超厚水敏性地层强抑制性泥浆的研究及应用.pdfVIP

第 1 8 卷　增刊 地 质 科 技 情 报 V o l18　Sup 19 9 9 年　 6 月　　 　　Geo lo g ica l Scien ce an d T echno lo gy In fo rm at ion 　　 　　J un 　19 9 9 超厚水敏性地层强抑制性泥浆的研究及应用① 贺冰新　乌效鸣　胡郁乐 ( 中国地质大学工程学院, 武汉, 430074) 摘　要　针对在西安闫良地区水井勘探开发中, 钻遇近 1 000m 厚的第四系、第三系水敏性覆盖层难以成孔下管的严重问题, 通过理论分析及室内试验, 优选出抑制性强、流变性好、经济实用的泥浆配方, 并在现场使用中得到了验证。 关键词　泥岩　抑制性泥浆　研究及应用 分类号　 4 11　 634 6 TU P 　　井壁不稳定是钻井工程中的重要问题。在西安 地层中液体与泥浆浓度平衡最有利于井壁稳定。 闫良地区的水井钻探中, 钻遇近 1 000 m 厚的第四 12　泥浆的种类 系、第三系水敏性覆盖层, 为了能顺利下管完井, 我 针对泥岩的膨胀特性, 应选择抑制性泥浆。即 们通过研究优选出价格低廉又具强抑制性的泥浆配 该类型泥浆对泥、页岩地层中的粘土有抑制水化、膨 方, 并在现场应用中取得了预期效果。 胀及分散的作用。要起到这种作用, 泥浆必须具备 提供抑制性化学环境的功能, 使所钻岩屑在此种化 1　泥浆选型 学环境中不易水化、膨胀和分散, 并控制地层造浆, 使固相含量及流变性保持稳定, 同时能稳定井壁, 打 11　地层特点 出规则的井眼, 减少井下复杂情况。结合泥岩膨胀 该水井钻探任务所在的西安市闫良地区第四 机理, 这种化学环境由两个方面提供: 其一是某些 〔1〕 系、第三系覆盖层总厚度达1 000 m 。对第四系、第三 高分子聚合物; 其二是某些无机盐 。 系地层岩样分析后得到其蒙脱石平均含量高达 这一类型泥浆主要有以下几种。 28% , 属于造浆泥岩。在钻井过程中极易发生膨胀、 ( 1) 不分散聚合物泥浆　主要利用具有絮凝及 ( ) 缩径、掉块、卡钻。并且由于其造浆性能强, 极易 包被作用的高分子聚合物 例如聚丙烯酰胺 , 使泥 造成泥浆粘度、切力增加。为降低泥浆粘度和切力, 浆中所含的各种固相颗粒基本保持在较粗的粒度范 常常需用清水稀释, 从而造成井壁更不稳定。这类 围之内, 同时对进入体系的岩屑起絮凝作用, 使其 地层产生膨胀的原因可用两种水化机理解释: 第一 不分散, 以利于地面清除。 是表面水化; 第二是渗透水化。表面水化是晶层间 (2) 钙处理泥浆　由无机盐中的Ca2+ 提供抑制 吸附少量的水, 晶层仍为 4 个水分子层或少于 4 个 性化学环境的泥浆。它能使泥浆中的钠土部分转化 水分子层。表面水化取决于晶层表面带电状况和吸 为钙土,