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钻探施工中泥浆的应用研究

发布时间:2019-09-28 18:22:53? 文章来源:/? 作者:邴编辑? 阅读:次


窦小龙

摘要:钻探施工对泥浆要严格使用,这样,才能确保钻探施工全面顺利进行。从技术层面看,制浆材料的选择、泥浆处理剂配比都直接关系到泥浆性能,只有全面保证性能优质,才能更好地提升施工效果。文章重点分析了各种常用制浆材料及化学处理剂性能,进一步提出在泥浆中的作用,为钻探施工正确应用泥浆提供借鉴。

关键词:钻探施工;泥浆;使用

中图分类号:P634文献标志码:A文章编号:2095-2945(2019)23-0173-02

Abstract: Drilling construction should be strictly used for mud, so as to ensure that the drilling construction can be carried out smoothly in an all-round way. From the technical point of view, the selection of pulping materials and the ratio of mud treatment agents are directly related to the mud performance. Only by comprehensively ensuring the high quality of the performance can the construction effect be better improved. This paper focuses on the analysis of various commonly used pulping materials and the properties of chemical treatment agents, and further puts forward the role in mud, so as to provide reference for the correct application of mud in drilling construction.

Keywords: drilling construction; mud; use

泥漿的主体构成主要是水和细黏土,在形态上有乳浆稠度,便于施工过程中注浆使用,提升钻探效率。钻探施工过程存在较多的危险性,地层结构不同,孔壁往往会出现坍塌,处理不到位就会造成施工事故,那么,为了全面保持稳定,则需要在施工过程中,采用泥浆护壁方式,确保孔壁不出现坍塌,维护生产建设安全。同时,泥浆也有着另外一种功能,就是在进行钻探施工过程中,出现的渣体需要清除,那么通过泥浆的流出,具有良好的携渣能力,有效提高工作效率,减少孔底淤积物,混凝土流动时的阻力才能变小,保证了施工速度与质量。泥浆注入过程中,也能够对发热的钻头进行冷却处理,通过泥浆钻入井下的过程,慢慢减少钻头发热时间,所以说,进行施工过程中,泥浆质量是工程质量与安全的重要保障,只有全面保证泥浆质量符合施工要求,满足技术标准,才能全面保证钻探施工质量,实现优质工程的总体目标。

1 制作泥浆材料

1.1 水

泥浆需要在施工前进行制作,进行施工时,才能够保证数量与质量,那么,制作泥浆最主要的水则显得非常重要,水的使用最好是自来水,但往往施工不在城市,自来水并不方便,大多数钻探施工场地都在田野或山区,如果使用自来水,就非常不方便,所以说,水的选择与使用,就需要做好配比,且酸碱浓度呈现中性的水,符合这类标准的水均能用于制作泥浆,如果没有合适的水源,则需要进行全面的处理,化验合格后才能使用。配制时不能使用海水,因为海水有着高浓度的盐类,其性质不稳定,不适合做泥浆水源,如果使用了不符合标准的水,则制作出来的泥浆稳定性就差,施工中就会带来危险性与潜在隐患。

1.2 黏土

黏土也是重要的原料,其性能和质量决定了泥浆性能,因为在进行泥浆配比时,需要使用泥浆处理剂,如果原料不合格,就会影响使用效果。黏土有多种类型,根据钻孔深度和地质情况不同,划分为普通粘土泥浆和油田泥浆两种,例如我们在施工长庆油田石油开发钻井工程时就采用的油田泥浆,在施工兰州中心城区地热资源勘探时就采用的普通粘土泥浆,均取得了良好的钻探效果。要对施工环境进行分析,根据不同场合选用合适黏土,水化性强、吸附性好的膨润土是最好的材料。钻探施工一般处于田野或山区,要想选择合格的黏土,就需要掌握选择的方式,要有良好的抗剪性能,干燥后其后边棱应尖锐有力,一般情况下,切开黏土以后的切面是紧致有光泽的,可以根据不同的标准适当加入一些水调配,土质要有良好的吸水性,通过加水搅拌均匀形成泥条后,手上粘的泥土不易清洗。

1.3 泥浆处理剂

当前,市场上的泥浆处理剂多种多样、种类繁多,按照不同的标准可以划分为不同的形式,如果按作用看,有加重剂、降黏剂和增黏降失水剂等。进行施工时,需要根据工程量、工程标准、工程技术条件等要求,合理选择经济、实用、性能可靠的泥浆处理剂。加重剂主要是涌水钻孔压涌处理时使用,通过把重晶石粉混合到泥浆的方式,提升泥浆整体的密度、黏度及凝胶度,这在施工中的使用量是非常大的。降黏剂有纯碱、铁铬盐及腐殖酸钾等不同的形态。纯碱能够提高泥浆pH值、改变黏土颗粒性及提高水化分散力,确保稳定。铁铬盐能够全面提升黏土颗粒水化膜能力,使切力下降,保证抗盐、抗钙能力。

2 泥浆性能指标

2.1 密度

泥浆是施工中不可缺少的重要物质,是一种塑性流体,要想全面保证泥浆稳定性,则需要合理控制好化学稳定性、物理稳定性、流变性等性能,保持塑性流体基本特征才能形成良好的性能,要想保证泥浆的质量,则需要在性能指标上做好有效控制,泥浆性能指标的合理调整是保证泥浆性能稳定的关键。泥浆密度是一项重要的指标,密度主要是指同体积泥浆和水的质量比。根据不同的施工环境条件,选择泥浆密度就较为重要,进行密度选择时,需要全面考虑到各种影响因素,比如钻探地层稳固情况、地下水承压情况及钻进效率等,任何一项因素都会影响到施工的质量。泥浆密度选择需要分析井壁侧压力和地下水出水压力,密度过低,就会渗水,出现施工事故,只有保证泥浆合理密度范围,才能全面发挥泥浆的根本作用,有效防止孔壁坍塌和涌水事故,避免出现施工危险。通常,在实际钻探施工时,密度指标往往会高于标准值,影响了施工速度与质量,导致密度值高的原因是制作泥浆黏土不合格,质量不好、颗粒悬浮,造成了浆体达不到使用标准,为了降低密度,保持流动性,则需要根据地质环境的特殊性,适度加入浓度为30%的聚丙烯酰胺,这样就能够使泥浆中的絮凝沉淀,另外,为了过滤果颗粒,使用泥浆净化器进行全面的清除,确保泥浆劣质颗粒不影响施工质量。

2.2 黏度

泥浆黏度也是重要的参数指标,是泥浆分子、固相颗粒以及液相间内部摩擦力的体现。为了保持黏度,则要根据孔壁稳定性、钻孔速度等进行选择,这样才能形成综合意见,保证泥浆的黏度符合施工技术要求。泥浆黏度决定了施工的质量,更决定了施工安全,如果黏度高就会造成岩粉不沉淀、密度大等问题,严重影响到钻井效率;如果黏度不够,容易冲刷井壁泥皮,影响下一步混凝土介入施工。所以说,施工中需要全面解决好泥浆黏度的问题,泥浆黏度高低由黏剂进行调节,如果过高,则适当增加,保证增黏剂问题,确保优质泥浆提高施工效率。

2.3 含砂量

含砂量是泥浆重要指标,如果过高则黏度不大,影响钻探施工安全,增加了钻具水泵等的磨损,控制不好还会损坏设备。含砂量过高就会形成孔壁泥皮松弛,这样孔壁稳定性就变差,施工过程就存在潜在的危险性,一般情况下,泥浆的含砂量要低于3%,这样才能提高施工速度与质量,保护设备安全,避免出现过度磨损。

2.4 失水量

泥浆含水量决定了密度与黏度,但是,在实际施工过程中,失水现象是不能避免的正常现象。为了保证泥浆标准,则需要控制好失水量,避免过度流失,如果失水过多,就会破坏井壁黏土结构,降低孔壁支撑力,孔壁疏松后就会出现泥皮护壁效果差的情况,泥皮剥落会造成安全生产事故,全面处理好失水量能够保证施工安全,通过处理剂共同作用保证水量,如果只使用一类处理剂,则会出现指标失衡的情况,影响到其他的指标标准。

2.5 pH值

泥浆酸碱度对施工的影响较大,为了保证安全,一般控制在8~9弱碱性为最好,这样的标准能够提升处理剂效果,全面发挥好泥浆的功能作用,使黏土颗粒水化能力不断提升。

3 泥浆使用净化和调节

3.1 泥浆变粘稠的处理

进行钻探过程中,往往会因为施工地质条件的不同,出现黏土层,这样,配比合理的泥浆进入后,就会增加泥浆粘稠度,影响到施工的速度与质量,为了全面提高施工质量,保证施工速度,则需要通过科学的方法进行解决:遇到这样情况时,需要对泥浆勾兑清水,可稀释泥浆浓度也能够利于沉渣处理。要不断做好过程分析,兑水后泥浆胶体率过低时,需要用砂泵搅拌,保持泥浆均匀度和胶体不流失。另外,钻探深层出现大量泥岩时,泥浆也变粘稠,解决的方法是用腐殖酸钾兑水,通过这种处理,确保泥浆稀释度,有效提高泥浆失水能力,避免失水过多,影响泥浆的密度。

3.2 含渣量高时不能人工捞取

钻探扩孔会遇到砂土层和流砂層,导致泥浆含渣量增多,出现这样的情况时,不能进行人工捞取,可以加入腐殖酸钾溶液让渣沉淀,同时用砂泵把泥浆抽到纱网上做好有效的过滤,每次抽排泥浆时,需要保证是池容量的四分之一。

3.3 制定良好的施工方案

进行钻探施工是非常复杂的一个过程,为了保证各班组施工顺利,需要全面制定施工方案,这样各班组才能有效做好工作配合,根据不同的施工目标做好钻探施工,各班组需要安排巡查,做好捞渣处理,确保泥浆性能稳定。

4 结束语

泥浆是钻探工程中重要的环节,需要合理选择、配制和管理,这样,才能有效提高工程速度与质量,降低劳动强度,减少井内事故发生,实际施工过程中,要按照规范控制泥浆质量,确保钻探施工科学顺利推进。

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本文来源:钻探施工中泥浆的应用研究:/lunwen/1002.html

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