湖南永顺永页2井破碎地层取心问题分析与处理对策

为了解决湖南永顺区块钻遇复杂破碎地层所出现的岩心采取率不足的问题,本文在永页2井的基础上,调查了勘查区的地质构造特征,根据不同地层的取心岩样分析了地层特性。在严格按照钻孔设计及质量要求的前提下,在各个阶段采取了不同的冲洗液,做到无垮塌、无漏失。面对破碎地层岩心采取率不足,研制和使用了一种囊袋多节捆绑式绳索取心钻具,利用其独特的囊袋结构,配以超前侧喷钻头,能够保护岩心免受冲洗液冲刷。结果显示：后续的钻进过程中,井深在1055.76~1108.96 m,岩心采取率由原来的最低79%,提高至90%以上,岩心得到了较好的保护。上述方法能够有效地解决破碎地层出现的岩心采取率不足问题,并能为后续的工作和类似工程提供保障和借鉴。     

超前侧喷绳索取心钻具的研制

[摘 要]针对破碎、软弱等复杂地层岩心采取率低的问题,本文通过无泵接手、岩心抓取机构和超前侧喷钻头的设计与结合,研制了一套超前侧喷绳索取心钻具;该钻具是一种基于普通绳索取心钻具及无泵反循环钻具设计的新型钻具,能实现孔内钻井液的局部反循环并改变孔底冲洗液流向,从而达到排粉及提高岩心采取率的目的;现场试验表明,超前侧喷绳索取心钻具能够实现破碎、软弱等难取心地层的正常钻进,试验孔段岩心采取率为94%,大幅度提高了岩（矿）心的采取率。     

S75绳索取心反循环钻进

为解决安微太平钼矿、迄溪桥两矿区破碎带岩矿心采取率低的难题,自行设计了一套绳索取心反循环钻具,取得良好效果。介绍了矿区的地层概况,使用绳索取心反循环钻具前的状况,以及绳索取心反循环钻具的结构特点,主要技术参数,钻进设备、参数,生产应用效果等,总结了施工中应注意的事项。     

复杂地层用绳索取心钻具的研制

常规绳索取心钻具在复杂地层钻进时,岩矿心采取率会降低的原因主要有2个：一是钻具防水性能差,遇到松散软的地层时,岩心没有进入岩心管时就被冲洗液冲蚀掉了;二是钻具防岩心脱落性能不好,遇到硬脆碎地层时,虽然岩心能够进入岩心管,但卡簧对破碎的岩心卡固不牢,很容易脱落。复杂地层用绳索取心钻具是以解决这两大问题而设计的,并使绳索取心钻进的优越性得到充分的发挥。     

凤太矿田复杂地层大口径金刚石绳索取心钻进工艺

介绍了大口径金刚石绳索取心钻具在陕西凤太矿田小梨园金矿区复杂地层中的应用情况及施工工艺。针对以前在此矿区施工时遇到的孔内坍塌、掉块、事故多、效率低、采心困难、施工质量差等问题,从钻进方法、钻孔结构、护孔方法、钻进参数、润滑减阻、钻具级配等方面采取了有效的技术措施,提高了钻探施工效率和工程质量。     

绳索取心钻进技术在复杂地层的应用

福建煤田地质121队在福建、云南、贵州、四川等省份的复杂煤田勘探区推广应用绳索取心金刚石钻进技术，取得了较好的应用效果。通过分析云、贵、州、闽地区的地层特点，介绍了该类地区钻孔结构、冲洗液技术及护壁堵漏技术。在钻具配套、硬岩钻进等方面也进行了有效的探索，并以实例和大量数据说明121队在绳钻技术方面的应用水平。     

嵩县大王沟钼矿区破碎地层金刚石绳索取心钻进实践

针对河南省嵩县大王沟钼矿强烈蚀变、软硬不均、涌水漏失的复杂地层绳索取心钻进的难题,采用以套管为主、泥浆为辅的护壁措施,对钻探设备及工器具、金刚石钻头参数的选型进行了探讨,提出了腐植酸钾泥浆护壁和惰性材料堵漏的配方和配置方法,以及减小起下钻压力激动和抽吸对孔壁的破坏作用的措施,取得了较好的应用效果。     

绳索取心钻进技术在松散盐岩地层中的应用探讨

地质岩心钻探中,岩心采取率一直是地质找矿、地学科研工作者重点关注的对象,也是岩心钻探重要的考核指标。传统的钻探取心方法在松散、软弱、含盐地层,特别是含易溶盐地层的取心质量不佳;绳索取心钻探在完整地层取心效果较为理想,同时可大大提高劳动生产率、降低劳动强度,而对于松散、软弱地层,其取心难度比起传统钻探有时更为复杂。通过柴达木盆地达布逊干盐湖科学钻探工程,对钻遇的地表层、松散地层如何采取技术方法提高岩心采取率进行了探索和研究。实践证明,通过改善冲洗液性能、改进取心卡簧特性及钻头出水方式3个方面技术措施,可大大提高绳索取心钻进在松散、软弱、弱固结、含盐地层的岩心采取率,由改进前的平均30%提高为平均96%。     

超前侧喷绳索取心钻具的研制

针对破碎、软弱等复杂地层岩心采取率低的问题,本文通过无泵接手、岩心抓取机构和超前侧喷钻头的设计与结合,研制了一套超前侧喷绳索取心钻具;该钻具是一种基于普通绳索取心钻具及无泵反循环钻具设计的新型钻具,能实现孔内钻井液的局部反循环,并改变孔底冲洗液流向,从而达到排粉及提高岩心采取率的目的;现场试验表明,超前侧喷绳索取心钻具能够实现破碎、软弱等难取心地层的正常钻进,试验孔段岩心采取率为94%,大幅度提高了岩(矿)心的采取率。     

喷射式局部反循环绳索取心钻具

针对金矿复杂破碎地层钻探存在的岩心采取困难、孔内漏失严重等问题,改进绳索取心钻具,增加了局部反循环装置,研制出一套适应性广、取心可靠的可调喷射反循环钻具,提高岩心采取率,取得了良好的效果。介绍了该钻具的结构原理、适应范围及应用效果。     

绳索取心钻进中顶漏钻进工艺实践

2020年,宁夏地质矿产勘查院在宁夏中宁县烟洞山地区实施了50个石灰岩勘查钻孔。由于该矿区灰岩地层裂隙发育,普遍存在严重漏失现象,绝大多数钻孔出现冲洗液失返性漏失,施工初期,发生了2起烧钻事故,钻探成本居高不下。为了完成钻探施工任务和节约成本,项目组从钻孔结构、钻头选型、钻进参数及泵量优化入手,摸索出一套绳索取心钻进中的顶漏钻进施工工艺,采用清水代替冲洗液,同时严格控制各项钻进技术参数,顺利完成了全部钻探施工任务,平均台月效率883 m,平均岩心采取率98%,有效提高了施工效率,降低了钻探成本,为地方发展提供了有力资源保障。     

西南天山复杂地层绳索取心钻探跑钻事故处理方法

新疆西南天山萨尔干矿区地层极其破碎复杂,近年来施工的钻孔多全孔破碎、漏失,钻进过程中时有掉块、卡钻、钻孔坍塌等现象发生,严重时发生孔内事故,施工难度较大。本文结合该区一例钻孔施工案例,介绍了破碎复杂地层取心钢丝绳断裂导致岩心内管脱落,进而引发严重跑钻事故的处理过程以及注意事项。结合现场事故情况,通过导向扩孔钻进等方法有效地处理了该起复杂事故,使钻孔得以顺利终孔,取得了所需地质资料,挽回了经济损失。     

提高复杂地层取心质量的一种发夹式岩心提断器及其应用

为了解决普通取心钻具在软弱、松散性复杂地层钻进中的取心问题,降低堵心、磨心概率,提高钻进回次进尺长度和岩心采取率,研制了安装在普通S95绳索取心钻具上的一种新式岩心提断器。该岩心提断器是利用女性头饰发夹卡取软弱、松散岩心,其构件由发夹、发夹座、发夹室组成,无须通过铆焊工艺固定,可在施工现场由手工借助一种发夹装配器进行组装。在某勘查区3个钻孔中进行了试验,试验孔段总进尺45.11 m,平均回次进尺1.16 m,平均岩心采取率91.42%。试验结果表明：该岩心提断器与底喷式钻头及“引心管”配合使用,能够在软弱、松散性破碎地层大幅度提高回次进尺量、岩心采取率及取心质量,解决了试验前应用普通绳索取心钻具,在钻遇松软夹石、水敏性强的复杂地层中岩心采取率不足30%的难题。用发夹卡取软弱、松散岩心的方法与类同现有技术中簧片的卡心方法比较,更具经济性、灵活性和普适性。其应用领域不限于矿山地质,还可拓展到水文地质、工程地质及环境地质的岩心钻探,具有广泛的应用前景。     

川西海相破碎地层防塌钻井液技术研究及应用

川西海相破碎地层的复杂情况制约了川西海相气田开发的进程,且目前针对海相灰岩及白云岩为主的破碎地层的垮塌没有相关论述或研究,为此开展针对川西海相雷口坡组破碎地层的防塌钻井液体系技术研究就非常必要。本文从川西雷口坡组海相地层特性研究出发,在原有抗温防塌钻井液体系配方优化的基础上,引入成膜剂,形成了川西海相破碎地层防塌钻井液体系技术,并对该体系各项性能进行了评价,在现场应用中取得了良好的效果。     

囊袋多节捆绑式绳索取心钻具的设计与应用

由于现有的普通绳索取心钻具缺乏隔水与护心装置,在松散、软弱、破碎等复杂地层取心钻进时,破碎岩心易被冲蚀,提钻过程中岩心易脱落,使岩心采取率和取心质量达不到设计要求,甚至无法采取到岩心。针对上述问题,设计了一种囊袋多节捆绑式绳索取心钻具。该钻具在普通绳索取心钻具基础上增加了多节捆绑式囊袋总成结构,并与超前侧喷钻头配合使用。囊袋可以隔绝冲洗液,有利于取得原状岩心,通过分段捆绑,可以有效包裹住岩心,防止其在提钻过程中脱落。超前侧喷钻头改变了冲洗液流向,起到隔水与护心的作用。现场应用表明,该钻具能够完成在松散、软弱、破碎等复杂地层的钻探工作,岩心采取率达90%以上,取心质量也得到明显提高。     

四川尔呷地吉铅锌矿区复杂地层钻探施工技术

四川尔呷地吉铅锌矿区位于南北向甘洛-小江断裂（本区内称为马拉哈断裂）北段与马拉哈背斜的复合部位。区域地质条件复杂,岩层破碎、裂隙发育,存在钻孔坍塌、漏失、缩径、掉块等钻探难题。为避免井内复杂事故、缩减钻井周期、降低作业风险,在该矿区开展了钻探技术研究工作。以ZK4522、ZK4737、ZK7545钻孔施工问题为例,重点剖析了钻孔事故频发的原因,提出了改进措施,总结了适合该矿区钻探施工的钻孔结构设计,并对不同地层使用冲洗液配方进行了阐述,对水泥浆护壁工艺、套管护壁工艺采取了技术管控措施,在该矿区取得了良好的效果,形成了一套具有实际参考价值的钻探施工方案,为该矿区以后的施工提供了技术保障措施和经验,同时对其他类似钻探施工也具有一定的借鉴意义。     

海底钻机的高可靠绳索取心钻具的结构优化与仿真分析

以提高绳索取心钻具在海底钻机上应用的工作可靠性,依据海底环境的特殊性,从提高单动机构的单动性能和悬挂机构的工作可靠性两方面着手,对钻具的单动机构展开结构优化并利用ABAQUS仿真分析手段对悬挂机构进行数值仿真分析。结果表明：经改进后的单动机构能够抑制海水的腐蚀效应,改善芯轴的定心效果,提高运转灵活性;经改进后的悬挂机构能够降低在频繁使用过程中其关键零部件发生塑性变形的风险,提高悬挂机构的工作可靠性。研究成果可为相关钻具设计提供理论支撑。     

珊瑚礁地层钻探取心技术研究及应用

人工吹填珊瑚岛礁地层结构比较特殊,以珊瑚砂和珊瑚碎屑为主,取心和成孔难度较大。以南海某岛礁地质钻探取心工程实践为例,针对地层岩性特点,采用一系列对应技术措施：上部松散或弱胶结砂砾层采取跟管钻进和无水干钻取心技术;礁灰岩全漏失地层设计了一套掏砂钻具进行掏砂,确保井眼干净;软硬互层采用超前侧喷钻头;粉砂质地层采取小口径钻具无水干钻取心技术等。该技术在18个钻孔实施中取得了良好的效果,可为后续珊瑚礁地层钻探取心提供借鉴。