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《抑制性泥漿在梓煤礦勘探應(yīng)用 .doc》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、抑制性泥漿在梓煤礦勘探應(yīng)用抑制性泥漿在梓煤礦勘探應(yīng)用抑制性泥漿在梓煤礦勘探應(yīng)用抑制性泥漿在梓煤礦勘探應(yīng)用 摘 要:結(jié)合工程實例介紹泥漿應(yīng)用技術(shù)在煤礦勘探中的應(yīng)用。通過抑制性泥漿在貴州省桐梓煤礦風(fēng)水礦段ZK2802鉆孔的試驗應(yīng)用,表明所采用的泥漿性能優(yōu)良,對水敏性地層的抑制性良好,滿足煤礦勘探鉆進(jìn)工藝要求,從而減少了孔內(nèi)事故的發(fā)生,提高了鉆進(jìn)效率?! £P(guān)鍵詞:煤礦勘探;水敏性地層;抑制性泥漿 1 桐梓煤礦風(fēng)水礦段地層特點桐梓煤礦風(fēng)水礦段地處桐梓、仁懷、習(xí)水三縣交界,交通便利。地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育,發(fā)育程度為中等-復(fù)雜。整個礦段共有4層可采煤和2層鋁土礦層。鉆孔主要穿越夜郎組的
2、玉龍山段和沙堡灣段、長興組、龍?zhí)督M、茅口組?! 〉貙由喜恐饕腔?guī)r、泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、泥巖、燧石灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂巖。中部和下部地層以泥質(zhì)粉砂巖、灰?guī)r、粉砂巖、鋁土質(zhì)泥巖為主。整個地層普遍存在漏失、破碎、易坍塌、遇水膨脹等情況。 煤礦鉆探的目的層是煤層。由于該礦段的煤層均為粉煤,膠結(jié)疏松,水敏性很強(qiáng),容易吸附水。還有煤系地層中的粘土、泥巖等遇水后極容易產(chǎn)生水化膨脹、坍塌等現(xiàn)象。常常造成鉆孔垮塌、埋鉆等事故。所以煤礦鉆探中的防塌、堵漏、抑制水化膨脹就成為煤礦鉆探中泥漿技術(shù)的重點。 2 鉆井液技術(shù)措施 上部地層鉆井液的特點鉆井液選擇是否合理,直接影響鉆探的質(zhì)量和鉆進(jìn)成本
3、。對上部地層,主要是以灰?guī)r、泥灰?guī)r為主,結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。但是漏失嚴(yán)重,所以主要采用PHP1000~1200ppm配制成無固相鉆井液。該鉆井液潤滑能力強(qiáng),排砂能力強(qiáng),機(jī)械鉆速高,能夠充分發(fā)揮金剛石鉆進(jìn)的優(yōu)勢?! ∶旱V層鉆井液的特點 風(fēng)水礦段鉆孔鉆進(jìn)到煤系地層以后,鉆孔容易坍塌,地層漏失嚴(yán)重,煤層是粉煤層,吸附水的能力很強(qiáng),所以極易遇水膨脹、坍塌,屬水敏性地層。針對這種情況,必須配置高質(zhì)量的鉆井液。原漿采用優(yōu)質(zhì)膨潤土加水再加純堿適量,充分?jǐn)嚢瑁?0h以上。處理劑可以采用CMC、GSP、KL防塌護(hù)壁劑、聚丙烯腈銨鹽(NH4-HPAN)、磺化瀝青防塌護(hù)壁劑、803隨鉆堵漏
4、劑等。粘度高時可以采用腐植酸鉀作稀釋劑,配制成低固相鉆井液,性能參數(shù)控制在:密度~/cm3,漏斗粘度20~31s,失水量5~15mL/30min,泥餅厚度小于1mm,pH值~10,膠體率大于98%?! ? 抑制性泥漿 試驗配方的室內(nèi)測試 泥漿處理劑選擇根據(jù)試用配方選定方向選擇了水解聚丙烯腈胺鹽(NH4-HPAN)、羧甲基纖維素鈉(Na-CMC)、磺化瀝青防塌護(hù)壁劑、803堵漏劑等四種泥漿處理劑。原因是:①水解聚丙烯腈胺鹽(NH4-HPAN)具有降濾失、降粘和抑制頁巖分散的作用。②高粘羧甲基纖維素鈉(Na-CMC)具有降濾失和增粘的作用。在泥漿中含量較高時,亦具有一定
5、的抑制頁巖水化膨脹能力。③磺化瀝青防塌護(hù)壁劑具有良好的冷水分散性能,能夠有效地抑制頁巖膨脹和防止井壁坍塌;優(yōu)良的降失水性能,泥皮致密堅韌;良好的潤滑性能,可更好的防止粘附卡鉆。 ?、?03堵漏劑具有較好的隨鉆堵漏效果。 水敏性地層+漏失地層泥漿配方試制根據(jù)擬定的泥漿配方選定方向和所選定的泥漿處理劑,在實驗室經(jīng)過多個泥漿配方實驗,選出下列抑制性+隨鉆堵漏泥漿配方:(1)基漿的配制:350mL清水+純堿%+鈉土粉5%。先把純堿充分溶解在水里,再加入鈉土粉后充分?jǐn)嚢杈鶆?,靜止16h備用。 (2)試制配方:基漿+水解聚丙烯腈胺鹽(NH4-HPAN)%+羧甲基纖維素鈉(Na
6、-CMC)%+磺化瀝青防塌護(hù)壁劑%+803堵漏劑%?! ∧酀{性能:密度~,漏斗粘度28~30s,濾失量小于12mL/30min,pH值為小于,泥皮厚小于,薄而有韌性。從泥漿性能來看,密度小,不易壓裂壓漏地層;粘度大,有利于懸浮或攜帶鉆屑,同時阻礙泥漿中的自由水向地層滲漏;濾失量小,從而增大了滲濾阻力,減弱了泥頁巖的水化膨脹作用;薄而有韌性的泥皮有利于保持孔壁的完整?! ∫种菩阅酀{現(xiàn)場試驗 試驗鉆孔:貴州省桐梓煤礦風(fēng)水煤礦段ZK2802,設(shè)計孔深為520m。使用XY-42型鉆機(jī),采用金剛石繩索取芯鉆進(jìn)。在孔深0~350m,地層裂隙發(fā)育,但是孔壁比較穩(wěn)定,因此采用的是套
7、管護(hù)壁堵漏。但是鉆進(jìn)到353m進(jìn)入煤層以后煤層開始垮塌,鉆孔越鉆越淺,提下鉆遇阻,強(qiáng)行鉆進(jìn)時發(fā)生斷鉆具事故,處理過程中,掃孔加桿困難,鉆具到不了事故頭,經(jīng)過長時間多方處理無效,因此必須采用性能優(yōu)良的泥漿維持孔壁的穩(wěn)定才能處理事故和繼續(xù)鉆進(jìn)。實驗室工作人員接受委托以后到達(dá)施工現(xiàn)場進(jìn)行試驗?! ≡诂F(xiàn)場進(jìn)行泥漿配方試驗時,考慮到水質(zhì)偏酸性,因此先在清水中加入1kg純堿改性,然后再按將實驗室所選配方進(jìn)行配制泥漿?! ‖F(xiàn)場配方:清水1m3+鈉土粉75kg+純堿+水解聚丙烯腈胺鹽(NH4-HPAN)+羧甲基纖維素鈉(Na-CMC)+磺化瀝青防塌護(hù)壁劑