“科钻一井”钻探施工技术概览

文章介绍了中国第一个硬岩、深孔、连续取心钻探项目——中国大陆科学钻探工程科钻一井的钻探实施情况,涉及该井的钻探技术设计、钻孔结构和套管程序、进行取心钻进、扩孔钻进和纠斜钻进时采用的方法和技术。此外,还介绍了科钻一井的施工过程以及在钻进施工遇到的各种技术难题和采取的解决措施、获得的主要技术经济指标。总的来说,科钻一井施工采用了许多特殊和新型的钻探技术,施工获得了高效、优质和低成本的好效果。     

“科钻一井”主要技术方案实践与认识

介绍了“科钻一井”主要技术方案及目前施工进展，根据实际情况，对“科钻一井”的技术方案进行了评价。     

中国大陆科钻一井钻达5000m

中国地质调查局网消息,2004年12月21日14时16分,中国大陆科学钻探工程科钻一井钻进到井深5000m,这意味着这一国家重大科学工程项目的原定钻井工程目标已经达到。由于科钻一井的施工计划最近稍微进行了调整,调整后的完钻井深被定为5100m,因此目前钻井施工仍在进行。     

科钻一井钻探施工技术路线和钻探施工概述

简单介绍了中国大陆科学钻探工程科钻一井的钻探施工技术路线和钻探施工情况,提供了一些原始数据和科钻一井钻探施工完成的技术经济指标。     

《中国大陆科学钻探工程科钻一井钻探工程技术》一书出版发行

中国大陆科学钻探工程中心王达、张伟、张晓西等著的《中国大陆科学钻探工程科钻一井钻探工程技术》一书于2007年2月由科学出版社出版发行。全书88万余字，由刘广志院士和李世忠教授撰写了序言，全面介绍了中国大陆科学钻探工程科钻一井的钻探施工理论与工程实践，汇集了科钻一井钻进过程中积累的各种数据、资料，展示了我国在科学钻探工程研究领域的最新技术和成果。     

科钻一井钻井液用膨润土性能及分散机理

以科钻一井金刚石取心钻进所产生岩屑的颗粒分布为依据,结合钻井工艺对钻井液性能的要求,介绍了一种低固相、低黏度、低切力、低失水、高分散的膨润土泥浆材料--LBM-SD,并分析了LBM-SD膨润土的分散机理.LBM-SD是由优质钠基膨润土(NV-1)与小相对分子质量的三元共聚物按照一定比例,经过混炼挤压而成.小相对分子质量的三元共聚物为丙烯酸、丙烯酰胺和丙烯腈按照一定工艺聚合而成的共聚物,其分子链上含有大量的羧钠基、酰胺基和腈基.LBM-SD膨润土颗粒呈高分散状态,平均粒径小于3μm.与人工钠基膨润土相比,平均粒径降低了41.7%,平均质量比表面积提高了43.6%,E电位值增加了28.4%.     

松科一井(主井)钻探工程技术配套

设计井深1810 m、完钻井径157 mm、需在松辽湖盆穿透一层含油气构造的松科一井(主井)科学钻探工程,采取自制底架提升平台高度安装井口防喷设施、改造TJS-2000E型水井钻机升降系统提高设备起重能力、研制水力出心装置克服加长加重大口径钻具出心困难、引进石油钻井高速离心除泥机控制泥浆固相含量、根据工程条件无附件焊接套管表层固井等配套技术,成功地完成了国家“973计划”项目“白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化”对工程的规定任务,为高质量、低成本实施大陆环境科学钻探工程探索出了一条可行之路。     

中国陆相白垩纪科学钻探松科一井(北井)钻探工程技术配套

松科一井是中国政府"973计划"项目为获取陆相白垩系地质资料,在中国松辽盆地布置的科学钻探工程,由南井和北井两个子工程组成。北井采用水源钻探设备与地质岩心钻探工艺组合,完成了井深1810m的钻探工作,在要求连续取心的1630m井段中,获取直径Φ96mm的岩心1542m,岩心采取率达95%。介绍了北井在钻探工程技术配套上取得的一系列技术成果。     

曾培炎副总理出席中国大陆科学钻探工程科钻一井竣工典礼并发表重要讲话

2005年4月18日上午，在中国大陆科学钻探施工现场举行了中国大陆科学钻探工程科钻一井竣工典礼，国务院副总理曾培炎出席典礼仪式并发表重要讲话。曾培炎首先代表党中央、国务院向中国大陆科学钻探工程科钻一井胜利竣工表示祝贺。他说，积极开展大陆科学钻探，对于我们正确认识地壳结构，探索解决资源环境矛盾的途径，丰富对生命科学、气候变化的认识，掌握地球运动规律都具有重要意义。     

水敏性地层钻探用接枝淀粉聚合物泥浆体系研究

以接枝淀粉共聚物为降失水荆,选择抑制荆、防塌剂、润滑剂、包被剂、膨润土等处理剂,优化设计了水敏性地层用接枝淀粉聚合物泥浆体系。经过测试,该体系的API失水为7ml,相对膨胀降低率84．2％,岩屑回收率92％,摩阻系数0．07。该体系在水敏性地层的钻探施工中取得了良好的使用效果。     

关于CCSD主孔4820～4930 m井段气体异常的初步解释

CCSD主孔取心钻进的第153至166回次(对应井深为4820～4930m)施工中,流体地球化学现场实验室监测到非常显著的气体异常。按气体浓度的变化,又可分为两个不同的异常区段,分别位于4820～4860m和4869～4930m井段。两个区段均表现为显著的CO2和H2异常,第一区段的最大值分别为3.6%和12.1%,第二区段的最大值分别为24.8%和18.7%。第二区段除了CO2和H2异常值更高以外,在其后期(井深4906m)还出现了一处比较短暂的He气异常,最高值达到17×10-6,比基础值高出200%。通过对钻井过程的分析及泥浆的离线实验研究认为:微生物对泥浆的分解作用是本次异常的重要原因之一,堵漏剂助长了气体异常的升高和延续;由泥浆分解产生的CO2和H2与来自地下的流体并存是本次异常的显著特点。     

CY-1钻孔盐水泥浆护壁技术

CY-1钻孔是河北沧县盐矿深部勘探的第一钻,在钻探施工中,泥浆护壁是遇到的技术难题之一。针对工区施工条件采用了分段泥浆转换方案,确保了施工安全及质量。实践表明,该钻孔泥浆护壁方法技术路线可行,实现了顺利取心,为沧州地区深部盐矿勘探积累了经验。详细介绍了该孔盐水泥浆护壁技术。     

含巨大孤石地层钻进成孔方法浅析

介绍了目前在含巨大孤石地层中的成孔方法,包括一般方法如开挖法,冲击钻进、回转钻进,大直径潜孔锤钻进,爆破法,复合钻进工艺。一般方法处理某些孤石具有一定的效果,但对质地较硬,表面光滑、形状不规则的孤石,则效果欠佳。若采用爆破法或复合性钻进工艺则很好地解决含大孤石地层成孔难题。     

小型气体质谱仪在中国大陆科学钻探钻井现场泥浆中气体的在线分析应用

采用OmniStar型质谱仪在线分析CCSD钻井泥浆中的H2、He、O2、N2、Ar、CH4和CO2等气体组分。采用脱气器、大气平衡仪、气体流量剂、冷冻干燥等样品采集装置,通过合理的设计可以有效地采集到井下气体并且克服大气的污染,除去气体中的水分。根据OmniStar型质谱仪的分析原理及分析能力,建立了可靠的分析方法,其精密度优于2%,准确度高,分析周期为8 s,为科学研究提供了及时、可靠的数据。     

Iron Speciation of Mud Breccia from the Dushanzi Mud Volcano in the Xinjiang Uygur Autonomous Region, NW China

Organic-inorganic interactions occurring in petroleum-related mud volcanoes can help predict the chemical processes that are responsible for methane emissions to the atmosphere. Seven samples of mud breccia directly ejected from one crater were collected in the Dushanzi mud volcano, along with one argillite sample of the original reddish host rocks distal from the crater, for comparison purposes. The mineral and chemical compositions as well as iron species of all samples were determined using XRD, XRF and M?ssbauer spectroscopy, respectively. The results indicate that a series of marked reactions occurred in the mud volcano systems, more specifically in the mud breccia when compared to the original rocks. Changes mainly included: (1) some conversion of clay minerals from smectite into chlorite and illite, and the precipitation of secondary carbonate minerals such as calcite and siderite; (2) silicon depletion and significant elemental enrichment of iron, manganese, magnesium, calcium and phosphorus; and (3) transformation of iron from ferric species in hematite and smectite into ferrous species in siderite, chlorite and illite. These geochemical reactions likely induced the color changes of the original reddish Neogene argillite to the gray or black mud breccia, as a result of reduction of elements and/or alteration of minerals associated with the oxidation of hydrocarbons. Our results also suggest that greenhouse gases emitted from the mud volcanoes are lowered through a series of methane oxidation reactions and carbon fixation (i.e., through carbonate precipitation).     

中国大陆科学钻探工程现场实验室采样及样品处理方法探讨

本文主要阐述了中国大陆科学钻探工程现场实验室采样和分析流程。介绍了现场气体分析方法和异常气体采集装置的使用及其对气体分析结果的影响情况,并比较了气体分析的准确度和精密度。对比了4种现场泥浆样品处理方法,特别是后两种方法,分别从准确度和精密度、上层清液放置时间和泥浆处理时间等不同因素对泥浆分析结果的影响进行了分析比较。     

关州水电站防渗墙泥浆净化回收利用实践

关州水电站位于较为偏僻的丹巴县境内,工程所在地没有合格的粘土,只能使用外运的膨润土作为防渗墙固壁泥浆的原料,工程成本很高。冲击钻机施工防渗墙的泥浆净化回收利用存在较大的难度。因此进行了冲击钻机施工防渗墙的泥浆净化回收利用技术的研究,应用效果良好,显著节约了泥浆成本。