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岩芯钻探泥浆技术发展的回顾与展望

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泥浆固化 钻井废弃泥浆 泥浆试验 泥浆固化技术
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© 1994   。 当 前 发 展 的 绳索 取 芯 钻 进 与 冲 击 回 转 钻 进 , 给 泥 浆技 术 提 出 了 有 别 于 石 油 钻 探 的 新 要 求 。钻 探 技 术 岩 芯 钻 探 泥 浆 技 术 , 经 历 了 用 钠 基细 分 散 体 系 一 钙 基 粗 分 散 体 系 一 低 固相 不 分 散 体 系 的 发 展 过 程 , 而 目 前 已 逐 步 向 无 固 相 冲洗 液 的 方 向 发 展 。 以 下 大 致 分 为 四 个 时 期 , 进 行 简 单回 顾 , 并 对 今 无 粼 」 工 作 提 出 几 点 参 考 意 见 。五 十 年 代建 国 初 期 是 岩 芯 钻 探 事 业 开 始 发 展 的 时 抵 当时 在 复 杂 层 里 钻 进 广 泛 采 用 煤 碱 剂 处 理 的 泥 浆 , 枯 土材 料 多 是 就 地 取 材 的 非 膨 润 上 。 当 时 缺 乏 泥 浆 处 理 剂的 研 究 与 生 产 , 也 缺 少 专 门 造 浆 的 膨 润 土 称 于 是 ,参 照 外 国 的 经 验 , 把 褐 煤 中 用 碱 提 取 腐 植 酸 而 配 感 泊 勺煤 喊 剂 , 作 为 最 好 的 降 失 水 剂 。 此 外 还 使 用 了 提 自植 物 中 的 一 些 稀 释 降 枯 剂 。 如 灿 理 予 生 植 物 上 制 取 丹 宁酸 , 配 戚 沙 于 宁 酸 钠 用 五 倍 子 以 及 橡 莞 扫 喊 液 处 理 泥浆 。 这 种 泥 浆 多 属 于 钠 基 细 分 散 泥 浆 体 系 。 用 这 种 泥浆 解 决 了 不 少 岩 芯 钻 探 中 的 复 杂 层 问 题 , 特 别 在 煤 田岩 芯 钻 探 上 , 积 累 了 许 多 煤 碱 剂 泥 浆 经 验 。 这 对 我 国岩 芯 钻 探 泥 浆 发 展 来 说 , 是 个 良 好 刀 端 。在 泥 浆 仪 器 方 面 , 逐 步 采 用 了 仿 药 蔽 弋 的 柱 赛 式 失水 仪 、 野 夕 隔 斗 粘 度 计 、 雷 森 科 含 砂 量 量 杯 、 浮 子 式比 重 计 等 最 基 本 的 泥 浆 性 能 测 试 仪 器人 员 培 训 亦 较 重 视 。 年 冬 , 在 长 春 物 理 化 学研 究 所 举 办 了 泥 浆 训 练 班 , 来 自 全 国 的 许 多 钻 探 人 员参 加 了 学 习 。 以 后 还 举 办 了 许 多 泥 浆 训 练 班 , 为 发 展泥 浆 技 术 打 下 了 基 础 。泥 浆 中 较 好 的 一 种 处 理 礼 它 在 降 失 水 效 果 和 节 约 材料 用 量 方 面 都 优 于 煤 碱 剂 而 铁 络 盐 的 抗 温 及 拢 能 、钙 能 力 比 丹 宁 酸 钠 强 此 外 , 还 有 一 些 类 型 的 处 理 剂也 先 后 用 于 岩 芯 钻 探 泥 浆 , 并 受 到 现 场 的 欢 逸 这 一时 期 除 钠 基 细 分 散 泥 浆 外 , 在 岩 芯 钻 中 还 采 用 了 钙 基细 分 散 泥 浆 如 石 灰 钙 处 理 泥 浆 等 , 解 决 水 敏 岩 层 问豚 与 此 同 时 , 泥 浆 的 测 试 仪 器 也 受 到 重 视 , 虽 然 在品 种 上 变 化 不 大 , 但 在 许 多 环 节 上 都 有 了 不 少 改 进 。应 该 总 结 的 是 , “ 大 跃 进 ” 以 后 至 ‘ ’ 文 攀 ’ 初 期在 岩 芯 钻 探 中 出 现 了 另 一 种 倾 向 , 即 普 遍 不 重 视 泥 浆而 单 纯 依 靠 套 管 的 作 法 使 本 来 可 用 泥 浆 解 决 的 问 题 ,也 不 得 不 下 入 多 层 套 管 来 解 决 , 结 果 造 成 套 管 事 故 增多 , 起 下 套 管 的 工 作 量 增 大 , 处 理 复 杂 层 所 花 时 间 也明 显 延 戈 在 这 段 时 间 里 , 岩 芯 钻 探 泥 浆 得 不 到 应 有的 重 视 。 一 些 老 同 志 回 忆 说 “ 这 时 期 岩 芯 钻 探 泥 浆 的使 用 水 平 比 五 十 年 代 还 要 落 启 ’ 。 从 而 也 影 响 了 一 批 新工 人 对 泥 浆 知 识 的 掌 撼七 十 年 代 初 , 又 开 始 重 视 泥 浆 技 术 , 经 过 几 年 的努 力 有 了 新 的 进 展 。 年 地 质 部 召 开 了 全 国 性 的 复杂 地 层 护 壁 堵 漏 经 验 交 流 会 , 并 提 出 了 泥 浆 与 水 泥 应当 是 岩 芯 钻 探 护 壁 堵 漏 的 基 本 手 段 的 看 法 。 从 此 , 泥浆 在 岩 芯 钻 探 中 的 重 要 作 用 又 得 到 恢 复 。这 段 时 间 , 各 个 系 统 的 有 关 单 位 , 在 岩 芯 钻 探 中都 纷 纷 成 立 “ 泥 浆 与 护 壁 堵 漏 研 究 与 捆 曰 应 用 小 组 ” ,开 展 研 究 工 作 并 取 得 了 良 好 效 果 。六 十 年 代 至 七 十 年 代 中 期随 着 我 国 石 油 钻 井 业 的 发 展 , 石 油 钻 井 泥 浆 处 理剂 的 品 种 不 断 增 多 , 从 而 也 促 进 了 岩 芯 钻 探 泥 浆 的 发展 。 如 梭 甲 基 纤 维 素 就 是 被 移 植 于 岩 芯 钻七 十 年 代 中 至 八 十 年 代 初 期这 一 时 期 我 国 泥 浆 技 术 发 展 的 重 要 特 点 是 开 始 从国 夕 稀 进 先 进 泥 浆 技 术 。 这 对 于 发 展 国 内 泥 桨 技 术 ,起 了 较 重 要 的 作 用 。 如 不 分 散 泥 浆 休 系 的 应 用 , 特 别是 聚 丙 烯 酞 胺 泥 浆 的 应 用 , 打 开 了 泥 浆 处 理 的 新 局面 。 虽 然 我 国 六 十 年 代 初 己 能 生 产 聚 丙 烯 院 胺 如 甘肃 白 银 选 矿 药 剂 厂 生 产 的 号 絮 凝 剂 , 但 到 七 十 年 代后 才 开 始 应 用 于 泥 浆 中 。 现 今 国 内 已 有 许 多 厂 家 可 以生 产 聚 丙 烯 酞 胺 , 并 能 提 供 分 子 量 达 万 的 粉 状 获© 1994   。 随 着 石 油 化 学 工 业 的 发 展 , 睛 纶 下 脚料 也 被 用 来 处 理 泥 浆 即 配 成 水 解 聚 丙 烯 睛 , 起 降 失水 作 用 , 可 以 取 代 , 与 聚 丙 烯 酞 胺 共 用 配 成 双聚 泥 浆 属 不 分 散 泥 浆 体 系 。 它 在 石 油 钻 及 煤 田 和 其他 矿 种 岩 芯 钻 中 均 得 到 物 泛 的 应 用 。 力 睛 润 滑 剂 的获 丙 烯 低 固 相 泥 浆 用 膨 润 土 粉 配 浆 , 在 金 刚 石 钻 进及 冲 击 回 转 钻 进 中 也 获 得 较 好 的 效 果 。为 配 合 泥 浆 技 术 的 发 展 , 同 时 加 强 了 泥 浆 材 料 的寻 找 工 作 。 自 年 地 质 部 召 开 全 国 膨 润 土 会 议 后 ,膨 润 土 开 始 被 列 入 正 式 矿 种 。 几 年 来 已 找 到 了 不 少 造浆 率 较 高 的 膨 润 土 源 。 同 时 , 寻 找 海 泡 石 及 凹 凸 棒 石枯 土 的 工 作 , 也 取 得 了 不 少 的 成 统除 聚 丙 烯 酞 胺 外 , 其 他 处 理 剂 也 有 很 大 进 展 , 如研 制 和 生 产 了 聚 丙 烯 酸 钙 、 腐 植 酸 钾 等 新 材 料 。 在 石油 钻 探 上 也 开 始 使 用 多 种 抗 高 温 改 性 产 品 , 如 磺 甲 基化 揭 煤 等 。 同 时 , 还 研 制 使 用 一 些 泥 浆 堵 漏 材 料 。这 阶 段 的 另 一 个 突 出 特 点 是 , 泥 浆 流 变 学 的 研 究与 运 用 受 到 了 重 视 。 石 油 钻 上 研 究 泥 浆 流 变 性 的 效 果是 明 显 的 在 岩 芯 钻 探 上 , 近 几 年 也 开 展 了 这 方 面 的研 究 与 运 用 。 这 时 期 从 美 国 石 油 学 会 引 进 了标 准 , 国 内 生 产 了 旋 转 粘 度 计 及 现 场 测 试 泥 浆 箱 等 ,对 于 开 展 国 内 岩 芯 钻 探 泥 浆 流 变 性 研 究 , 和 加 强 泥 浆生 产 管 理 工 作 都 有 积 极 意 义 。在 岩 芯 钻 探 中 , 还 初 步 研 匆 左 用 了 泡 沫 泥 浆 等 新品 种 为 配 合 金 刚 石 钻 进 还 研 究 应 用 了 多 种 水 包 油 型乳 状 液 和 润 滑 液 为 护 壁 堵 漏 还 研 究 使 用 了 水 泥 灌 注与 化 学 泥 浆 等 新 的 护 壁 工 艺 技 术 与 配 方 围 绕 着 上 述内 容 , 各 系 统 许 多 单 位 举 办 了 多 次 泥 浆 与 护 壁 堵 漏 技术 学 习 班 , 使 更 多 的 人 员 掌 握 了 泥 浆 知 识 。经 过 这 一 时 期 的 发 展 , 我 国 岩 芯 钻 探 泥 浆 技 术 进入 了 一 个 新 的 阶 段 。八 年 代 以 来这 一 时 期 , 除 继 续 发 展 聚 丙 烯 酞 胺 泥 浆 的 优 势 外 ,根 据 金 刚 石 钻 进 , 特 别 是 绳 索 取 芯 钻 进 及 冲 击 回 转 钻进 的 工 艺 需 要 , 无 固 相 无 粘 土 冲 洗 液 也 开 始 受 到 重孤 在 这 之 前 , 虽 也 曾 用 过 聚 丙 烯 酞 胺 水 溶 液 、 聚 丙烯 酞 胜 一 水 玻 璃 溶 液 等 无 固 相 冲 洗 液 , 但 性 能 比 较 单一 , 不 能 满 足 钻 进 的 多 种 要 求 。 从 年 开 始 又 研 究应 用 了 既 能 护 壁 , 又 具 有 一 定 粘 度 切 力 及 失 水 量 较 少的 多 糖 类 无 固 相 冲 洗 液 。 由 于 该 冲 洗 液 更 有 利 于 提 高倪 云 麦 , 减 少 钻 头 和 钻 具 的 磨 损 , 以 及 具 有 许 多 泥 浆 所缺 少 的 性 能 可 抗 高 矿 了 扫 变 、 具 有 紊 流 减 阻 性 能 等 。因 此 它 更 适 合 于 当 前 金 刚 石 钻 进 及 冲 击 回 转 钻 进 而倍 受 重 视 , 并 正 在 迅 速 推 广 应 用 。此 外 , 在 泥 浆 研 究 与 应 用 、 枯 上 寻 找 、 泥 浆 仪 器生 产 、 人 员 培 训 等 方 面 也 取 得 了 许 多 新 进 展 。作 为 钻 探 工 作 一 个 重 要 组 成 部 分 的 我 国 岩 芯 钻 探泥 浆 技 术 , 经 上 述 三 十 五 年 来 的 发 展 , 已 为 今 后 的 进一 步 提 高 打 下 了 良 好 的 基 础 ‘ 但 与 国 外 先 进 水 平 的 泥浆 技 术 相 比 辅 王 有 一 定 差 戮 。 为 进 一 步 开 展 我 国 岩 芯钻 泥 浆 技 术 的 研 究 与 工 作 , 笔 者 提 供 以 下 参 考 意 呛从 金 刚 石 岩 芯 钻 发 展 来 看 , 应 进 一 步 研 究 发 展无 粘 土 冲 洗 液 , 增 加 品 种 , 完 善 性 能 , 以 满 足 各 种 钻进 条 件 的 要 求 。 同 时 应 解 决 好 材 料 来 源 及 降 低 成 本问 题结 合 钻 进 复 杂 层 的 需 要 , 应 进 一 步 用 好 泥 浆研 匆 左 用 充 气 泡 沫 泥 浆 及 其 他 新 型 泥 浆进 一 步 研 究 泥 浆 处 理 剂 , 增 加 新 品 种 〔 如 选 择性 絮 凝 剂 、 泥 浆 堵 漏 材 料 等 , 并 研 究 增 效 膨 润 上 及 特种 枯 土 , 使 之 商 品 化 以 满 足 钻 进 需 要结 合 岩 芯 钻 探 的 特 点 , 研 究 合 适 的 泥 浆 性 能 测量 仪 器 , 以 及 净 化 与 固 相 控 制 装 置开 展 泥 浆 流 变 学 理 论 与 应 用 的 研 究 工 作 。 特 别应 注 意 流 变 性 对 紊 流 减 阻 、 激 动 压 力 、 护 壁 堵 漏 、 排除 笔 渤 、 循 环 压 力 损 失 计 算 以 及 提 高 钻 速 等 方 面 影 响的 研 究加 强 理 论 与 技 术 学 习 , 提 高 科 学 使 用 泥 浆 的 水平 , 加 强 泥 浆 科 技 情 报 工 作 , 及 时 掌 握 国 内 外 先 进 经验 与 技 术 成 就 。

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