寨上矿区钻井液漏失的预防及处理.pdf

第 3 5卷第 4期 2 0 1 3年 8月 甘肃冶金 GANS U METALL URGY Vo1 ． 3 5 No ． 4 Au g ．， 2 01 3 文章编号 1 6 7 2 - 4 4 6 1 2 0 1 3 0 4 - 0 0 0 9 - 0 2 寨上矿 区钻 井液漏失 的预 防及 处理 郎国辉 ， 杨 强 1 ． 武警 黄金三支 队， 黑龙江哈尔滨1 5 0 0 6 9 ； 2 ． 武警警种学院 ， 北京1 0 2 2 0 2 摘要 寨上矿区岩性复杂且破碎， 施工过程 中易出现钻井液漏失现象， 给正常钻进带来困难。本文结合矿区 Z K 9 2 9钻孔遇到的钻井液漏失问题， 分析了钻井液漏失的原因， 并给出了治理钻孔漏失的堵漏措施和预防方法。 关键词 寨上矿区 ； 漏失 ； 堵漏 ； 预防 中图分类号 T E 2 8 文献标识码 A Pr e v e n t i o n a n d Tr e a t m e n t o f t h e Le a k a g e o f Dr i l l i n g Fl u i d i n Zh a i s h a n g M i n i n g Ar e a L A N G G u o h u i ， Y AN G Q i a n g 1 ． N O． 3 G o l d G e o l o g i c a l P a r ty o f C A P F， Ha r b i n 1 5 0 0 6 9 ， C h i n a ； 2 ．A r me d P o l i c e C o l l e g e o f C A P F， B e i j i n g 1 0 2 2 0 2 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e l i t h o l o g y o f Z h a i s h a n g mi n i n g a r e a i s c o mp l e x a n d i s b r o k e n，S O d r i l l i n g f l u i d l e a k a g e f r e q u e n t l y o c c u e d i n t h e c o n s t r u c t i o n p r o c e s s ，wh i c h g a v e r i s e t o d i ffi c u l t i e s f o r t h e n o r ma l d r i l l i n g ． Dr i l l i n g fl u i d l e a k a g e p r o b l e m i n t h e Z K 9 2 9 mi n i n g a r e a i s i l l u s t r a t e d，a n d a n a l y z e s r e a s o n s for t h e d r i l l i n g fl u i d l e a k a g e i s a n a l y z e d ，a n d t h e p l u g g i n g a n d p r e v e n t i o n me a s u r e s i n o r d e r t o s o l v e t h e d r i l l i n g l e a k a g e i s p u t f o r wa r d ． Ke y W or dsZ ha i s ha n g mi n i n g a r e a； l e a k a g e； pl ug g i n g； p r e v e n t i o n 1 引言 钻探过程中， 当遇到地层破碎、 节理发育、 大裂 隙以及溶洞岩溶时 ， 钻孔漏失往 往对钻进过程产生 许多不利影响。程度 较轻 的影 响施工班组 的进尺 量 ， 严重的则需花费大量的人力物力进行治理， 极大 地降低台月效率 ， 增加施工成本 。更严重的， 甚至会 引发塌孔、 折钻、 烧钻等复杂孔内事故。因此， 针对 钻孔漏失现象 ， 机 台施工人员需认真对待 ， 尽快对其 进行治理 ， 减少钻井液的漏失 ， 保障施工顺利进行 。 2 矿区概 况 寨上矿区属 中山区， 海拔 2 6 0 0 ． 3 3 0 0 m， 地势北 高南低 ， 区内山脊舒缓 ， 沟谷开阔 ， 沟壑交织 ， 产状变 化较大 ， 褶皱 、 断裂发育 ， 地表覆盖层较厚 ， 一般需揭 露至地表 2 m以下方可到达基岩。矿区地层岩性主 要为较松软 的砂岩 、 碎裂 岩、 含碳板 岩和钙 质板岩 等 ， 岩性复杂且破碎 ， 钻进过程 中易发生坍塌 ， 造成 钻井液护壁困难 ， 且在部分孔段钻井液漏失程度严 重 ， 影响施工的正常进行 。 3 z K 9 2 9钻子 L 钻井液漏失原 因 Z K 9 2 9钻孔设 计孔深 7 5 0 m， 采用 四级 成孔模 式 表 1 。结果在钻进至 2 6 m处 时便 出现了严重 的钻井液漏失现象 ， 主要表现为以下两种情况 一是 循环池液面迅速下降， 钻井液量减少 ； 二是孔 口返出 的钻井液量明显减少 。 造成钻孔漏失的原因主要有两种， 一种是钻进 工艺不当造成的； 另一种是钻进层位的地质情况造 成 的。通过在 Z K 9 2 9钻孔采取上来的岩心 ， 判断出 Z K 9 2 9钻孔在 0 2 6 m 间的地层特性为第 四系松散 土层和破碎风化带 ， 地质条件不佳 ， 地层空隙大 ， 渗 透性好 ， 因此成为钻井液漏失的主要原因。 表 1 Z K 9 2 9钻子 L 结构设计 4 钻井液漏失的处理措施 引起钻孔漏失的原因是多方面的， 因此在护壁 堵漏的方法选择上 ， 必须根据遇到的不同情 况采用 不 同方法 ， 以期达到稳定治理的效果。 4 ． 1 粘土堵漏泥浆 ⋯ E ma i l G S L Y J L 1 2 ∞ m 1 O 甘肃冶金 第 3 5卷 钻进漏失层时 ， 解决好堵漏 问题是实现正常钻 进的关键 。严重的钻井液漏失 ， 除了适当提高冲洗 液黏度 ， 增加静切力外 ， 还可以投入粘土球或在冲洗 液中加入充填物质 ， 制成堵漏泥浆 ， 如锯末泥浆、 石 灰乳泥浆 、 水泥泥浆等， 以增加泥浆的流动阻力 ， 充 填裂隙 ， 达到堵漏的 目的。Z K 9 2 9钻孔 主要采取清 水中加入“ 粘土 锯末 植物胶” 的泥浆体 系进行 堵漏治理 。 依次在粘土水溶液中加入锯末和植物胶添加剂 见表 2 ， 搅拌均匀 、 直到成陀状 ， 用手捞起 时能看 到明显的絮状结构。配置完毕后 ， 用小桶将配置好 的堵漏泥浆从孔 口钻杆部位灌人孔底 此时钻具应 距离孑 L 底一段距离 。灌 注完毕后 即开 动钻机 ， 将 主动钻杆与钻杆相连 ， 开动泥浆泵输送清水 ， 主要作 用是对钻杆内的粘土堵漏泥浆进行 冲刷 ， 使其完全 进入孔底 ， 同时将粘土堵漏泥浆压 入地层裂隙 中。 最后将 内管投入孔 内钻具开始正常钻进 ， 使粘土堵 漏泥浆更加充分的挤入地层裂隙。 表 2 粘土堵漏 泥浆 灌注粘土堵漏泥浆在操作中需注意以下几点 1 找准漏失位置。 2 防止粘土堵漏体系中途蓬住。 3 初期钻进宜用慢转速 ， 小泵量。 4 粘土堵漏体系灌注量必须超过漏失段高度 。 通过灌注粘土堵漏泥浆 ， Z K 9 2 9钻孔在钻进时 返浆情况良好 ， 漏失情况得到有效治理， 实践证明， 该方法能够有效地解决小裂隙及中等裂隙的漏失情 况 ， 保障不稳定地层的正常钻进。 4 ． 2套管护壁堵漏 待粘土堵漏泥浆将 Z K 9 2 9钻孔的漏失情况进 行 了有效治理后 ， 钻进施工顺利的穿过 了第四系松 散土层和破碎带 ， 钻进至 4 4 m时遇到了较为完整的 岩层 ， 因此在此处下入 了 d 1 4 6 IT l m的套管 ， 对于 0 4 4 m间的孔段进行 了套管阻隔 ， 加大 了对于孔壁漏 失的有效预防， 为下一步 d P 1 2 2 m m钻具正常钻进提 供了保障。 套管护壁必须要求管脚落在完整的岩层中， 只 有这样才可保证钻进 中不会 由于地层的塌陷使得套 管发生陷落 ， 出现套管被埋 而无法起拔 的事故。因 此 ， 在下放套管时需严格检查接手及各部位丝扣 的 完好度 ， 管子的弯 曲度 ， 接手 内径 的大小及倒角情 况。此外 ， 联接丝扣时需涂抹丝扣油， 下套管时外壁 也须涂抹黄油 ， 最后认真封好孔 口套管周 围， 以利起 拔。 5 钻孔冲洗液漏失的预防措施 钻进过程中要对冲洗液的漏失情况及时发现并 进行治理 ， 同时 ， 根据钻孔的漏失程度需采取相应 的 预防措施。 1 在靠近易漏失的层位钻进 时， 下钻速度不要 太快 ， 开泵操作不要太猛 ， 必要时可进行分段循环冲 洗液， 以减少开泵的泵压 ， 防止憋漏地层。 2 在渗透性较小的地层钻进时， 冲洗液漏失是 可以防止 的， 主要措施是调整泥浆性能 ， 比如适 当提 高冲洗液黏度 ， 在保证钻孑 L 不塌的情况下降低 比重。 3 在复杂地层中钻进时， 不能盲 目开高速， 应适 当降低转速。减慢起下钻 速度 ， 防止 由起下钻具产 生激动压力 ， 造成对孔壁 的破坏。必要时应采取 回 灌措施 ， 以保持孔内压力平衡 ， 保护孑 L 壁稳定 。 4 钻穿漏失层 以前 ， 要储备好钻孑 L 容积两倍 以 上的冲洗液 ， 其性能与钻孔内泥浆相似， 黏度宜应高 于孔中冲洗液 5～1 0 s 。另外还要准备好堵漏物质 ， 如锯末 、 谷壳 要过筛 、 粘土球等。 6 结语 解决护壁堵漏问题 ， 必须掌握漏失孔段 的具体 位置和地层情况 ， 判断出漏失程度和漏失性质 ， 然后 确定护壁堵漏方法和所用材料及配方组成 ， 最后组 织实施灌注堵漏泥浆。 有效的封堵漏失通道 ， 既要使堵漏泥浆能进入 漏失层的裂隙和孔隙 ， 又能使堵漏泥浆 留置在裂隙 和孔隙间， 并与通道 围岩胶结 ， 形成有一定渗透半 径 、 较高强度的阻水带。 在处理泥浆漏失时要分清情况 ， 吸取教训 ， 总结 经验 ， 对各种漏失情况进行归纳 ， 形成一套切实可行 的处理方法 ， 以便能够更好 的指导今后的施工生产。 参考文献 [ 1 ] 董永刚． 复杂地层钻进护壁堵漏技术[ J ] ． 西部探矿工 程 ， 2 0 1 1 1 o 9 3 - 9 5 ． [ 2 ] 刘道恭 ， 彭南雄． 复杂地层钻进护壁堵漏的综合方法 [ J ] ． 放射性地质， 1 9 8 0 3 ． [ 3 ] 俞宪生． 鄂尔多斯盆地镇泾工区钻井堵漏技术措施 [ J ] ． 探矿工程 岩土钻掘工程 ， 2 0 0 9 ， 3 6 6 ． [ 4 ] 谷穗， 乌效鸣， 蔡纪华． 纤维水泥堵漏实验研究 [ J ] ． 探矿工程 岩土钻掘工程 ， 2 0 0 9 ， 3 6 4 ． 收稿 日期 2 0 1 3 - 0 5 - 0 6 作者简介 郎国辉 1 9 8 0 一 ， 男 ， 吉林松原 人 ， 工程师 。现从 事钻探管 理及工程技术工作 。 黜 ,7 4 溜量 6 雠． t , q V ／ ,t 0 N t el U l 一 礓 t ，