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。      

貫徹苏联專家建議推廣使用煤碱泥漿的經驗

煤碱剂泥浆是苏联的先进经验之一,是一种化学处理过的优质钻探冲洗液,使用这种泥浆洗钻孔,能在孔壁上生成一层薄而坚硬的泥皮,这样的泥皮起着保护孔壁的作用,从而保证安全钻进。经验证明使用失水量大的泥浆冲洗钻孔时,在膨胀或松散的岩层钻进时,泥浆里的水分过多地渗入地层,一方面使岩层膨胀或发生坍塌现象,另一方面在孔壁上结成一层厚而不坚固的泥皮,从而缩小孔径(图1)。我队在彩屯勘探区的许多钻孔,由于上述原因,     

85-1号地热井埋钻事故的处理

85-1号地热井位于北京市肉类联合加工厂内。此井设计为三开式结构，第一井段在钻进达184m后，下入13~(3/8)in（lin=25.4mm，下同）表层套管，并固井；第二井段裸眼钻至目的层。事故发生在第二井段的647m处，其钻具组合结构为：4~(1/2)in方钻杆+3~(1/2)in钻杆+4~(3/4)in钻铤（35m）+5~(3/4)in钻铤（104m）+8~(1/2)in 3A钻头。第二井段在钻到570m时突然发生严重漏失现象，在没有其它更好的堵漏措施下，采用常规泥浆加惰性堵漏材料强行钻进，由于漏失层     

四川盆地三叠系杂卤石形成条件的实验研究

四川盆地三叠系杂卤石有很大一部分产于硬石膏层中,与硬石膏互层。在许多杂卤石产出层位,缺失钾镁盐甚至石盐等易溶盐类。上述现象用已有的研究资料难以解释。本文通过100多个实验点的平衡实验,研究了35℃ K—Na—Mg—Ca—SO4—Cl—H2O六元海水体系中,NaCl及K、Mg盐均不饱和条件下杂卤石形成的可能性。与饱和溶液相比,不饱和溶液中杂卤石稳定区收缩。但在饱和溶液被稀释将近1倍时,杂卤石仍有一定的稳定范围。 在实验研究的基础上分析了四川盆地三叠系含杂卤石剖面的成因。由于成盐期卤水频繁地被淡化,形成“石膏——石盐+钾镁盐——石膏”沉积韵律。成岩作用中盐层遭受来自石膏层的水的溶滤。在石膏层较厚,盐层较薄的层段,石盐和钾镁盐可被全部溶掉,形成对NaCl及K、Mg盐均不饱和的液体。当这种对易溶盐类不饱和的液体进入膏层,部分K、Mg组分就能与CaSO4结合生成杂卤石被保留下来,形成现在所看到的“硬石膏一杂卤石——硬石膏”剖面。     

四川盆地三叠系杂卤石形成条件的实验研究

四川盆地三叠系杂卤石有很大一部分产于硬石膏层中,与硬石膏互层。在许多杂卤石产出层位,缺失钾镁盐甚至石盐等易溶盐类。上述现象用已有的研究资料难以解释。本文通过100多个实验点的平衡实验,研究了35℃ K—Na—Mg—Ca—SO_4—Cl—H_2O六元海水体系中,NaCl及K、Mg盐均不饱和条件下杂卤石形成的可能性。与饱和溶液相比,不饱和溶液中杂卤石稳定区收缩。但在饱和溶液被稀释将近1倍时,杂卤石仍有一定的稳定范围。 在实验研究的基础上分析了四川盆地三叠系含杂卤石剖面的成因。由于成盐期卤水频繁地被淡化,形成“石膏——石盐+钾镁盐——石膏”沉积韵律。成岩作用中盐层遭受来自石膏层的水的溶滤。在石膏层较厚,盐层较薄的层段,石盐和钾镁盐可被全部溶掉,形成对NaCl及K、Mg盐均不饱和的液体。当这种对易溶盐类不饱和的液体进入膏层,部分K、Mg组分就能与CaSO_4结合生成杂卤石被保留下来,形成现在所看到的“硬石膏一杂卤石——硬石膏”剖面。     

罗河铁矿水文地球化学特征及成因

作为庐枞盆地较早开展勘探工作的罗河铁矿, 矿区揭露的地下水可分为潜水和承压水2类, 潜水表现为弱碱性HCO₃--Ca+·Mg2+型水; 区域构造和凝灰岩阻隔了潜水和承压水的水力联系, 承压水以SO₄2--Ca2+型微咸温水为主, 水化学成分不受外界因素变化影响.离子比例系数和相关性分析说明承压水中主要水化学反应包括硫酸盐矿物溶解和阳离子交换.PHREEQC反向模拟SO₄2--Ca2+型承压水的成因主要是砖桥组下段次生石英岩中大量硬石膏、石英和水云母的原位溶解; 与此同时, 地下水中沉淀生成了方解石和绿泥石, 石膏溶解的Ca2+离子吸附交换粘土矿物中的Na+离子, 少量黄铁矿还发生了氧化还原反应.分析结果验证了罗河铁矿深部地下水相对封闭, 补给有限, 以静储量为主.      

Ca2+含量对微粒释放的影响

通过批量试验和水平砂柱试验,以NaCl与CaCl2的混合溶液为研究对象,对Ca2+含量影响微粒释放的过程进行了研究,并提出了在不同浓度Ca2+存在情况下,混合溶液引起微粒释放的临界离子强度。研究结果表明:Ca2+不但不能引起微粒释放,而且对微粒释放过程具有明显而强烈的抑制作用,导致混合溶液引起微粒释放的浓度值急剧下降;Ca2+摩尔百分数为5%时,对应微粒释放的临界离子强度为0.02mol/L;Ca2+摩尔百分数为10%与20%时,对应微粒释放的临界离子强度分别为0.007mol/L与0.0005mol/L;Ca2+摩尔百分数为100%时,无微粒释放现象发生。上述临界离子强度值都远低于单一NaCl溶液引起微粒释放的临界盐浓度值0.06±0.005mol/L,且混合溶液中Ca2+含量越高,发生微粒释放的临界离子强度值越低,这一现象进一步验证了Ca2+对微粒释放的抑制作用。     

聚丙烯腈—腐植酸钾共聚物泥浆的实验和应用

岩心钻探经常钻遇的孔内复杂情况之一是钻进松散,松软和水敏性的地层。在钻进中,如果泥浆类型选择不当,泥浆性能与地层不相适应,就往往发生孔壁缩径、塌陷崩落、钻头泡包、粘附卡钻等孔内事故,不但严重的影响钻探效率,而且造成经济的重大损失。为了拟制水敏性地层的水化膨胀和塌陷崩落,达到安全钻进之目的,就必须改善泥浆性     

石墨泥浆在复杂层中的应用

我们施工的广东大宝山矿区,地质构造复杂,表土厚度一般10～20米.其下为褐铁矿层,厚20～150米.矿层风化强烈,裂隙发育,矿体破碎,有的已风化成粉状,局部夹厚薄不均的高岭土层,遇水极易膨胀.下部是完整的斑岩或灰岩. 在钻进矿层的过程中,经常发生严重漏失,井壁掉块、坍塌及大量涌砂等现象,有时还发生超、缩径事故. 开始时,我们用清水洗并,不能维持正常钻进,报废了不少钻孔.后来改用一般泥浆护壁钻进,情况     

六角钻头在钻进中的应用

我队所钻地层系前震旦纪昆阳系,其中绝大部份是青灰色白云岩,灰白色白云岩,大部份受矽化,可钻性是4～8级。该岩层的特点是:卡斯特溶洞裂缝较多,钻进中易漏水(泥浆)、坍塌、缩径、掉块,并有软硬不均,不易采矿心等现象。特别是钻进到灰白色白云岩中(该层是矿体),切削出来的岩粉岩泥有粘性,它的胶结性强。同时岩泥与泥浆混合一起     

新疆盐渍土分散性研究

通过研究分析盐渍土及改变盐渍含量对分散性试验的影响,认为土块试验、针孔试验对受高钠离子影响的盐渍土分散性评价是较为有效的方法。新疆土料石膏发育,环境水中Ca2+离子丰富,分散性评价最好在工程实际情况下进行。     

Al3+交换蛭石层间铝的赋存状态研究

利用阳离子交换实验方法,将天然蛭石转化为羟基Al3+型蛭石,通过X射线衍射、差热分析,研究铝离子在蛭石层间域中的赋存状态.结果显示,Al3+交换蛭石中的层间铝不能用KCl溶液将其提取出来,但可用柠檬酸钠溶液可以将其提取出来,是一种非交换性的聚合羟基铝.Al3+的离子电势虽然很高,但Al3+交换蛭石的脱水温度却低于蛭石原矿.表明Al3+进入蛭石层间域后发生水解反应,生成Al(OH)2+和Al(OH)2+从而降低了Al3+的有效离子电势,使其脱水温度降低.Al3+进入蛭石层间域后发生水解反应,其可能的水解反应式为[Al(OH2)6]3+〈=〉[Al(OH)x(OH2)6-x]3-x+xH+,其中x＜3.     

沉积相变迁对内陆湖泊沉积易溶盐作为古环境指标的影响——以西宁盆地为例

获取合适的气候变化代用指标,检验其在更长时间尺度内应用的有效性对于利用我国西部内陆湖盆沉积反映新生代以来大陆气候变化具有重要意义。易溶盐含量作为一种反映环境变化的代用指标,在沉积相稳定的内陆湖泊沉积物研究中已获得广泛应用。对于存在沉积相变迁的古湖盆沉积物,其适用性需要进行考虑。本文对西宁盆地谢家剖面的一套年代为始新世到中新世的内陆湖相泥岩/石膏沉积进行研究发现,石膏层和泥岩层分别对应于Ca2+、SO2-4和Sr2+的高值和低值变化。石膏层广泛分布的剖面下部Ca2+、SO2-4和Sr2+含量较高,Na+和Cl-含量较低,而石膏层逐渐消失的剖面上部Ca2+、SO2-4和Sr2+整体含量降低,Na+和Cl-含量略有升高。沉积相分析表明红色泥岩层和石膏层分别对应于冲积扇远端和干盐湖化学沉积,剖面下部石膏层和红色泥岩层交替到上部以红色泥岩层为主的岩相变化反映了区域范围上的干旱化进程。谢家剖面易溶盐含量强烈受控于上述沉积相变迁所决定的岩性变化,并清晰揭示出发生在约33 Ma的巨大干旱化事件。因此对于存在沉积相变迁的古湖盆沉积物,易溶盐含量分析不但要考虑内陆湖泊浓缩演化过程中溶解度控制的碳酸盐—硫酸盐—卤化物相继发生的沉淀序列,还需考虑易溶盐在不同沉积相中的赋存迁移规律以及研究时段内的溶质补给类型是否存在差异。     

沉积相变迁对内陆湖泊沉积易溶盐作为古环境指标的影响--以西宁盆地为例

获取合适的气候变化代用指标,检验其在更长时间尺度内应用的有效性对于利用我国西部内陆湖盆沉积反映新生代以来大陆气候变化具有重要意义。易溶盐含量作为一种反映环境变化的代用指标,在沉积相稳定的内陆湖泊沉积物研究中已获得广泛应用。对于存在沉积相变迁的古湖盆沉积物,其适用性需要进行考虑。本文对西宁盆地谢家剖面的一套年代为始新世到中新世的内陆湖相泥岩/石膏沉积进行研究发现,石膏层和泥岩层分别对应于Ca2+、SO2-₄和Sr2+的高值和低值变化。石膏层广泛分布的剖面下部 Ca2+、SO2-₄和Sr2+含量较高,Na+和Cl-含量较低,而石膏层逐渐消失的剖面上部Ca2+、SO2-₄和Sr2+整体含量降低,Na+和Cl-含量略有升高。沉积相分析表明红色泥岩层和石膏层分别对应于冲积扇远端和干盐湖化学沉积,剖面下部石膏层和红色泥岩层交替到上部以红色泥岩层为主的岩相变化反映了区域范围上的干旱化进程。谢家剖面易溶盐含量强烈受控于上述沉积相变迁所决定的岩性变化,并清晰揭示出发生在约33 Ma的巨大干旱化事件。因此对于存在沉积相变迁的古湖盆沉积物,易溶盐含量分析不但要考虑内陆湖泊浓缩演化过程中溶解度控制的碳酸盐-硫酸盐-卤化物相继发生的沉淀序列,还需考虑易溶盐在不同沉积相中的赋存迁移规律以及研究时段内的溶质补给类型是否存在差异。     

钻进含石膏地层的泥浆处理措施

1977年我院探工七七级结业队与安徽B08队组成攻关小组,对钻进含石膏地层的泥浆处理问题进行了研究。在某矿区施工CK3号孔时,泥浆只作了一般处理(表1),就能较顺利地通过第四系的冲积层以及坍塌掉块、遇水稍有膨胀的三迭系黄马青砂页岩地层。钻进至640米时,曾因停电,钻具在孔内停放八小时后,仍能顺利提钻与钻进。但井深在647米时,又因     

四川仁寿牛角寨石窟盐风化作用机理与气候响应

盐风化作用是石质文物风化劣化的重要机制之一,但其作用机理及其与气候的响应过程仍需进一步的研究。笔者等以仁寿牛角寨石窟的岩芯样品和风化样品为对比研究对象,采用镜下鉴定、X射线荧光光谱（XRF）及X射线衍射（XRD）和电子探针（EPMA）对样品的化学组成和矿物组成进行对比研究,并重点研究了样品中可溶盐的组成及结晶状态。化学组成上,风化样品中SO3平均含量是岩芯样品的16倍以上;矿物组成上,岩芯样品仅在表层0~22 cm中发现微量的石膏,而风化样品中检出了至少17. 5倍高于岩芯的石膏以及微量的Na2SO4和NaCl,这指示石窟砂岩的风化劣化与可溶盐尤其是硫酸盐有关。通过对Na2SO4、NaCl及石膏性质的研究,发现Na2SO4可以响应气候条件发生反复的Na2SO4+10 H2O Na2SO4·10H2O结晶—脱水反应,结晶时体积膨胀416%,特别是在潮湿气候条件下Na2SO4的二次结晶作用可对岩石产生更强的破坏;NaCl的存在可以降低Na2SO4的脱水相变温度（最低可至17. 6℃）和溶解度,放大Na2SO4在岩石风化过程中的作用;CaSO4对岩石风化劣化的贡献较小,但其可作为在风化作用下岩石中可溶盐聚集的指示产物。结合对温度、湿度监测数据的研究,发现每日温度、湿度随时间的变化天然契合Na2SO4—NaCl体系的温度、湿度转变条件。气候条件耦合盐风化作用是牛角寨石窟表层砂岩的主要风化方式。     

使用聚丙烯酰胺泥浆护孔堵漏的体会

安基山矿区属斑岩型和膏盐矽卡岩型铜矿床。矿区地层褶皱断裂发育，断层产状陡立，裂隙节理发育，并有0.5—4米垂距的溶洞，钻孔渗水漏水，坍塌掉块极为普遍。钻进强烈高岭土化花岗闪长斑岩或石膏层时，泥浆污染，易发生缩径、糊钻泥包等现象。为预防事故，施工中采用泥浆护壁（使用当地黄土，并以纯碱、CMC、烤胶碱、铁铬盐、石灰水为处理剂）。每一机台均配有立式电动搅拌机（容量0.3—0.6立方米）。堵漏曾采用氯化钙、711为快干剂的水泥，成捆的竹帘芦苇、砖头、砂子、布袋水泥、油基粘土粉、油基石膏粉等多种措施，取得了一定成效     

超深井煤系地层的钻进工艺

在超深地热井施工中,深部的煤系地层是事故的多发层段。利用高压喷射快速钻井技术和适合的聚合物泥浆体系,顺利的钻过埋深超过2 000多m和3 000多m的煤系地层,防止了事故的发生,提高了钻进效率。     

天山乌鲁木齐河源径流水文化学空间差异及其控制因素

天山乌鲁木齐河源暖季径流水文化学特征受大气降水、冰川作用、积雪消融、冻土活动层状况以及水岩相互作用等因素综合影响, 普遍存在的水岩相互作用和冰碛物岩矿离子组分的化学剥蚀作用导致径流中各项离子浓度远远高于大气降水中相应值的规律, 其中黄铁矿氧化反应、钾长石水解和方解石水解反应为控制流域径流偏碱性的主要化学作用. 冰川磨蚀对于岩矿溶解的增强作用和相对更强的积雪消融导致天山乌鲁木齐河源1号冰川径流的Ca2+、 Mg2+、 SO2 -4和K+离子浓度和离子脉冲峰值远高于空冰斗和总控水文点. 空冰斗融水径流受大气降水、季节性冻土活动层融水混入以及融雪水与土壤相互作用影响更大, 表现出更显著的Cl-、 Na+和NO-3离子峰值现象. 总控水文点则大体上反映上述二水文点的混合作用, 变化相对平缓, 离子浓度峰值介于二者之间.     

使用橡皮板处理孔内漏水的方法

我队所勘探的地区的岩层复杂,在钻进中常发生钻孔漏水,情况非常严重.我们会采用高粘度泥浆和渗马粪进行处理,结果作用不大,反易使井内冲洗液粘度增高,易于堵水,钻进效率很低.后来,在某孔使用了胶皮板进行漏水处理,实践证明这是一种行之有效的方法.现将我们的具体作法,作一介绍.当发现钻孔漏水以后,首先就要记录、推测孔内漏水情况,确定漏水位置;然后准备混合物,混合物是由泥浆和马粪配制的,按漏水孔隙大小情况进行调制,泥浆与马粪的浓度在60-100秒为宜,不准加入碱;再检查正常钻进使用的标准泥浆情况,钻粒钻进泥浆粘度,不应超过22-26秒,最大不能超过30秒.使用合金钻进,泥浆应在25-30秒;用旧皮带做成圆圈,其规格应根据井径不同来决定,直径在80-100公厘左右;最后,采用厚胶皮板做成圆圈,其规格应按井径不同来配合,如使用110公厘粗径钻具,应作成130公厘直径的胶皮板,厚4-6公厘.