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1、WFSD-4孔的鉆井泥漿技術(shù)李前貴聯(lián)系電話:13551177831中國地質(zhì)科學(xué)院探礦工藝研究所2013年11月20日主要內(nèi)容WFSD-4南壩鎮(zhèn)?概況?鉆探復(fù)雜問題WFSD-3?鉆井泥漿設(shè)計(jì)?現(xiàn)場應(yīng)用WFSD-2WFSD-3P?認(rèn)識WFSD-1一、概況汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探項(xiàng)目四號孔(WFSD-4)是一期科學(xué)鉆探工程的鉆孔之一,設(shè)計(jì)井深3350m,下部2000~3350m取心,并進(jìn)行流體監(jiān)測、測井和孔內(nèi)長期實(shí)驗(yàn)觀測等。由于地震斷裂帶巖石強(qiáng)烈破碎,鉆進(jìn)施工中護(hù)壁困難,易發(fā)生漏失、坍塌、掉塊和卡鉆事故。針對該井不同井段的實(shí)際情況,采取了不同的鉆井液體系及相應(yīng)的維護(hù)手段和處理措施。一開使用CMC高坂
2、含鉆井液、二開及以下使用鉀石灰聚磺鉆井液,并進(jìn)一步提高鉆井液防塌效果。現(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果表明:應(yīng)用的鉆井液體系有較好的懸浮攜帶、護(hù)壁防塌、潤滑防卡能力。目前最深鉆進(jìn)至2319m。一、概況316mm103/-in(273/258.9mm)4502m250.8mm85/-in(219.1/203.7mm)81972.3m200mm65/-in(168.3/153.6mm)82262m150mm51/-in(139.7/125.7mm)22800m122mm41/-in(114.3/99.6mm)23350mWFSD-4鉆孔結(jié)構(gòu)和套管程序WFSD-4孔鉆遇地層剖面0—500m:寒武紀(jì)地層:變砂巖、凝灰質(zhì)
3、砂巖夾板巖和硅質(zhì)巖。1100m左右可能存在<1m厚的斷層泥。500‐1100m:寒武紀(jì)地層:深灰色板巖、灰白色細(xì)砂巖、含少量石英、少量細(xì)砂巖、黑色砂質(zhì)泥巖、含長石、灰色泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)膠結(jié)、灰色泥質(zhì)粉砂巖、含少量泥質(zhì)粉砂巖、礫巖等1100—1980m:震旦紀(jì)地層:灰色粉砂質(zhì)泥巖、含泥質(zhì)膠結(jié)礫巖、含礫巖、雜色礫巖、含深灰板巖,灰色泥質(zhì)粉砂巖,粉砂顆粒,含泥質(zhì)等。期間經(jīng)歷了F2和F3兩個斷層,其中,1552.70m‐1754.00m地層較為破碎。1980—2319.07m震旦紀(jì)地層:薄層變砂巖、千枚巖、含礫變砂巖,頁巖夾石英灰砂質(zhì)泥巖,深灰色泥巖,深灰色板巖,變質(zhì)泥巖,碳質(zhì)板巖等一、概況各階段施
4、工情況井眼直徑井深段套管外徑套管下深開次施工性質(zhì)(mm)(m)(mm)(m)一開全面鉆進(jìn)316.50-502.00273501.73全面鉆進(jìn)250.8502.00?-1444.55活動套管:Φ219mm、下深:1439.61m219.1二開取心鉆進(jìn)150.01444.55-1555.00擴(kuò)孔鉆進(jìn)250.81435.00-1555.00全面鉆進(jìn)250.81555.00-1972.30219.11972.3一、概況各階段施工情況(續(xù))井眼直徑井深段套管外徑套管下深開次井眼編號施工性質(zhì)(mm)(m)(mm)(m)WFSD取心鉆進(jìn)150.01972.3-2313.70WFSD‐S1取心鉆進(jìn)150.0
5、2290.50-2319.07三開WFSD‐S2側(cè)鉆152.42010.00-2271.03WFSD‐S3側(cè)鉆152.42178.00-2281.90WFSD‐S4側(cè)鉆152.42190.00-2262.36168.32260.0WFSD‐S4全面鉆進(jìn)152.42260.00-2291.90開窗側(cè)鉆四開WFSD‐S5152.42245.00-2262.55全面鉆進(jìn)開窗側(cè)鉆WFSD‐S6152.42221.30-2261.81全面鉆進(jìn)二、鉆探復(fù)雜問題斷裂帶鉆探復(fù)雜因素地層因素工程因素破碎地層松軟地層大直徑斜井井段鉆頭直徑套管外徑/內(nèi)徑mmmm0-500316.5273/258.9-200025
6、0.8219.1/203.7-2800200168.3/153.6-3350150139.7/125.70-500m直井段500-1450造斜段(最大井斜角35°)1450-3350m穩(wěn)斜(35°左右)二、鉆探復(fù)雜問題WFSD-2孔1020m的碳質(zhì)粉砂巖,非常破碎191715in13井徑119756006507007508008509009501000井深mWFSD-2孔井眼擴(kuò)徑嚴(yán)重二、鉆探復(fù)雜問題?掉塊、坍塌表現(xiàn):(1)在取心、擴(kuò)孔、通井及全面鉆進(jìn)均有所表現(xiàn);(2)造成卡鉆事故二、鉆探復(fù)雜問題WFSD-1孔具有極強(qiáng)膨脹性的斷層泥,造成縮徑卡鉆二、鉆探復(fù)雜問題地層條件和工程因素帶來的復(fù)雜問題
7、?掉塊、井塌地層破碎?擴(kuò)徑地層松軟?縮徑?攜巖問題大直徑斜井?摩阻扭矩大二、鉆探復(fù)雜問題松軟地層縮徑問題B破碎地層坍塌AC擴(kuò)徑問題問題鉆探復(fù)雜問題大直徑斜井?dāng)y巖ED斜井降低摩阻問題問題三、鉆井泥漿設(shè)計(jì)WFSD-4孔泥漿技術(shù)總體思路問題解決思路具體措施?井塌?提高防塌?陽離子抑制水化分散?擴(kuò)徑?強(qiáng)化封堵?多軟化點(diǎn)瀝青、?縮徑?強(qiáng)化抑制超細(xì)碳酸鈣封?攜巖?提高密度堵?潤滑?提高粘切?多元防塌?高效潤滑?合理粘切三