膨润土和cmc和php,膨润土矿钻探用低固相泥浆的配方选择与生产试验

一、概述在膨润土地层进行钻探施工,地层膨胀坍塌和造浆是宜接影响泥浆质量及钻进效率的关键因素。以往在选择泥浆处理剂和配制、使用过程中,只强调降低泥浆失水,而忽略其它因素,因而不能解决地层坍塌问题。我队1984年施工的某矿区为沸石、膨润土矿。地层较完整,有轻微漏失。但膨润土地层易吸水膨胀、坍塌,不易通过。如施工ZKZ孔时,因严重的坍塌事故,无法正常钻进。配制了HPAN不分散低固相泥浆,比重1.DI1.02,失水量810ml/30min,粘度25一31。,泥皮厚0.sin。,PH值g。新配制的泥浆,经过2小时的孔内循环,粘度就达40多秒。由子该泥浆既不能解决膨润土地层坍塌,也不能抑制地层造浆。经2天48小时的扫孔,仍下钻不到底。最后钻孔报废。二、泥浆配方选择根据有关资料介绍,我们选用了KHm、KP和CMC为泥浆的主要添加剂。选择水解度30%的选择性絮凝剂PHP为辅助添加剂。配制了二HmAIMCPHP和KPCMCfHP低固相泥浆,并进行了大量的室内试验。最后确定了配方(见表互);测定了有关泥浆性能参数(见表幻;并进行了浸泡试验。试验的岩样尺寸为一20X40(mm)。粘上粉vacoaKHmKPCMC(PPm)PHI>(p卜闷口)5%6%4.5%4石%1石%口.4%*o口9口口8080注:1.粘土粉为山东高阳土粉;2人P与KHtn可粉状直接加人,也可配成溶液加人I3.CMC应先配成浓度23%的水溶液再加人泥浆j4.PHP为水解度30%,浓度1%。表2a比重粘度(s)失水量;nV30mh)泥皮厚(IIn)lMK14ll-CMC-1’HPKI’-CMC-PHP1.们1.0127281210口.30.38.58.5膨润土粉与岩粉按3:7比例混合压制而成。岩祥在这两种泥浆中浸炮10天均未垮,无裂纹,仅表面有不明显的造浆,岩样浸泡15天也均未垮,无裂纹而表面有明显的造浆;岩样浸泡20天均未垮,但有微裂纹。三、生产试验该矿区上部岩层较完整,不易坍塌,故来用清水作冲洗液。由于某些原因,见膨润土地层后没有及时用泥浆,所以在10个半钻孔的施工中,先后有3个钻7L因膨润土地层坍塌影响生产。后使用KP-CMC-PI‘P和KH。-CMC-PllP低固相泥浆进行处理,都获得了成功。现分述如卞:ZK7孔在孔深73。。和175。两处发现厚口.sin和10。膨润土地层。当清水钻进到孔深186m时,下部膨润土地层坍塌,灌水泥两次无明显效果,下钻差3m不到底。之后上部膨润土地层也发生坍塌。孔深78m和178m两处又分别灌注水泥两次也无明显好转,下钻仍差3m不到底,共计处理8天。后配制KPAIMC-PHP低固相泥浆处理,经4个小时的扫孔,下钻到底,顺利终孔。ZK14孔清水钻进至孔深159m发生烧钻事故,在处理烧钻事故时,上部膨润土地层发生严重坍塌,下钻差60m不到底,处理16天不见任何效果。后配制Kllm-CMC-PllP低固相泥浆扫孔,经三天72小时的处理,下钻到底。ZKS与ZK14孔的情况相似,在处理孔深188m处的烧钻事故时,上部膨润土地层发生坍塌,下钻差4m不到底,扫孔到底后,提上来又下不去,处理5天不见效。后仍采用KHmAIMC-PllP低固相泥浆扫孔,处理12小时,下钻到底。在其它7个半钻孔的施工中,由于吸取了前3个钻孔施工的教训,见膨润土地层后立即换用KP-CMCPHP或KHll-CMCPllP低固相泥浆,并加强使用中的维护和管理,从而避免了坍塌事故的发生。值得揩出的是,在3个事故孔和7个半正常孔采用低固相泥浆处理事故及钻进时,泥浆性能基本不变(见表3),防止了膨润土地层造浆影响泥

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