蘇南地區(qū)地處北緯30°00' ～ 32°30'。根據(jù)眾多的鉆孔( 井) 資料，其恒溫帶埋深為20m，溫度為18℃。與蘇北相比，蘇南的地?zé)?/a>梯度低于蘇北，地?zé)?/a>梯度為25℃ /km，千米深地溫一般為36 ～ 45℃，研究區(qū)內(nèi)地?zé)醿?chǔ)層大部分埋深在2000m 左右，地?zé)峋?/a>鉆井深度大，地下地層復(fù)雜，由于深部可借鑒的地質(zhì)資料匱乏，而要保證開(kāi)采量，設(shè)計(jì)的井徑較大，這對(duì)地?zé)徙@探技術(shù)特別是沖洗液技術(shù)的要求很高。以前該地區(qū)地?zé)徙@井遇見(jiàn)煤系、泥巖、頁(yè)巖、松散易垮塌等復(fù)雜地層，多是以膨潤(rùn)土、纖維素、燒堿為主的細(xì)分散體系的化學(xué)泥漿，效果不好，出現(xiàn)事故直接影響工程進(jìn)度、完井質(zhì)量和工程成本。所以，對(duì)該地區(qū)復(fù)雜地層制定相應(yīng)的沖洗液體系，顯得尤為重要。本文就該地區(qū)復(fù)雜地層地?zé)徙@井沖洗液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并將其應(yīng)用在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中。

 

  1 研究區(qū)概況

 

  1． 1 區(qū)域地形地貌

 

  本區(qū)地貌成因和形態(tài)是在印支－ 燕山運(yùn)動(dòng)所奠定的基底構(gòu)造格局基礎(chǔ)上，經(jīng)受各種內(nèi)、外力營(yíng)力的長(zhǎng)期作用塑造成的。西南部基巖抬升廣泛，出露地表，發(fā)育較多的基巖山體，表現(xiàn)為構(gòu)造－ 剝蝕地形;而東北部則因持續(xù)下降，長(zhǎng)期接受第四系松散層的堆積，地形地貌上表現(xiàn)為廣闊的堆積平原。

 

  1． 2 區(qū)域地層巖性

 

  研究區(qū)屬江南地層區(qū)蘇州－ 長(zhǎng)興小區(qū)的江蘇部分。東部第四系地層較厚，前第四系均被覆蓋于深部，而西部前第四系則廣泛出露于地表，主要有泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系古近系及新近系半松散沉積地層。巖性包括石英砂巖、泥巖、粉砂巖、灰?guī)r等。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)比較頻繁，主要為燕山期侵入的復(fù)式巖體，以中酸性花崗巖、花崗斑巖為主。

 

  1． 3 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

 

  研究區(qū)大地構(gòu)造位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)下?lián)P子臺(tái)褶皺帶東端，印支運(yùn)動(dòng)使該區(qū)上升成陸地，構(gòu)成木瀆向斜，燕山運(yùn)動(dòng)使地殼進(jìn)一步褶皺隆起，發(fā)生斷裂活動(dòng)，使本區(qū)山體與鄰區(qū)山體斷離，并伴隨強(qiáng)烈的巖漿侵入和火山噴發(fā)。喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)又以北北東向、北西西向兩組扭裂控制形成了該區(qū)的基本構(gòu)造和地貌格局，其后，地殼運(yùn)動(dòng)總體表現(xiàn)為平穩(wěn)下降，接受沉積，時(shí)有短暫海侵，形成以陸相為主的海陸交互相沉積物。無(wú)全新活動(dòng)斷裂，區(qū)域基底穩(wěn)定。區(qū)域構(gòu)造資料顯示，新生代以來(lái)的構(gòu)造活動(dòng)主要表現(xiàn)為垂直升降運(yùn)動(dòng)。

 

  1． 4 研究區(qū)地層特征

 

  第四系( Q) : 厚度70． 0 ～ 196． 0m，頂部為填土、灰黃色粘土，中部為灰色粘土、中下部為黃色粘土，夾少量砂礫，磨圓度好、底部為白色粘土，雜色砂礫。

 

  白堊系( K) : 厚度100． 0 ～ 224． 0m，主要巖性為棕黃色泥巖、棕紅色泥巖、以紫色和肉紅色為主的雜色砂巖，夾礫。

 

  侏羅系( J) : 厚度0． 0 ～ 270． 0m，主要巖性為夾少量紫色砂巖的凝灰?guī)r、夾少量灰色砂巖或灰白色砂巖的青灰色砂巖。

 

  二疊系( P) : 厚度895． 0 ～ 1680． 0m，上部為灰黑泥巖、灰色泥質(zhì)粉砂巖夾少量灰色或灰白色砂巖，夾煤層或煤矸石。中部以灰、深灰色石英砂巖、灰黑色泥巖、灰色泥質(zhì)砂巖為主，夾灰色、青灰色砂巖或灰色泥巖。下部巖性主要為深灰色石英砂巖、灰色粉砂質(zhì)泥巖、灰色泥質(zhì)砂巖、灰?guī)r，局部見(jiàn)花崗巖或石英閃長(zhǎng)巖。

 

  2 煤系、破碎泥質(zhì)砂巖地層

 

  煤系、破碎泥質(zhì)砂巖地層松散，遇水變軟，易坍塌掉快，嚴(yán)重的可能產(chǎn)生埋鉆。煤系中多夾有粉砂巖，地層掉快后常有探頭石，容易產(chǎn)生卡鉆等事故，對(duì)正常鉆進(jìn)的危害較大。

 

  2． 1 沖洗液的選擇

 

  針對(duì)地層特性，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和實(shí)踐，選擇以降失水為主的鈣處理泥漿體系( 高元文，2006) ，適當(dāng)?shù)臎_洗液比重控制液柱壓力，對(duì)坍塌地層進(jìn)行壓力平衡。

 

  鈣處理泥漿是在泥漿中加入絮凝劑( 石灰、石膏或氯化鈣) ，并用稀釋劑和降失水劑等調(diào)節(jié)泥漿性能，形成適度的含有一定鈣離子的粗分散泥漿。具體泥漿配方( 質(zhì)量比) : 膨潤(rùn)土6%，石灰0． 3%，鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽( FCLS) 0． 2% ～ 0． 3%，羧甲基纖維素鈉( CMC) 0． 1% ～ 0． 2%，使用燒堿把pH 值調(diào)制到10即可。性能: 比重1． 15，漏斗粘度30 ～ 45s，失水量10ml，泥皮厚0． 8mm，初切力0Pa，終切力1 ～ 4Pa，動(dòng)切力3Pa，pH 值10 ～ 12。

 

  2． 2 作用機(jī)理的分析

 

  鈣處理泥漿是在普通泥漿中加入絮凝劑、石灰、石膏、氯化鈣等，并用降粘劑和降失水劑來(lái)調(diào)整泥漿性能，以形成控制絮凝而又穩(wěn)定的粗分散泥漿體系。

 

  鈣處理泥漿中含有較大數(shù)量的鈣離子，由于鈣的電位高，易被粘土顆粒吸附，促使粘土表面的水化膜變薄，粘土顆粒與高分子化合物達(dá)到牢固連接，可使細(xì)分散的粉土顆粒適度地絮凝變成粗分散狀態(tài)，因而提高了對(duì)外來(lái)可溶鹽的抗污染能力，使泥漿性能穩(wěn)定。而此時(shí)的粘度和切力將迅速上升，以鐵鉻鹽來(lái)稀釋，          降低粘度，保持泥漿一定的流動(dòng)性。若失水量較大時(shí)，可加入CMC 調(diào)節(jié)失水量，粘土吸附CMC后，其表面包裹較厚的可塑性大的水化膜，是粘土顆粒在壓差作用下堆積是形成致密的滲透性小的泥皮，從而使失水量降低( 王立仁，2007) 。其次有機(jī)降失水劑具有很多的親水性很強(qiáng)的親水基，束縛住大量的自由水，降低失水量，與鈣處理后的泥漿共同阻止水分子滲入地層，故能抑制粘土膨脹、水化分散( 胡繼良，2012; 馬日等，2007; 張曉靜，2007) ，抑制孔內(nèi)自然造漿和鞏固孔壁，有利于避免或降低鉆孔的坍塌、縮徑和吸水膨脹的現(xiàn)象發(fā)生，即使有坍塌，鈣處理泥漿有較強(qiáng)的絮凝作用，可以把大的巖粉顆粒絮凝成團(tuán)帶至地面，有利子地面除砂。

 

  2． 3 特點(diǎn)

 

  泥漿粘度和切力低，流動(dòng)性好，起下鉆時(shí)粘附性小，性能穩(wěn)定，處理周期長(zhǎng)。

 

  2． 4 沖洗液實(shí)踐應(yīng)用

 

  蘇州臨湖地?zé)?/a>第一口井施工中，鉆進(jìn)690 ～1596m，鉆遇厚度達(dá)906m 的煤系，中間還夾有粉砂巖。由于沒(méi)預(yù)先對(duì)該地層制定適應(yīng)的方案，采用常規(guī)泥漿，導(dǎo)致孔壁坍塌，雖然做了很多補(bǔ)救措施，還是導(dǎo)致了埋鉆。在臨湖地?zé)?/a>第二口井的煤系地層，改變泥漿方案，按上述配比和性能要求，采用鈣處理泥漿體系，快速順利地通過(guò)該地層，且施工過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)明顯的坍塌跡象。

 

  3 凝灰?guī)r、泥巖、頁(yè)巖地層

 

  凝灰?guī)r、泥巖、頁(yè)巖地層中，凝灰?guī)r及泥頁(yè)巖的水化造成孔壁不穩(wěn)定，引起井壁縮徑，進(jìn)而垮塌，原因是沖洗液向凝灰?guī)r、泥巖、頁(yè)巖中滲流，引發(fā)地層孔壓增加以及水化效應(yīng)，其中水化效應(yīng)包括泥頁(yè)巖等水化膨脹、分散產(chǎn)生水化應(yīng)力等( 劉選鵬等，2010) 。還有地層中的粘土易吸水膨脹和分散，造成井壁的巖石強(qiáng)度降低。在鉆進(jìn)過(guò)程中，沖洗液對(duì)井壁的沖刷作用，加上鉆具回轉(zhuǎn)對(duì)縮徑井壁的撞擊作用，導(dǎo)致井壁的垮塌，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生吸鉆、埋鉆、造成井壁局部超徑，影響沖洗液上返速度，并降低沖洗液攜帶巖粉的能力，產(chǎn)生二次破碎。穩(wěn)定此類地層，從沖洗液的角度關(guān)鍵是要控制失水量。

 

  3． 1 沖洗液的選擇

 

  針對(duì)此類地層特性，選擇低固相不分散沖洗液體系，以降低失水為主，來(lái)保持沖洗液中的礦物化濃度與地層中保持平衡，從而抑制水分子向地層中滲入。此類沖洗液主要是加入高分子聚合物水解聚丙烯酰胺，同時(shí)加入腐植酸鉀提高礦化度( 歐哲金，2011) ，為了更好地阻止水分子向地層滲入，還可加入油脂類磺化瀝青做封堵劑和潤(rùn)滑劑。具體泥漿配方( 質(zhì)量比) : 粘土4%，聚丙烯酰胺( 1600 萬(wàn)分子量) 0． 5%，中粘CMC 為0． 1%，腐植酸鉀0． 2%，磺化瀝青0． 1%，使用燒堿把pH 值調(diào)制到8 ～ 10 即可。性能: 比重1． 05，漏斗粘度25 ～ 40s，失水量8 ～10ml，泥皮厚0． 4mm，初切力0Pa，終切力2 ～ 6Pa，動(dòng)切力5Pa，pH 值8 ～ 10。

 

  3． 2 作用機(jī)理分析

 

  配漿時(shí)，由于粘土( 膨潤(rùn)土) 多為鈣質(zhì)土，必須將其轉(zhuǎn)化為鈉質(zhì)土，所以要先預(yù)水化粘土。然后加入穩(wěn)定劑CMC( 唱偉，2004) ，使之包圍在分散的粘土顆粒周圍，穩(wěn)定泥漿膠體，再加入水解度為30%的PHP( 水解聚丙烯酰胺) ( 石得權(quán)，2010; 鄭哲武等，2004; 郝振軍等，2011) ，攪拌均勻后加入腐植酸鉀和磺化瀝青。若不加入穩(wěn)定劑CMC，直接加入PHP，粘土?xí)跄蓤F(tuán)狀，不利于分散。

 

  不分散低固相泥漿，由于粘土含量較少，在孔壁形成的泥皮較薄，而加入PHP 以后，它可以有效的把無(wú)用的固相顆粒絮凝成團(tuán)，能防止巖屑分散，起到包被作用。水解的PHP 分子鏈上的水化基團(tuán)–COONad 在水中電離成COO 和Na，使其分子鏈帶負(fù)電荷和易于水化，在靜電引力和水化膜斥力的作用下，使卷曲的分子鏈得以伸展，這種伸展的長(zhǎng)鏈高分子在泥頁(yè)巖井壁表面上產(chǎn)生多點(diǎn)吸附，并可橫過(guò)微裂縫，從而阻止凝灰?guī)r、泥頁(yè)巖的剝落( 王勐，2006) ; 同時(shí)能在井壁表面形成致密的吸附膜，對(duì)水敏地層減輕侵蝕作用，減少水滲入地層的速度，對(duì)地層的水化膨脹起抑制作用( 孫丙倫等， 2008) 。PHP 還具有降失水作用，這點(diǎn)與CMC 類似，通過(guò)提高液相粘度，其吸附基吸附在粘土的表面，眾多的水化基束縛住大量的自由水，使失水量降低。若失水量過(guò)大，可適量加入低粘CMC，但不能加入無(wú)機(jī)降失水劑。

 

  腐植酸鉀也具有降失水作用，它同時(shí)能提供K + ，K + 能鑲嵌在硅氧四面體氧原子組成的六角環(huán)中，緊緊地與粘土片連結(jié)在一起。K + 還可以減小粘土顆粒表面的水化半徑，阻止其水化膨脹。通過(guò)加入腐植酸鉀，還能提高沖洗液中的礦化度，阻止因沖洗液與地層的礦物質(zhì)濃度差導(dǎo)致水流向地層。

 

  磺化瀝青物質(zhì)親水性差，親油性強(qiáng)，能在泥皮上形成一層油膜，防止水分子的滲入，同時(shí)具有潤(rùn)滑作用，減少?zèng)_洗液循環(huán)對(duì)孔壁的沖刷作用。

 

  3． 3 沖洗液實(shí)踐應(yīng)用

 

  蘇州臨湖地?zé)?a href="http://www.0417jobs.cn/t/鉆井.html" >鉆井420 ～ 690m 為凝灰?guī)r。同樣是第一口井，泥漿運(yùn)用不當(dāng)，導(dǎo)致坍塌。返鉆時(shí)，局部嚴(yán)重超徑，導(dǎo)致事故頭找不到。在第二口井開(kāi)鉆后，上部比較軟的地層采用上述配比和性能的不分散低固相體系沖洗液，很好地抑制了地層坍塌，未發(fā)現(xiàn)縮徑、超徑等現(xiàn)象。另在蘇州石湖地?zé)徙@井上部泥巖地層使用此沖洗液方案，起下鉆順利無(wú)阻，下鉆到底，未發(fā)生泥質(zhì)包鉆等現(xiàn)象。

 

  4 高溫地層

 

  蘇南地區(qū)目前遇到的高溫地層一般存在于灰?guī)r中，也是熱儲(chǔ)層，溫度一般在60℃ ～ 100℃。首先是高溫對(duì)水基泥漿中的粘土產(chǎn)生影響，出現(xiàn)“高溫分散”等現(xiàn)象; 其次高溫對(duì)水基泥漿處理劑的作用將產(chǎn)生“降解”、“交聯(lián)”、“解吸”、“去水化作用”，使泥漿失去流變性和穩(wěn)定性，甚至失效或者產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果，直接影響鉆進(jìn)效率及鉆孔安全( 張琰，1999) 。所以，解決高溫地層泥漿問(wèn)題主要是泥漿獲得熱穩(wěn)定性，保持流變性和濾失性。

 

  4． 1 沖洗液的選擇

 

  經(jīng)實(shí)踐對(duì)比分析總結(jié)，高溫地層鉆井沖洗液采用鐵鉻鹽－ CMC 體系，這種泥漿體系中，鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽作為稀釋劑控制流變性能，低粘CMC 用來(lái)控制失水( 胡繼良等， 2012; 鄢泰寧，2010) 。由于地?zé)豳Y源中一般都含有S 等腐蝕性元素，為了提高熱穩(wěn)定性，一般還加入表面活性劑OP － 10( 聚氧乙烯烷基苯酚醚) ，不至于在高溫下導(dǎo)致泥漿體系分解，此泥漿抗鹽抗高溫效果明顯。具體泥漿配方: 粘土4%，CMC 為0． 3%，鐵鉻鹽0． 5%，OP － 10 為0. 2%，使用燒堿把pH 值調(diào)制到9 ～ 10。性能: 比重1． 05，漏斗粘度30s ～ 40s，PTPH 失水量10 ～ 15ml，泥皮厚0． 5mm，初切力2Pa，終切力2 ～ 4Pa，動(dòng)切力5Pa，pH 值9 ～ 10。

 

  4． 2 作用機(jī)理分析

 

  4． 2． 1 高溫對(duì)粘土的影響

 

  高溫對(duì)粘土的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，即高溫促使粘土分散和粘土鈍化( 鮑允紀(jì)， 2012) 。高溫使水分子和一些離子的動(dòng)能增加，水分子和離子易進(jìn)入粘土顆粒層間，增強(qiáng)了層間表面的水化從而使粘土膨脹和分散。同時(shí)，高溫也使片狀粘土微粒的熱運(yùn)動(dòng)加劇，加速其分散。粘土因高溫分散的結(jié)果，使泥漿粘度升高，流動(dòng)性下降，甚至難以流動(dòng)。但高溫又有使粘土表面鈍化的傾向，其原因是高溫下粘土晶胞表層的硅、鋁、氫等易與泥漿中的OH －、Ca2 +等起反應(yīng)，生成水化硅酸鹽或水化鋁酸鹽等類物質(zhì)，從而改變了粘土晶胞表層的結(jié)構(gòu)和帶電情況，降低了粘土的活性，由此改變泥漿的性能，表現(xiàn)為高溫增稠。

 

  4． 2． 2 高溫對(duì)泥漿處理劑的影響

 

  高溫對(duì)水基泥漿處理劑將產(chǎn)生“降解”、“交聯(lián)”、“解吸”、“去水化作用”( 鮑允紀(jì)，2012) ，其中高溫降解是高溫下有機(jī)處理劑分子主鏈間或主鏈與官能團(tuán)之間產(chǎn)生鏈的斷裂，其表現(xiàn)是有機(jī)處理劑分子量減小和吸附能力減弱甚至失效。高溫降解的強(qiáng)烈程度決定于有機(jī)處理劑的結(jié)構(gòu)、高溫持續(xù)的時(shí)間和剪切攪拌的強(qiáng)烈程度。高溫交聯(lián)是高溫下，具有不飽和鍵或活性基團(tuán)的有機(jī)化合物與高價(jià)金屬鹽或低分子有機(jī)物產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)而增大分子量的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)體型分子結(jié)構(gòu)。適度交聯(lián)可抵消高溫降解作用。高溫解吸是高溫下處理劑分子熱運(yùn)動(dòng)能量增大，處理劑在粘土顆粒表面的吸附量降低，從而引起泥漿性能的改變。高溫去水化是高溫下水分子活動(dòng)能量增大，粘土表面和處理劑親水基團(tuán)的水化作用減弱，減薄其水化膜厚度。高溫水化降低了處理劑分子對(duì)粘土顆粒的保護(hù)，導(dǎo)致泥漿失水量增大。

 

  4． 2． 3 配置高溫泥漿的要求

 

  配置高溫泥漿必須做到: ① 降低高溫分散強(qiáng)烈的優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土的含量，防止高溫增稠和固化現(xiàn)象; ②必須采用抗高溫能力強(qiáng)的有機(jī)處理劑; ③ 減少粘土的情況下，為保持泥漿攜帶巖屑和懸浮重晶石的能力，必須加入抗溫抗鹽的結(jié)構(gòu)增粘劑。

 

  4． 2． 4 鐵鉻鹽－ CMC 體系的分析

 

  由于高溫地層多存在于熱儲(chǔ)層中，且地?zé)岜旧淼V物質(zhì)含量豐富，所以配置的泥漿在確?？垢邷氐那疤嵯?，還需抗鹽。鐵鉻鹽－ CMC 體系能滿足此需要( 陳禮儀等，2003) 。

 

  配漿時(shí)，首先預(yù)水化粘土24h，加入鐵鉻鹽，待泥漿穩(wěn)定好，再加入CMC，使失水量控制在合理的范圍內(nèi)，最終后加入OP － 10，攪拌均勻。

 

  鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽( FCLS) 是以亞硫酸鹽木漿木質(zhì)素經(jīng)濃縮、置換、氧化絡(luò)合、干燥精制而成，產(chǎn)品外觀為棕褐色粉末，易溶液于水，水溶液呈弱酸性。

 

  它抗鹽、抗鈣和抗高溫能力強(qiáng)( 170℃ ～ 180℃) ，與粘土顆粒的斷鍵邊緣上形成吸附水化層，從而削弱粘土顆粒之間的端–面和端–端連接，拆散泥漿空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，降低泥漿的粘度和切力。它具有良好的降粘、降切力、稀釋作用，也有降濾失作用。泥漿在高溫條件下循環(huán)時(shí)，粘度切力會(huì)逐漸增高，進(jìn)而固化，鐵鉻鹽的作用就是為了保證其流變性的穩(wěn)定。

 

  而CMC 是一種良好的降濾失劑，同時(shí)還具有一定的抗鹽、抗鈣和抗高溫能力( 130℃ ～ 140℃) 。加入CMC 是為了降低失水量，確保高溫地層中的泥質(zhì)膠結(jié)物不被水化。OP － 10( 聚氧乙烯烷基苯酚醚) 是為了提高各處理劑的抗溫性能，且具有潤(rùn)滑的作用。

 

  另外此體系泥漿固相含量( 粘土含量) 必須受控制，固相含量過(guò)高，溫度對(duì)它的影響也就越大，一般粘土含量控制在5%以內(nèi)。

 

  4． 3 沖洗液實(shí)踐應(yīng)用

 

  在宛平地?zé)岬木诇囟冗_(dá)到了40 多度，溫度不是很高，但若運(yùn)用粗分散體系泥漿，其會(huì)隨著循環(huán)變得越來(lái)越稠，同時(shí)失水量逐漸偏大。臨湖地?zé)醿?chǔ)層溫度68℃，采用了鐵鉻鹽－ CMC 泥漿后，流變性和泥漿的穩(wěn)定得到了徹底的改善，基本沒(méi)換漿，且調(diào)試次數(shù)明顯減少。由于固相含量低，井壁上的泥皮很容易就被洗掉，減少了后期的洗井工作，為確保出水量創(chuàng)造了條件。

 

  5 石湖地?zé)徙@井應(yīng)用實(shí)例

 

  以石湖地?zé)峋?/a>為例，該井井深1680m，其井身結(jié)構(gòu)為: 0 ～ 72m，井徑445mm; 72 ～ 801m，井徑331mm; 801 ～ 1680m，井徑216mm。井管均為J － 55級(jí)石油套管。0 ～ 72m，第四系，采用一般的細(xì)分散體系泥漿。

  因吸水膨脹導(dǎo)致縮徑即可，采用了快速鉆進(jìn)通過(guò)此地層，下入孔口管進(jìn)行隔離。對(duì)于二開(kāi)的泥質(zhì)粉砂巖，沖洗液同樣注重降失水，在300m 左右，有輕度的涌水現(xiàn)象發(fā)生，又臨雨季，沖洗液總是受到稀釋，導(dǎo)致下鉆時(shí)，涌出來(lái)的泥漿中局部為清水，且鉆孔底部有4m 的沉沙，經(jīng)過(guò)反復(fù)循環(huán)都未返清。造成此類現(xiàn)象發(fā)生原因是泥漿的懸浮能力很弱，且粘度和切力均降低，為了確保沖洗液的粘度、切力，加入了植物膠，用以維持泥漿的穩(wěn)定。對(duì)于三開(kāi)，由于是儲(chǔ)層，在滿足沖洗液基本功能的前提下，以保護(hù)儲(chǔ)層為主，兼顧后期的洗井工作。該層沖洗液必須滿足比重輕( 避免由于液柱壓力過(guò)大而使水的流動(dòng)方向流向地層) ，固相含量低( 固相含量高，會(huì)堵塞孔隙，影響出水量) ，所以必須使用固相含量低或者無(wú)固相泥漿，最終選擇使用以水解聚丙烯酰胺為主的低固相泥漿。事實(shí)證明，在使用空壓機(jī)洗井20h，水量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出合同要求，這進(jìn)一步說(shuō)明完井液的重要性。

 

  6 研究區(qū)地?zé)?a href="http://www.0417jobs.cn/t/鉆井.html" >鉆井沖洗液應(yīng)用效果

 

  6． 1 有效穩(wěn)定孔壁

 

  臨湖地?zé)岬牡诙诰褪?a href="http://www.0417jobs.cn/t/地?zé)峋?html" >地?zé)峋?/a>使用了以上

 

  泥漿方案，基本未發(fā)現(xiàn)大面積的坍塌，未出現(xiàn)明顯的憋鉆、卡鉆、憋泵等現(xiàn)象，也說(shuō)明了泥漿對(duì)孔壁的穩(wěn)定作用，根據(jù)完井后測(cè)井中的孔徑參數(shù)分析，孔徑的超徑率基本都在8%之內(nèi)，這說(shuō)明針對(duì)不同地層制定的不同體系方案是有效可行的，穩(wěn)定孔壁效果較好。

 

  6． 2 提高鉆進(jìn)效率

 

  研究區(qū)地?zé)徙@井使用了以上泥漿方案，提高了

 

  鉆速，減少了輔助時(shí)間，鉆進(jìn)效率有了很大提高。地?zé)峋?/a>使用不同泥漿體系鉆井效率統(tǒng)計(jì)如表1。

  泥漿類型比重平均機(jī)械鉆速平均鉆頭進(jìn)尺m/h % m/只%普通分散泥漿1． 12 ～ 1． 20 0． 9 100 61． 85 100鈣處理泥漿1． 08 ～ 1． 15 1． 2 133． 3 83． 54 135． 1低固相泥漿1． 05 ～ 1． 10 1． 6 177． 8 123． 46 199． 66． 3 保護(hù)儲(chǔ)層研究區(qū)臨湖地?zé)岷褪責(zé)岬茹@井，使用了上述泥漿方案，水量與測(cè)井資料反應(yīng)的滲透率計(jì)算出來(lái)的水量一致，這說(shuō)明地熱儲(chǔ)層得到了保護(hù)。

 

  6． 4 節(jié)省鉆探成本

 

  泥漿使用優(yōu)劣，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益影響是明顯的，研究區(qū)內(nèi)復(fù)雜地層地?zé)徙@井使用上述泥漿方案，經(jīng)成本核算，單孔成本可降低40 ～ 50 萬(wàn)       元。

 

  7 結(jié)論和建議

 

  煤系、破碎泥質(zhì)砂巖地層的鉆井沖洗液應(yīng)選擇以降失水為主的鈣處理泥漿體系，并選擇適當(dāng)?shù)臎_洗液比重; 凝灰?guī)r、泥巖、頁(yè)巖地層鉆井沖洗液選擇低固相不分散沖洗液體系，以降低失水為主; 高溫地層鉆井沖洗液采用鐵鉻鹽－ CMC 體系。由于地?zé)豳Y源中一般都含有S 等腐蝕性元素，為了提高熱穩(wěn)定性，一般還加入表面活性劑OP － 10。

 

  目前復(fù)雜地層沖洗液的選擇，還是針對(duì)特定地層，采用特定體系，還未出現(xiàn)某種沖洗液方案能解決所有復(fù)雜地層，因此，體系的選擇很重要。