双聚泥浆在煤田勘探钻孔中应用

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1、双聚泥浆在煤田勘探钻孔中应用　　摘要阐述了不分散低固相体系PHP-HPAN双聚泥浆的功用、组成、指标及其工作原理和调配，以及在河南煤田勘探中的应用实例。关键词：不分散低固相体系；双聚泥浆；河南煤田；工程实例；中图分类号：P634.6文献标识码：A前言在煤田勘探过程中由于地层复杂，钻孔深度大，孔内事故（如坍塌，掉块，缩径，漏失，卡钻等）比较频发，所以对泥浆的要求比较严格，既要保证工程质量和效率，同时也要降低成本和工人的劳动强度。本文比较全面的介绍的不分散低固相体系的双聚泥浆的功用，性能指标，优点，以及各个组成的工作原理和作用，同时还介绍了泥浆的调配包括各个组成

2、的用量以及配制方法，还用工程实例证明了双聚泥浆在河南煤田勘探中显示出的优良性能。一、钻井液的功能定义：钻井液有称冲洗液，广义称循环介质或钻井液体，俗称泥浆，被喻钻井的血液。171、携带并悬浮岩屑，这是钻井液最基本的功用，通过其本身的循环，将孔底被钻头破碎的岩屑携至地面，保持孔内清洁，在接单根，起下钻或因事故停止循环时，能将孔内的钻屑悬浮在泥浆中，使钻屑不会很快下沉，避免沉沙卡钻等事故发生。2、冷却钻头，钻具。钻头旋转破碎岩层，会产生很多热量，同时钻具不断与孔壁摩擦，也产生热量。通过泥浆不断循环将这些热量不断吸收，然后带到地面释放到大气中，从而起到了冷却钻头，

3、钻具，延长其使用寿命的作用。3、保护孔壁。井壁稳定，井眼规则是安全，优质，快速钻进的基本条件，性能良好的钻井液具有良好的造壁的作用，在井壁上形成薄而韧的泥饼稳固已钻开的地层并阻止液相侵入地层，减弱泥页岩水化膨胀和分散的程度。4、冲洗孔底。钻井液在钻头喷嘴处以极高的速度冲洗孔底，使钻头在孔底始终接触和破碎新地层，避免重复破碎，保证安全，快速钻进。润滑钻具。由于钻井液的存在使钻头，钻具均在液体内旋转，特别是润滑性能优良的钻井液，将大大降低钻具摩擦的阻力。5、平衡地层压力。在钻进过程中通过调节钻井液的密度，使液柱压力能够平衡地层压力，防止井塌，井喷，漏失等井下复杂

4、情况的发生。二、双聚泥浆17㈠不分散低固相钻井液不分散低固相钻井液是用高分子聚合物处理低粘土含量原浆的产物。“不分散”是指高聚物凝剂能将泥浆中钻屑和劣质粘土絮凝成团，不分散于钻井液中，“低固相”是指包括粘土和钻屑的固相含量少，因为它固相含量低，密度小，性能优良，也称“优质轻泥浆”。1、不分散低固相钻井液的优点①钻井液密度低，固相含量小，有利于发现油气层，不易压死和堵死油层，同时可以提高钻速。②润滑性能好，可以减轻钻具及设备磨损，并减少卡钻事故；由于剪切稀释能力强，携带岩粉能力强，抑制性好使得孔径规则，孔内事故少；③粘度低，流动性能好，钻头有可能获得较大的水力

5、功率④有利于破碎岩石和清洗孔底；对泥页岩和粘土不起分散作用，可以保持孔壁稳定，并且可以防止粘土污染。。（二）不分散低固相钻井液的组成和性能指标17不分散低固相钻井液一般由淡水、膨润土和选择性絮凝剂组成（用选择性絮凝剂来提高膨润土原浆的粘度、动切力、并降低滤失量），只在某些特殊情况下才加入一些降滤失剂，但尽量不要使用分散剂因为分散剂不仅削弱聚合物絮凝岩屑（劣质粘降低钻速，因为分散剂的作用是使钻井液能够容纳更多的岩屑，而不能清降岩屑。不分散低固相钻井液的性能指标应满足：1．钻井液中总固相含量应维持在4%（体积）以下。2．岩屑和膨润土的比例应不超过2：1;3．动/

6、塑比值应为0.36～0.48。4．动切力保持在1.5～2.9帕能有效的携带岩粉，若超过2.9帕不仅不能提高携带岩粉的能力，而且不能发挥钻头水力因素来提高钻速，同时易产生压力激动，对在地面清除岩屑也不利。5．滤失量应从孔壁稳定和钻速考虑。6．PH值应控制在7～8.5之间。7．钻井液密度小于1.08㎏/L。（三）不分散低固相钻井液的工作原理1．有机高聚物的絮凝原理有机高聚物，由于高分子链节上吸附粘土颗粒，并通过“桥联”作用联结起来，最后絮凝成团并沉淀，分子量越大的高聚物，絮凝作用越明显，絮凝作用可分为全絮凝和选择性絮凝，选择性絮凝又可分为增强型和非增强型。2．不

7、分散低固相钻井液工作原理17如前所述，不分散低固相钻井液具有絮凝作用和很好的防塌作用，防塌的原理是：长链聚合物在泥页岩表面上发生多岩吸附后粘附在孔壁的微裂缝上，可以阻止泥页岩的剥落，同时HPAM或PAN的浓度较高时，在泥页岩孔壁表面上形成较致密的吸附膜，可以降低液相进入泥页岩的速度，对泥页岩水化起到一定的抑制用用，再者，水溶性长链高聚物在钻井液中的浓度达到一定数值后，钻井液成为假塑性流体，在层流时，表现粘度随着剪切速率的增大而降低，高聚物浓度越高，N值越小，动/塑比值越大，剪切稀释能力越强，流速剖面的平板化程度也就越大。三、双聚泥浆各组成成分的机理与作用（一

8、）水解聚丙烯腈（代号HPAN）水解聚丙烯腈是腈伦废丝