大連馬欄地區(qū)地?zé)峋┕すに?/h1>
2011-10-13 03:40:24趙英凱田忠福
采礦技術(shù) 2011年2期
盛 春，趙英凱，田忠福
(東北煤田地質(zhì)局103勘探隊(duì)， 遼寧遼陽市 111000)
大連馬欄地區(qū)地?zé)峋┕すに?/p>
盛 春，趙英凱，田忠福
(東北煤田地質(zhì)局103勘探隊(duì)， 遼寧遼陽市 111000)
大連馬欄地區(qū)地層條件復(fù)雜，在地?zé)峋┕み^程中，出現(xiàn)鉆井軌跡變化較大、鉆具上提困難、孔漏等現(xiàn)象，通過采取塔式鉆具防斜、在泥漿中加入潤滑劑，解決了鉆具上提的困難，采用鋸沫泥漿靜止堵漏方法解決孔漏的問題。
地?zé)峋?施工工藝;施工設(shè)備;堵漏
地?zé)豳Y源是新能源中一種越來越受到人們關(guān)注的清潔能源，它可以廣泛地用于發(fā)電、供熱、旅游等行業(yè)。大連馬欄地區(qū)為開發(fā)利用地?zé)豳Y源，設(shè)計(jì)了深3500 m的地?zé)峋?。但該地區(qū)地層條件復(fù)雜，且孔徑大，施工遇到一定困難。本文總結(jié)了在該地區(qū)地?zé)峋氖┕すに嚕云跒橐院笤谠摰貐^(qū)或類似地層中施工地?zé)峋峁┮欢ǖ膮⒖肌?/p>
1 地層情況及特點(diǎn)
鉆探揭露橋頭組地層上部為灰色石英巖與深灰色板巖互層，中部為深灰色板巖，綠灰、深灰色板巖夾灰褐色灰?guī)r，下部為大套灰白色石英巖夾薄層灰褐、深灰色板巖、千枚巖，底界深1400 m;長嶺組地層上部為灰綠、灰褐、褐黑色板巖，砂質(zhì)板巖，灰綠色千枚巖，灰、灰白色變余石英巖、中砂巖，灰質(zhì)粉砂、細(xì)沙巖呈不等互層，夾一層灰綠色輝綠巖，下部為灰、灰白色變余石英巖與變余互層。長嶺組為本井較好的熱儲(chǔ)層段。
該井所在地層為一倒轉(zhuǎn)背斜地層，地層呈西南走向225°，傾向東南，傾角為45°。地層傾角大，軟硬互層，巖層破碎，板巖硬度6～7級(jí)，石英巖、石英砂巖硬度8～10級(jí)，施工過程中容易出現(xiàn)垮塌、井眼方位、軌跡變化復(fù)雜等現(xiàn)象，造成施工困難。
2 井身結(jié)構(gòu)
如圖1所示，該孔采用三開結(jié)構(gòu)，一開0～30 m，井徑為445 mm;二開30～500 m，井徑311 mm;三開500～3500 m，井徑215．9 mm。
0～30 m下入Φ377 mm護(hù)壁管;0～500 m下入Φ273 mm套管作為出水管及泵室管;500～3500 m下入Φ139．7 mm套管作為出水管及濾水管。
圖1 井身結(jié)構(gòu)
3 主要施工設(shè)備
鉆井施工采用的設(shè)備主要有ZJ－45鉆機(jī)1臺(tái)，300GF－3X發(fā)電機(jī)1臺(tái)，PZ12V－190柴油機(jī)3臺(tái)，青州NBB－1300鉆井泵2臺(tái)，及密閉循環(huán)系統(tǒng)、鉆井液凈化系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)等配套系統(tǒng)。
4 鉆井工藝
(1)鉆井方法。首先采用3AΦ445 mm鉆頭從地表鉆至30 m深，下入Φ377 mm的螺旋鋼管;二開采用3AΦ311 mm鉆頭，鉆至深500 m，下入Φ273 mm石油套管作為泵室管，用水泥固井至水泥漿返出地面;三開采用 3AΦ215．9 mm鉆頭，鉆至深3326．18 m，下入Φ139．7 mm的石油套管作為出水管及濾水管。
(2)鉆具組合。進(jìn)入二開后，由于鉆具搭配不當(dāng)，在1500 m處，鉆孔偏斜大，經(jīng)重新組合鉆具，采用塔式組合鉆具，鉆具組合為3AΦ215．9 mm鉆頭+Φ177．8 mm鉆挺 7根 +Φ165 mm鉆挺 8根+Φ127 mm鉆桿，此組合的優(yōu)點(diǎn)在于鉆進(jìn)時(shí)重心較低，能起到很好的防斜作用。鉆進(jìn)參數(shù)為:鉆壓50～80 kN，轉(zhuǎn)速70 ～117 r/min，排量40 L/s。
(3)泥漿。該井由于地層巖性、傾角變化大，使井眼方位、軌跡變化復(fù)雜，鉆具的重量在上提時(shí)增加了附加拉力，達(dá)到鉆具重量的1倍，上提困難;在原有泥漿(雙聚泥漿:膨潤土、純堿、HPAN、HPAM)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過幾次處理，加入石墨及液體石蠟等潤滑劑后情況得到了明顯的改善，最終使鉆孔順利完成。
(4)鉆頭選擇。在板巖地層中選擇了HJ517牙輪鉆頭，鉆進(jìn)效果好;下部地層主要以石英巖、變余石英巖、石英砂巖為主，硬度大，研磨性強(qiáng)，經(jīng)過HJ517、637G、717G等幾種鉆頭的對(duì)比，選用了717G鉆頭，縮短了施工工期，降低了鉆井成本。
5 特殊情況處理
在鉆進(jìn)過程中共發(fā)生2次孔漏現(xiàn)象。第一次是在鉆進(jìn)至2570 m時(shí)，發(fā)現(xiàn)泥漿消耗異常。在反復(fù)往孔內(nèi)注入泥漿，損失泥漿25 m3后，靜止測得水位為40 m，說明漏失點(diǎn)有可能在上部。于是配鋸沫泥漿進(jìn)行堵漏，首先用泥漿泵將鋸沫泥漿送至井底，但在運(yùn)送過程中，因鋸沫含量高、粘度大，鋸末泥漿沒到達(dá)井底泥漿泵就失去了推動(dòng)能力，方案失敗。于是決定將鋸末泥漿從井口注入，靜止堵漏，直至最后漏失泥漿僅0．5 m3為止，下鉆返漿正常。
第二次漏失在鉆進(jìn)至3212 m時(shí)，采用第一次堵漏的方法進(jìn)行堵漏，取得了很好的效果。
6 取得的經(jīng)驗(yàn)
該地?zé)峋氖┕ぃ诘貙訔l件復(fù)雜、設(shè)計(jì)孔深較深，鉆孔方位、軌跡及井斜變化較大的情況下，經(jīng)改進(jìn)施工工藝，最終圓滿完成施工任務(wù)。地?zé)峋鏊?8 m3/h，水溫46℃。取得了在復(fù)雜地層中施工地?zé)峋慕?jīng)驗(yàn):
(1)采用塔式組合，在基巖傾斜地層中施工大孔徑地?zé)峋?，能有效預(yù)防井斜;
(2)在鉆井參數(shù)一定的條件下，合理選擇鉆頭型號(hào)，能大大提高效率，降低鉆井成本;
(3)由于地層巖性、傾角變化大，引起井眼方位、軌跡變化復(fù)雜，通過增加鉆具上提時(shí)的附加拉力，并在泥漿中加入石墨及液體石蠟等潤滑劑，使情況得以改善;
(4)在發(fā)生孔漏時(shí)，配備鋸沫泥漿進(jìn)行堵漏，由于鋸沫泥漿粘度大，易使泵失去推力，故在堵漏時(shí)采用孔口注漿、靜止堵漏的方法，取得了良好效果。
［1］ 黃奇文，郭 震．沈北地?zé)豳Y源分布特征及控制因素［J］．吉林地質(zhì)，2004，23(3):83 －85．
［2］ 劉文新，張長茂，等．大連金石灘地區(qū)復(fù)雜基巖地?zé)峋┕すに嚕跩］．探礦工程(巖土鉆掘工程)，2007，(8):20 －25．
［3］ 周金葵，李效新．鉆井工程［M］．北京:石油工業(yè)出版社，2007．
［4］ 劉炳志，韓成斌，等．大口徑煤礦定向排水井鉆探及完井施工技術(shù)［J］．探礦工程(巖土鉆掘工程)，2007，(4):47 －50．
2010－11－15)
盛 春(1965－)，男，遼寧遼陽人，工程師，主要從事水文地質(zhì)及工程地質(zhì)工作。
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該井所在地層為一倒轉(zhuǎn)背斜地層，地層呈西南走向225°，傾向東南，傾角為45°。地層傾角大，軟硬互層，巖層破碎，板巖硬度6～7級(jí)，石英巖、石英砂巖硬度8～10級(jí)，施工過程中容易出現(xiàn)垮塌、井眼方位、軌跡變化復(fù)雜等現(xiàn)象，造成施工困難。
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如圖1所示，該孔采用三開結(jié)構(gòu)，一開0～30 m，井徑為445 mm;二開30～500 m，井徑311 mm;三開500～3500 m，井徑215．9 mm。
0～30 m下入Φ377 mm護(hù)壁管;0～500 m下入Φ273 mm套管作為出水管及泵室管;500～3500 m下入Φ139．7 mm套管作為出水管及濾水管。
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(4)鉆頭選擇。在板巖地層中選擇了HJ517牙輪鉆頭，鉆進(jìn)效果好;下部地層主要以石英巖、變余石英巖、石英砂巖為主，硬度大，研磨性強(qiáng)，經(jīng)過HJ517、637G、717G等幾種鉆頭的對(duì)比，選用了717G鉆頭，縮短了施工工期，降低了鉆井成本。
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第二次漏失在鉆進(jìn)至3212 m時(shí)，采用第一次堵漏的方法進(jìn)行堵漏，取得了很好的效果。
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(4)在發(fā)生孔漏時(shí)，配備鋸沫泥漿進(jìn)行堵漏，由于鋸沫泥漿粘度大，易使泵失去推力，故在堵漏時(shí)采用孔口注漿、靜止堵漏的方法，取得了良好效果。
［1］ 黃奇文，郭 震．沈北地?zé)豳Y源分布特征及控制因素［J］．吉林地質(zhì)，2004，23(3):83 －85．
［2］ 劉文新，張長茂，等．大連金石灘地區(qū)復(fù)雜基巖地?zé)峋┕すに嚕跩］．探礦工程(巖土鉆掘工程)，2007，(8):20 －25．
［3］ 周金葵，李效新．鉆井工程［M］．北京:石油工業(yè)出版社，2007．
［4］ 劉炳志，韓成斌，等．大口徑煤礦定向排水井鉆探及完井施工技術(shù)［J］．探礦工程(巖土鉆掘工程)，2007，(4):47 －50．
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