金山地区防塌钻井液体系研究

金山地区是松辽盆地的主要油气聚集区。该区岩性复杂,泥岩发育,钻井过程中随着钻井液浸泡时间的延长,井壁稳定问题突出。通过对地层理化性质和力学稳定性分析,是由于钻井液的化学稳定性不足导致了井壁的失稳。为了提高钻井液的化学稳定性,提出了“封堵”防塌的技术方案。研制的防塌钻井液体系具有封堵和抑制性强等特点。该体系高温高压失水可以控制在11 mL/30 min以内,砂床侵入深度2 cm,泥页岩回收率达到95%以上,钻井液抑制和封堵效果显著。     

新型水基钻井液体系在页岩气钻井中应用探讨

目前中国页岩气水平井水平段钻井主要使用油基钻井液,但油基岩屑处理费用昂贵,急需开发和应用一种具有环境保护特性的高性能水基钻井液体系。通过室内实验,优选出适合于水基钻井液的封堵剂、降失水剂等主要处理剂,进而研制出了钾铵基聚磺成膜钻井液体系配方,并进行了抗温性、润滑性、防塌抑制性、封堵性、抗污染性性能评价实验。结果表明：钾铵基聚磺钻井液流变性能良好,抗温可达150 ℃;润滑性能优良,具有较好的抗盐、抗钙污染性能和防漏封堵性能,防塌抑制性强。     

膜材料与乳液双效封堵防塌钻井液体系在中江区块两口井的应用

知新36D井、中江103D井是部署在中石化川西第二大气田-中江区块的一口勘探定向井。该井以泥岩为主的剑门关组及蓬莱镇组地层极易吸水膨胀缩颈或垮塌,本文在现场应用较好的钾石灰体系的基础上,结合封堵防塌剂FDFT-1和自主研发的膜材料CHSMA,提出了一套针对该区块的膜材料与乳液双效封堵防塌钻井液体系。该体系具有优良的综合性能,抑制性能突出(滚动回收率达98.33%,16h线性膨胀率仅13.79%)。该体系在知新36D井、中江103D井(一开)的应用效果良好,满足了施工需要。     

定北区块抗高温钻井液体系优化

定北区块储层深埋温高导致常规钻井液体系失效且复杂情况多发,研制一套抗高温钻井液体系已成为解决定北区块钻井复杂情况多发的重要途径。总结分析定北区块钻遇复杂情况及钾铵基钻井液体系性能测试结果,明确了钻井液优化方向——抗高温抑制性、稳定性、降滤失性和封堵能力。针对目前现场常用多种抗高温钻井液处理剂开展了流变性、滤失性、封堵性、润滑性等性能测试实验,优选SMC和SPNH作为抗高温降滤失剂、KCl和聚胺作为抗高温抑制剂、HQ-10作为抗高温封堵剂、白油及石墨作为抗高温润滑剂、SF-1作为抗高温稀释剂,并得出最佳土粉含量为4%,最终得到了抗高温钻井液体系配方。室内性能评价实验表明,该抗高温钻井液体系在180 ℃热滚72 h后粘度、切力及失水仍满足设计要求,且抗NaCl及CaCl2污染分别达到10%和4%,储层岩心伤害渗透率恢复值可达80%以上。定北抗高温钻井液配方的形成将为定北区块安全高效钻进提供保障。     

硅铝络合两性离子聚合物强抑制防塌钻井液体系在查干花地区的研究及应用

针对查干花地区不同地层存在缩径、掉块和垮塌等井壁稳定问题,研制了一种硅铝络合两性离子聚合物强抑制防塌钻井液体系。结合室内水敏性、配伍性、滚动回收率实验,对该体系中的AOS-1（硅铝络合抑制防塌剂）的作用进行室内实验研究,并在查干花地区6口井进行了现场的应用。试验结果表明,新型强抑制性钻井液体系与其他处理剂配伍性好,抑制性强,能有效防止井壁失稳。     

叶舞凹陷ZKX井深部盐层钻井液技术研究

叶舞凹陷ZKX井位于叶县盐田范围内,该钻探的目的是河南叶舞凹陷盐矿的普查,该井设计井深2630 m,在2000～2400 m连续取心,主要钻遇以泥页岩、砂岩、含盐膏层及盐岩为主的沉积岩地层,钻进过程中存在防塌、护心、井壁稳定等方面的问题和难点。针对ZKX井的钻井难点,在钻井液体系优化的基础上,根据不同地层分别采用了防塌钻井液体系、欠饱和盐水钻井液体系和饱和盐水钻井液体系,解决了水敏性泥页岩钻进的防塌及盐岩地层连续取心的钻井液技术难点,探索出了一套适用于盐膏层取心钻进的低成本钻井液技术思路。     

页岩气钻探冲洗液体系的研究与应用

中国页岩气资源开发潜力巨大,近年来页岩气勘探开发力度不断加大,对钻探工艺和技术的要求不断提高。页岩气地层岩性主要为泥岩、砂岩、页岩、碳质板岩、灰岩,该类地层胶结性差、破碎、井壁强度低,钻进中易出现孔壁失稳,发生坍塌、卡钻、埋钻等孔内事故,需要研制具有强抑制性、低成本、绿色环保的冲洗液体系来保证施工安全。本文通过对页岩气井壁稳定机理的探究,优选出一种适用于页岩地层双聚防塌和成膜防塌低固相冲洗液体系,该体系由抑制剂、防塌剂、降失水剂、润滑剂、封堵剂、流型调节剂等处理剂组成,具有良好的抑制性和胶结性。现场应用取得了良好的效果,保证了项目的顺利施工。     

煤层气钻井井壁失稳机理及防塌钻井液技术

针对沁水盆地煤层气钻井中存在的井壁稳定技术难题,采用X射线衍射、扫描电镜、泥页岩膨胀实验、页岩分散实验测试了泥页岩和煤岩体的组构及理化性能,分析了井壁失稳机理。依据"多元协同"防塌原理,研选出了高效包被抑制剂、封堵防塌剂和活度平衡剂,构建了泥页岩地层防塌钻井液体系QSFT和煤层钻开液QSMZ。评价结果表明,QSFT体系的粘度、切力适中,滤失量低、泥饼薄,对200 μm裂缝的封堵承压能力达3.0 MPa;QSFT和QSMZ具有较强的抑制水化能力,并能显著增加岩样单向抗压强度,对煤岩体岩心湿测渗透率的损害均低于30%,干测渗透率恢复值达到95%以上,可作为沁水盆地煤层气井的钻井液和储层钻开液。      

高性能水基钻井液体系研制与应用

针对水平井施工中井眼净化、井壁稳定、润滑防卡、保护油气层等技术难题,研制了高性能水基钻井液体系。通过对抑制剂、包被剂、降滤失剂等处理剂的优选,最终确定了高性能水基钻井液体系的配方,对该钻井液体系配方进行各项性能实验表明,该钻井液体系性能稳定,具有较强的抑制性、润滑性、抗污染性和油气层保护能力,在苏德尔特油田的苏平5井现场应用中井壁稳定,起下钻无阻卡现象,取得了非常好的施工效果。     

伊拉克鲁迈拉油田优化固井技术

伊拉克鲁迈拉油田地层破裂压力低,技术套管固井易发生漏失,生产层页岩层发育导致井眼不规则,存在“大肚子”和井眼缩径、固井顶替效率低、固井质量难以保证的情况。为此在后期固井施工中,通过分析地层特性,从影响固井质量的几个关键因素出发,优化堵漏技术措施。利用固井设计软件,优化扶正器下放数量,通过室内试验优选抑制性加重钻井液,控制调节不稳定页岩层钻井液性能参数,将钻井液API失水量控制在4 mL、密度1.35 g/cm3,优化固井工艺措施,形成了一套适合该地区的综合固井技术。现场试验中,固井质量合格井段达到了80%以上,优于同区块其他队伍施工井段。     

冻融循环作用下土体结构演化规律及其工程性质改变机理

寒区工程被破坏的最主要原因之一就是冻融循环作用,冻融循环过程可导致土的工程性质发生较大的变化,进而导致寒区工程设施产生变形,甚至失稳。对冻融循环作用下土的结构、基本物理性质以及力学性质进行了分析和总结。研究发现：冻融循环作用后土颗粒之间的原有结构被破坏,从而形成新的结构,土中团粒会发生分裂和团聚作用,团粒粒径向均一性趋势发展,并且在不同的内部及外部条件下,土会产生不同的构造;冻融循环后,土的渗透性增大,塑性指数减小。松散土和密实土的密度以及孔隙比具有不同的变化趋势,并且可使无湿陷性的黄土状土中大孔隙增加并产生湿陷性。土的力学性质变化趋势不一,一方面这与土的构造变化直接相关,另一方面冻融循环试验方法的不同也是引起研究结果差异性较大的重要原因。因此,需要建立冻融循环作用下土工程性质变异性的判定方法、评价及预测体系,而这些也可能成为未来研究工作的方向。     

淮南刘庄煤矿地基人工冻融土工程性质与中微观结构之间关系研究

本文以淮南刘庄煤矿主井地基的人工冻融土为研究对象,以偏光显微镜,扫描电镜(SEM)为主要研究手段,研究分析了人工冻融土与原状土的中微观结构、冻融前后的中微观结构的变化规律及内在原因。此外,还研究分析了人工冻融土冻融前后的中微观结构及其变化与人工冻融土的物理、力学、工程性质之间的关系。研究显示中微观结构对人工冻融土的物理、力学、工程性质有很大的影响,冻融前后中微观结构的变化受到土的种类、埋深、原状土的中微观结构等因素的影响,且冻融前后的中微观结构的变化在一定程度上主导了冻融前后的物理、力学、工程性质的改变。     

显微煤岩组分的分散富集程度对粘结性、结焦性的影响

一般认为,煤中的活性组分与情性组分的比例和煤级是影响煤的粘结性和结焦性的主要因素。但在配煤炼焦生产与实验研究中,经常发现尽管煤的活情比和煤级相近,而粘结性和结焦性相差很大。文中通过对不同产地的炼焦配煤送行煤岩学及结焦性实验研究,提出了显微煤岩组分分散富集指数的概念,通过分析显微煤岩组分的分散富集程度对粘结性和结焦性的影响,揭示出显微煤岩组分的分散富集程度是造成粘结性和结焦性异常现象的重要因素。     

皇城山银矿床地球物理特征及找矿模型

皇城山银矿是典型的火山岩型中低温热液矿床。矿体、控矿构造、岩浆岩、赋矿地层以及周围地质体之间存在某种物性差异,因而有明显的地球物理异常特征,构成了银矿床重要的地球物理找矿标志。作者试图在矿床地球物理特征研究的基础上,总结地球物理找矿模型,以期配合、指导正在进行中的大别山北坡多金属成矿带的普查找矿工作。     

山西省炼焦煤的粘结性和结焦性探讨

山西炼焦煤资源不仅分布广泛,煤类齐全,而且资源丰富,粘结性强、结焦性好。大量分析数据显示山西霍西煤田霍州矿区粘结性较好,特别是南部的霍州—乔家湾区,煤的粘结指数为80～100,胶质层厚度为24～33mm;沁水煤田东部潞安矿区煤的粘结性较差,为全省最低,一般在13～68,胶质层厚度在0～7.5mm。单独炼焦性能最好的是西山古交矿区、霍西汾西矿区和柳林三交矿区的主焦煤,其次是霍西的肥煤和乡宁的焦煤,比较差的是大同的气煤,潞安和西山的瘦煤。     

坝体心墙与垫层混凝土结合处黏土碾压和防渗现场试验

对糯扎渡水电站心墙与垫层混凝土结合部位的高塑性黏土进行现场碾压与防渗试验,采用沉降量、灌水法、环刀法等多种方法对黏土质量进行检测对比,探讨高塑性黏土的压实机制以及颗粒级配、铺土厚度、碾压遍数等不同施工工艺参数及不同参数的组合对压实与防渗效果的影响,提出结合施工工艺参数,黏土现场压实质量控制应以沉降差或沉降率为主、渗透性可以采用压实度来进行控制,该方法可有效地保证填筑质量,加快施工进度,并可对有压实机防渗要求的类似工程的质量控制、检测和评价提供参考,具有重要的实用价值。     

攀枝花尖山矿区细中粒辉长岩力学特性试验研究

对攀枝花钒钛磁铁矿尖山矿区的细粒和中粒辉长岩进行了单轴压缩、常规三轴压缩、抗拉强度和软化等系列岩石力学试验,研究了岩石结构(矿物颗粒大小)、水和围压等因素对岩石强度和变形特性的影响。结果表明,细粒辉长岩单轴抗压强度、弹性模量和压拉比均高于中粒辉长岩,但在三轴压缩情况下,两种岩石的峰值强度、残余强度和弹性模量差异较小;与中粒辉长岩相比,细粒辉长岩的峰值强度的黏聚力C较大,而峰值强度的内摩擦角φ较小;随着围压的增长,辉长岩峰值强度、残余强度与围压近似呈线性关系,剪切破坏角减小,平均模量E增长不明显,割线模量E50增长较显著;辉长岩的软化系数较高,在水的作用下弹性模量降低,泊松比升高。     

膨胀性硅藻土的力学性质及其灾害效应研究

在云南保山－腾冲高速公路建设中,遇到了与膨胀性硅藻土相关的边坡稳定问题。通过对云南腾冲五合乡、芒棒乡、团田乡多个地质剖面现场调查和室内物质成分、微观结构分析、力学性质测试表明,云南腾冲新近纪芒棒组硅藻土是一种富含膨胀性黏土矿物的黏土质硅藻土,在性状上属于膨胀性极软岩。天然硅藻土具有很强的结构性,导致其物理性质与力学性质的关系与传统岩土力学规律极不相符,如孔隙比高达2.20～2.78、液性指数为0.66～2.73的天然硅藻土单轴抗压强度竟高达1.09～2.11 MPa。综合研究表明,云南保山－腾冲高速公路建设中黏土质硅藻土边坡的滑坡灾害、风化剥落灾害与其工程特性密切相关。     

矿山复合采动效应的时空属性

在各类矿产资源的开采过程中,有许多矿区属于地下与露天复合开采情况,依据采区的空间对应关系,两种采动影响域中的一部分相互重叠,致使其采动汀互作用和相互叠加,从而组成一个复合动态系统,本文在理论与实例分析的基础上,研究地下与露天复合采动体系中岩体的变形机理及其不同时序开挖间的影响特点的记忆关系与空间变化特征,并在此基础上总结出矿山复合开挖岩体变形特点与规律性。     

淮南刘庄煤矿地基人工冻融土工程性质与中微观结构之间关系研究

以淮南刘庄煤矿主井地基的人工冻融土为研究对象,以偏光显微镜,扫描电镜（SEM）为主要研究手段,研究分析了人工冻融土与原状土的中微观结构、冻融前后的中微观结构的变化规律及内在原因。此外,还研究分析了人工冻融土冻融前后的中微观结构及其变化与人工冻融土的物理、力学、工程性质之间的关系。研究显示中微观结构对人工冻融土的物理、力学、工程性质有很大的影响,冻融前后中微观结构的变化受到土的种类、埋深、原状土的中微观结构等因素的影响,且冻融前后的中微观结构的变化在一定程度上主导了冻融前后的物理、力学、工程性质的改变。