性能的把握，应综合考虑，而不偏向于某个指标。提出了在实践中对泥浆的正确使用和泥浆性能取用的建议。     

PGS饱和盐水泥浆在钻井生产中的应用

预胶化淀粉(PGS)具有强降失水性能。用PGS配制的饱和盐水泥浆性能稳定,在钻井过程中形成的泥皮薄而致密。这种泥浆能抑制粘土水化膨胀,防止井壁坍塌,而且抗Ca2+、Mg2+污染的效果好。在生产试验中发现,PGS饱和盐水泥浆尤其适用于钻进高盐高钙地层,如岩盐层、石膏层、芒硝层。维护这种泥浆的关键是维持盐饱和、控制无用固相含量、净化泥浆、保持pH值在9~11。PGS饱和盐水泥浆配方简单,成本低廉,使用方便,在生产中具有广泛的推广应用价值。      

离心式泥浆机械净化设备的研制与应用

本文介绍了两种离心式泥浆净化设备——NL-227型离心除泥器和WL-230型连续除泥离心机的结构、特点和应用效果,讨论了几种净化设备的分离物的粒度分布.     

压密注浆加固浜土软弱地基的体会

本文通过压密注浆在加固处理浜土软弱地基的施工实例,以及在几种不同工程场地的对比试验,认为压密注浆处理浜土软弱地基是行之有效的,它具有加固效果好、工效高、成本低,是一种较理想的地基加固方法。     

澳门美高梅金殿扩底灌注桩施工泥浆技术

在澳门美高梅金殿大直径扩底灌注桩工程中,为了减少钢护筒的人埋深度,确保其顺利回收,设计和实施了一套有效的泥浆技术,包括：用优质膨润土造浆,用具有降粘稀释和抑制地层水化分散的腐殖酸钾（KHm）处理剂,配制高抑制性低固相泥浆;应用气举反循环系统清洁钻孔,地表大循环系统调度泥浆、调整泥浆性能;强化重力沉淀和旋流除砂方法清除钻屑;把钻屑和废弃泥浆用低标号水泥硬化处理后外运,避免污染环境等。并通过泥浆损耗量的计算分析,提出了降低损耗和成本的措施。     

钻孔灌注桩桩侧泥皮分布对桩承载性状影响研究

泥皮的存在会使灌注桩承载力降低,由于受施工工艺、方法以及现场条件影响,泥皮并不全部分布于整个桩壁四周,而是存在于部分区域。用折减桩土接触面参数的方法来模拟泥皮作用,对不同高度分布的泥皮进行数值方法模拟,分析不同泥皮分布高度对灌注桩的承载性状影响。计算结果表明,泥皮分布高度越高,荷载-沉降曲线越陡,拐点位置不断前移,当泥皮性状比α=0.8时,极限承载力损失约在5%~25%,当α=0.6时,极限承载力损失约在5%~50%。泥皮分布高度对桩侧摩阻力的影响与上部荷载作用下泥皮性质能够提供的极限摩阻力有关;有泥皮存在的部位,桩身轴力传递速率明显加快,泥皮分布高度越高,桩身轴力传递速率越快,且越向下部,泥皮分布高度对轴力的影响越大;泥皮分布越高,桩侧摩阻力就越容易达到极限摩阻力,导致泥皮分布越高,桩端阻力越大。     

ZX-200泥浆净化装置的研制及其在三峡工程中的应用

ＺＸ－２００泥浆净化装置是一种用于人工造浆的地连墙及灌注桩工程施工的技术先进、性能可靠的泥浆处理设备。阐述了ＺＸ－２００泥浆净化装置的研制思路、工作原理及现场布置方案     

KCP泥浆在地热井钻进中的应用

KCP泥浆是以KHM、CMC、PHP为处理剂的用于地热钻探的抗高温泥浆。它具有较好的抗温、防卡、防塌作用,并利于成井、洗井、投产,在西安地区使用取得了良好的效果。      

泥浆不落地技术在DY-4井中的应用

通过对水基和油基泥浆不落地系统的研究分析,总结了2种不落地系统的处理流程与核心技术,结合DY-4井的实际情况,设计了一套基于普通固控系统的泥浆不落地处理方案,并完成了方案的实施。改造后的不落地系统,由于舍去了泥浆池和沉淀池,整个泥浆循环、净化、回收过程均未发生泥浆外渗,十分环保。