浅海伸缩套管钻探工艺研究

浅海取心钻探中钻遇易坍塌地层时,需要下放套管封隔地层,保证泥浆循环,换径继续钻进。现有常规下套管方法为使用带有钻台层甲板和套管层甲板的钻井船进行下放套管作业,部分无套管层甲板钻井船在遇到必须下套管的工况时,需临时搭建套管层平台进行下放套管作业,但受钻机和钻具体积及质量的限制。为解决无套管层甲板的钻井船在海洋钻探取心时需要下入套管的难题,设计了一种海洋钻探下入多层套管的工艺方法,利用可伸缩套管及相关设备,在海底井口与小型钻井船之间建立泥浆上返通道,封隔不稳定地层,实现泥浆回收循环及钻具升沉补偿。在钻井过程中,伸缩套管还可以起到导向定位的作用,防止潮差水流流速变化影响钻具下入,为浅海钻井节省时间和成本。     

东海西湖井身结构深度优化技术及其应用

东海西湖地区深部地层具有研磨性强,可钻性差,机械钻速低,且存在异常高温高压等特点。通过不断探索、实践井身结构优化技术,形成了东海近几年较为固定的探井井身结构。但表层?444.5 mm井眼再加速遭遇“瓶颈”,常压深井井身结构仍有优化空间。随着东海钻井技术的不断进步及油气资源勘探开发的需求,水平井及大斜度井的数量在不断增多,而开发井?215.9 mm井眼水平段?177.8 mm尾管下入困难。因此,需要进一步对东海西湖凹陷区域井身结构进行深度优化。针对以上难点,研究形成了表层井眼尺寸优化技术、深井井身结构简化技术及开发井尾管尺寸优化技术。现场试验应用表明,钻井提速效果明显,为后续井的井身结构继续优化奠定了基础。同时也降低了深部井段复杂情况出现的概率,增大了探井套管和井眼环空间隙,为后续作业提供了便利,也为复杂地质条件下深井和超深井的井身结构的设计提供了新的思路。     

革新钻井液技术以促进干热岩产业化开发

我国干热岩资源丰富,利用系数高,可为电力提供稳定基础荷载,被认为是能够担负起能源革命重任的可再生清洁能源,其规模开发对我国实现“碳达峰和碳中和”具有重要意义。然而,经历近半个世纪,目前世界范围内仅有少量利用EGS技术开发的干热岩示范项目有微量发电,实现产业化目标尚有许多技术瓶颈。通过研究EGS开发过程和钻井液技术,笔者提出：EGS钻井过程中存在钻井液漏失。因此,钻井液组分自身、钻井液与岩屑或井壁岩石、钻井液与热储裂缝表面岩石,在高温高压下会发生各种理化反应,生成新的物质。这些新的物质可能会沉淀在井壁和裂缝表面,甚至可能与井壁或裂缝表面岩石固结成一体,降低裂缝的有效空间,甚至封堵裂缝,且难以清除,使热储导流能力极大降低,难以达到发电要求的流量。因此,革新钻井液技术理念,研究EGS高温高压环境下钻井液组分和岩屑与温压之间的相互关系及其对钻井液性能的影响,利用先进的计算机数据统计、分析和计算技术,对钻井液性能、钻井液在井筒的流动特性以及钻井液与热储岩石的配伍性进行精准预测和控制,避免或减少钻井液漏失以及钻井液在热储环境下与岩石的反应,消除钻井液对热储伤害,提高渗透率,可能是干热岩产业化的技术突破。     

平顶山北地热示范区PBR01井钻探技术研究与分析

为打赢大气污染防治攻坚战和燃煤替代任务,平顶山市市委市政府委托河南省有色金属地质矿产局组织开展平顶山地区地热勘查开发工作。根据对区域地质情况和地层特点,河南省有色金属地质矿产局自行设计并组织施工了平顶山北地热示范区PBR01井。文章从钻探设备选型、施工工艺选择、钻井液配置等方面介绍了项目设计和施工的全过程;通过钻井的施工,解决了本地区大口径深孔钻进难题,为本地区后续开发应用起到了良好的示范作用;通过对钻时曲线的分析,掌握了本地区不同地层钻进效率情况,提出了提高大直径硬岩钻进效率的方案。     

钻探技术在矿山灾害事故应急救援中的应用

钻探作为一种有效的应急救援手段在矿山灾害事故应急救援工作中得到了应用。本文根据应用目标不同将应急救援钻孔分为生命保障孔、救生孔、排水孔、灭火孔、瓦斯抽放孔等。生命保障孔钻探技术、排水孔钻探技术、大口径救生孔钻探技术等3种典型的矿山灾害事故应急救援钻探技术在矿山灾害应急救援工作中得到成功应用,取得了不错的效果。加强矿山灾害事故应急救援钻探技术配套设备的研发和相关钻探工艺研究将有力促进矿山灾害事故应急救援的发展。     

近年来钻探用超硬材料的发展与展望

超硬材料在工业发展中扮演着举足轻重的角色,特别是地质钻探行业中超硬材料的研制与应用更显突出。以前钻探界有句话：“有什么样的磨料就有什么样的钻进设备和钻进工艺”,这充分说明了它们的因果关系。金刚石钻头随着人造金刚石的品种、结构、性能、品质等方面不断提高,很大程度上满足了地质钻探行业的需求,并推动了钻探行业的飞速发展;同样钻探应用中提出的新需求,又不断促进超硬行业继续探索。两者相辅相成,互相促进,共同发展。本文结合大量实例阐述了地质钻探行业中使用的超硬产品的特点、种类、性能等。真切地期待未来超硬材料能够更精更新,更多地在钻探产业实现创新突破。     

四川沐川大口径地质调查井（川沐地2井）钻探施工技术

大口径页岩气地质调查井（川沐地2井）部署在四川盆地西南缘五指山—天宫堂构造带建全—龙华复向斜的核部,设计井深2500 m,完钻井深2406.00 m。钻探目的是主探须家河组陆相页岩气,兼探雷口坡组常规气。本文介绍了川沐地2井的钻探施工情况,针对侏罗系易垮塌的泥岩和三叠系可钻性差的砂岩,开展了高效提速复合钻进、复杂地层钻井液、下套管固井工艺等应用研究,解决了垮塌段下套管固井难题,提高了钻探效率,建成了一口可供地层含气性测试的合格井,获取了岩心等实物资料,查明了该井区的地层层序,在三叠系须家河组—雷口坡组钻遇37层油气显示,实现了钻探目的及油气发现,为页岩气地质调查评价奠定了基础,对巩固乌蒙山区脱贫攻坚成果具有重要意义。     

高密度抑制防塌冲洗液体系在四川营山SY-1地热井中的应用

四川营山地下热矿水探采井SY-1井是一口地热资源重点勘查井,实际完钻深度2758 m,揭露三叠系上统须家河组热储层岩性以长石砂岩、粉砂岩为主,埋藏深度2220~2758 m,厚度538 m。下沙溪庙组岩性为灰绿色页岩、暗紫红色粉砂质泥岩夹黄褐色中厚层状粉砂岩及块状细粒长石砂岩,含高压气、卤水混合物,施工过程中需解决坍塌掉块、井涌、井漏、卤水污染、缩径等复杂难题。室内通过开展高密度抑制防塌钻井液流变性、防塌性、稳定性等控制方面的技术攻关,在优选钠基膨润土的基础上,通过对包被剂、降滤失剂（抗盐）、防塌剂等材料的筛选及优化,形成了高密度抑制防塌冲洗液的最终配方：清水+4%膨润土+0.1%纯碱+0.1%烧碱+1%~2%增粘剂HN-1+0.2%~0.5%环保大分子包被剂+1%~3%环保降滤失剂HJ-1+1%~3%抗盐滤失剂HLY+1%~2%环保防塌剂HFJ+重晶石。该配方密度1.50~1.80 g/cm³可调,滤失量4.0 mL,流变性能好,抑制防塌效果显著,在现场取得了成功应用,保证了该项目的顺利实施。     

综合地球物理方法在山前隐伏断裂探测中的应用——以巍山—长山南坡断裂为例

针对探测山前隐伏断裂复杂困难的特点,以巍山—长山南坡断裂为例,采用浅层地震勘探和高密度电法勘探等地球物理方法并结合钻孔联合地质剖面资料,对巍山—长山南坡断裂的隐伏段的准确位置和活动性进行研究,确定断层的准确位置和产状等。研究结果表明,巍山—长山南坡断裂在唐山市区的隐伏段为S倾的正断层,倾角约78°,断距约3 m,上断点埋深约19 m;该断裂在市区的隐伏段为中更新世断裂,晚更新世以来不活动。     

岩土钻掘工程项目施工推行“5S”管理设想

根据在工业企业推广“5S”管理的实践,提出了岩土钻掘项目施工推行“5S”管理的设想。介绍了“5S”管理的概念,分析了岩土钻掘项目施工推行“5S”管理的策略要点。