低固相化學泥漿在彰武地區的應用

■王鳳山 張振喜

（東北煤田地質局一五五勘探隊遼寧錦州121000）

低固相化學泥漿在彰武地區的應用

■王鳳山 張振喜

（東北煤田地質局一五五勘探隊遼寧錦州121000）

隨著我隊煤田勘探市場的擴展，對鉆孔質量的要求越來越高.鉆孔深度的增加，地層巖性越來越復雜.為爭取最好的效益，為保證孔壁的穩定，順利完成勘探任務，我隊在2007年大力推廣使用低固相化學泥漿的使用.彰武雷家勘探區上部質軟且松散，有些呈半膠結或根本無膠結狀態，水敏性強，容易發生坍塌.掉塊.底部軟硬巖層互層，變化頻發，通過低固相化學泥漿的使用，孔壁穩定，效果非常理想，滿足施工鉆進的要求。

低固相化學泥漿腐植酸鉀KHm聚丙烯酰胺pAm

1　彰武雷家勘探區煤巖系的特點及對泥漿的要求

1.1彰武雷家勘探區巖系的組成

上部約0—70米是粘土，亞粘土，沙土及礫石組成。

中部約70—700米是下白堊統孫家灣組，以紫紅色，灰紫色泥巖，粉砂巖為主，間夾礫巖，礫石成分以安山巖為主，膠結松散。

下部約700—1200米是下白堊統阜新組，頂部灰綠色，淺綠色泥巖，粉砂巖夾礫巖，膠結較好，中部灰色，深灰色泥巖，夾目的煤層，下部為灰色泥巖及粉砂巖。

1.2彰武雷家勘探區煤巖系的特點

（1）上部質軟且松散，有些呈半膠結或根本無膠結狀態，容易發生坍塌。掉塊。

（2）水敏性強。煤巖系中的粘土，泥巖，泥質頁巖等于，遇水后易產生吸水膨脹，分散，崩解，剝落等現象，常造成鉆孔縮徑，坍塌，埋鉆等事故。

（3）軟硬巖層互層，由于各個時期內的沉積物質和膠結物質不同，形成的巖層軟硬也不同，造成軟硬互層，交換頻繁，給適巖鉆頭和護壁泥漿的選擇帶來一定的困難。

1.3彰武雷家勘探區對泥漿的要求

由于含煤巖系巖性復雜，因此鉆進中要求泥漿必須具備下列性能。

（1）有良好的造壁性，便于防塌保護孔壁。

（2）有良好的堵漏，隔水性能。

（3）能抑制水敏巖層的水化和分散作用。

（4）可以攜帶和懸浮巖屑，在地面能迅速沉淀巖屑，

（5）要用適當的潤滑性，能起減阻和減震作用。

（6）可保礦心不被溶解和污染。

2　KHm—HPAM泥漿在彰武雷家勘探區的應用

2.1KHm--HPAM泥漿的應用

（1）雷家勘探區地表至70米，由粘土，亞粘土，沙土及礫石組成。膠結不好，易發生坍塌，掉快，這就要求泥漿的比重大些，粘度高些，為了滿足其要求，我們通過增大粘土含量來提高泥漿比重，控制在1.15左右。采用鈉羧甲基纖維素Na-CMC來提粘，粘度控制在40—50S左右。

（2）雷家勘探區70—700米為白堊統孫家灣組。以紫紅色，灰紫色泥巖為主，間夾礫巖。上部造漿嚴重，下部膠結松散，對泥漿的要求更高些。希望泥漿有一定的抑制性，既防止造漿，又要保護孔壁。通過反復試驗，我們選用了KHm--HPAM低固相泥漿。kHm具有良好的防塌降失水性能，同時具有良好的稀釋作用，有利于泥漿凈化，對于改善和穩定泥漿性能。保持較低的粘度和固相有明顯的效果。KHm—HPAM結合使用，對于抑制泥巖，泥質粉砂巖的水化，維護孔壁，防止泥侵和砂侵具有顯著作用。

在這段層位鉆進時，把泥漿的粘度控制在30—40s，比重控制在1.10—1.13，失水量不大于15ml/30min。

（3）雷家勘探區700—1200米為下白堊統阜新組。上部灰綠色泥巖，粉砂巖，夾泥巖及粉砂巖。礫石成分以安山巖，花崗巖為主。中部灰色，深灰色泥巖，夾目的煤層。下部為灰色因為700米以下為深孔，為了防止波動壓力過大，維護孔壁的安全，把這段鉆進時泥漿的粘度控制在35-50s，比重控制在1.10—1.15，泥漿的失水量不大于10ml/30min.

在整孔鉆進過程中，隨著不斷地實踐摸索，kHm的加量保持在1—2，水解度為30的PHP，保持在100—200ppm.

2.2KHm--HPAM泥漿的調整與維護

在煤田進行鉆探施工，不僅要選用合理的泥漿配方，更要切實加強泥漿的維護，凈化，這對保持泥漿性能優質穩定，更具重要意義。

（1）每臺鉆機應用比重稱，粘度計，含砂量杯，PH值試紙等測試儀器。每班至少測定一次泥漿性能，對不符合指標的及時進行調整，并將各項數據記入班報表。

（2）為了巖粉沉淀，要求泥漿槽的長度16—25米不等。一般高0.2—0.25米，寬0.3米，為使巖粉更易分離，在泥漿槽中每隔1.5—2米安裝高度為0.1的上下擋板或左右擋板。

（3）為了更好的沉淀和清除巖粉，在泥漿槽轉彎處設置不少于2個0.5—1立的沉淀池。沉淀池數量依據孔徑和孔深來確定，不能單獨使用大沉淀池，但可以在小沉淀池后設置大沉淀池。

（4）小班也要配置泥漿工，負責本班使用合格的，新鮮的鉆井液，負責泥漿設施的維護，負責循環系統場地的清潔衛生。

2.3PAM和PHP的加量與補充

PAM和PHP加量的多少，需做小型試驗，不能盲目地一次性加量過大。

（1）加量過大，出現水土分家，全絮凝。這時可加入適量的燒堿和其它稀釋劑以及CMC，并充分攪拌以便重新造漿。

（2）加量小，絮凝能力不足，泥漿的比重控制不住，降不下來，流動起來似鈣處理泥漿，返出砂子呈糊狀，不沉淀。此時逐步加入PHP溶液，使泥漿中的細微顆粒再循環槽中沉降。

（3）加量適中，泥漿在槽中流動歡快，帶出的巖屑很少呈泥糊狀，可控制泥漿的比重，在泥漿槽底能撈出結片的沉淀物。

為了保持泥漿的低固相含量和性能，在使用中必須要加強維護工作。因為泥漿在沖孔循環過程中不斷有巖屑混入，混入的巖屑則被泥漿中的HPAM絮凝而沉淀，這樣泥漿中的HPAM逐步被消耗而減少，從而就會影響對巖屑的絮凝，而使泥漿的固相含量增加，性能發生變化，應向泥漿中補加HPAM溶液。

3　泥漿的管理及以后泥漿工作的重點

3.1泥漿的管理

泥漿應用的好壞，除了決定于針對巖層特點和鉆進工藝，配制各種化學漿液外，主要依靠日常維護和管理來保持泥漿的各種性能指標。因為隨著鉆進時巖粉和巖層中有害元素的侵入，泥漿的性能指標會很快改變，如不及時對其進行處理和調整，將會影響繼續鉆進，甚至被迫停鉆，最終全部更換新泥漿。這樣，既降低了鉆效又增加了成本。所以，有了先進的配方，還需有嚴格的管理，才能發揮泥漿的應有作用。

3.2泥漿工作的重點

今后的一段時期內，有關泥漿工作的重點是；推廣空氣，泡沫，泡沫泥漿洗井，不斷提高低固相，無粘土鉆井液的應用水平，積極發展新型鉆井液材料和多種堵漏材料，完善和發展鉆井液的測試儀器，固空技術，建立鉆井液的專家系統，加強鉆井液的理論研究。

P5［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-465-1