盐水泥浆在鄯善县凌云铜矿的应用

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摘要：钻探作业中，常常遇到盐膏、盐溶地层，给钻进带了许多麻烦及孔内事故，其主要的原因是地层中盐的溶解，因此，为了顺利钻穿盐膏层，应采取有效的措施以控制盐的溶解速率。若利用现场的水源或在泥浆中预先加入工业食盐，可使水基泥浆具有更强的抗盐能力和抑制性。浓度高的盐水泥浆矿化度极高，抗污染能力强，可使盐膏层中盐的溶解减至最小程度，避免大肚子井眼的形成和井塌等复杂情况的发生，从而使井眼规则，确保钻探施工的顺利进行。

关键词：钻井工艺盐膏地层孔内事故盐水泥浆

中图分类号：TQ172 文献标识码： A

一、盐水泥浆的应用背景

凡NaCl含量超过1%的泥浆统称为盐水泥浆。一般将其分为欠饱和盐水泥浆、饱和盐水泥浆和海水泥浆三种类型。

在20世纪80年代中期，我国就研究成功饱和盐水泥浆体系，使其顺利钻进盐膏层，基本解决了盐膏层的盐溶、缩径、井塌及卡钻等井下复杂情况。因此，现已形成了较成熟的饱和盐水泥浆体系和针对不同地层的饱和盐水泥浆配方。特别是饱和盐水泥浆在一些油田上的使用，有成功钻达6000米的记录。在新疆矿产勘探中，受钻遇地层所限应用不是很多。所以遇到盐溶地层，通过多方面查阅资料，并结合矿区的实际情况进行泥浆配制。

二、矿区基本情况

1、地层条件：

（1）0—228.00m 为灰白色均质大理岩；

（2）228.00—421.20m为灰绿色，绿帘研糜棱化角斑岩，伴有盐膏；

（3）421.20—464.80m灰绿色孔雀研糜棱岩化角斑岩，伴有盐膏；

（4）464.80m以下主要为灰色糜棱岩化，磁铁矿化角斑岩。

2、矿区用水及施工情况

鄯善县凌云铜矿区严重缺乏淡水，在钻探作业中，拉淡水进入矿区不经济，成本很高，矿区内的水经过检验都是盐水，施工至盐膏层，常出现起下钻遇阻，甚至发生卡钻，严重时会导致钻孔报废。本矿区有一个钻孔连续三次报废，给钻探带来了很大的经济损失。发生卡钻前具有下列特征：

（1）钻时较快，有时憋跳；泵压忽高忽低；钻屑增多或不返；

（2）泥浆粘切上升，滤失量增大，泥饼增厚，氯离子浓度升高；

（3）转盘负荷变重，停转倒车严重，提不起，转不动，当即卡死；

（4）上下活动，阻卡不易消除，甚至逐渐卡死；

（5）停泵、倒泵，井下情况立即恶化，甚至卡死；

（6）转盘卸扣有倒车；

（7）接单根放不到底；卡死后泵压大都正常，泡油、水、等均无效果。

三、应对方案

对泥浆和地层进行全面分析后，一方面，提高泥浆密度以防止盐层和含盐泥岩的蠕变和塑性变形，另一方面，选择合适的泥浆类型和配方以解决钻进盐膏层所遇到的各种井下复杂情况。对于复杂的深孔段复杂盐、膏、泥盐层，尽量采用高密度的盐水泥浆进行钻进，以有效抑制盐的溶解和塑性蠕变。根据实际情况就地取材，将矿区的水质取回实验室，经过反复试验，配置出合适的盐水泥浆。在泥浆中加入XC高效增粘剂黄源胶，补充护胶剂CMC和KHPAM聚丙烯酸钾。盐水泥浆的粘度低，切力小，流动性好，抗粘土侵的能力强，抑制泥页岩水化膨胀，坍塌和剥落。

1、泥浆配方

盐水十粘土2.5％十腐植酸钾2.5％十黄源胶0.2%十烧碱0.2%十HV—CMC0.6%十KHPAM0.6%

2、泥浆性能见下表

泥浆性能参数表

泥浆性能 比重 API失水量(l/30min） PH值 泥皮厚度

（mm） 粘度

（s）

指标 1.07 5 10 0．4 30

四、盐水泥浆在实际中的运用

该矿区钻孔施工第一个孔ZK13015，施工至第4次时使用上述盐水泥浆配方，最终顺利施工达到了地质要求。前三次主要因为泥浆的选用不当，由于普通粘土在咸水中分散效果差，固相颗粒沉垫，处理剂选择不当，故粘土悬浮液的失水量大，泥浆易失去稳定性，造成钻孔卡钻而报废，报废进尺达458米之多，钻杆180米，钻具两套。在施工过程中，盐水泥浆能很好的控制失水量，预防了掉块，垮孔，卡钻等事故。

在钻进施工过程中，主要参照表中泥浆性能指标。钻进时加强对泥浆的观察力度，及时添加处理剂，维持泥浆性能。处理剂应盐水中预先配成，充分溶解后加入泥浆池。要时常在泥浆中加入固体烧碱。停钻再钻进时，应先将冲洗液在孔内循环一段时间再钻进，可以清出孔底岩粉的同时溶解孔壁结晶碱并排除孔外。实践证明配制出的盐水泥浆适合该矿区地层的钻探施工。

五、结束语

通过对凌云矿区的施工，得出在该矿区的技术资料，对今后相类似的矿区具有技术上借鉴的作用。

1、使用好的、优质的泥浆，是该矿区避免孔内事故，提高经济效益的关键技术之一。高浓度盐水泥浆矿化度极高，因此具有很强的抑制性，并具有很好的抗盐侵、钙侵和抗高温的能力，以及对地层损害小等特点，特别适于钻穿埋藏较深、厚盐层及岩性复杂的复合盐层。

2、高浓度盐水泥浆的设计原则是能够有效地抑制盐溶和水敏性地层水化膨胀、在深孔钻进中仍能保持良好的流变性能、具有良好的防塌性和，有较低的滤失量并能形成薄而韧的泥饼。

3、盐水泥浆为该矿区的施工打下了基础，在以后的施工中应做深一步的研究，考虑到矿区附近的水源更接近地层的矿物含量，可以尝试就地取水，并进行泥浆合理的泥浆配制。

4、在现场泥浆维护过程中，应注意严格控制膨润土量、处理剂应配成胶液加入、重视泥浆pH值变化和固相控制等要点。严格按设计要求施工，注意总结施工经验，不断完善施工工艺及方法以及泥浆工作，及时解决施工中出现的问题，是保质、保量、高效、安全的完成施工任务的根本保障。

参考文献

1.黄汉仁等，泥浆工艺原理，1981，石油工业出版社，北京。

2.李世忠主编，钻探工艺学：钻孔冲洗与护壁堵漏，1989,地质出版社,北京。

3.张孝华等，现代泥浆实验技术，1999，石油大学出版社，东营。第一作者简介：丁峰，男，新疆沙湾县，汉族，1986年2月生，2008年7月参加工作，钻探助理工程师。