晉城柿莊地區(qū)煤層氣地面鉆井泥漿護(hù)壁工藝技術(shù)研究.pdf

《晉城柿莊地區(qū)煤層氣地面鉆井泥漿護(hù)壁工藝技術(shù)研究.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、2012年8月礦業(yè)安全與環(huán)保第39卷第4期晉城柿莊地區(qū)煤層氣地面鉆井泥漿護(hù)壁工藝技術(shù)研究張海濤，郭英海，王燕(中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇徐州221008)摘要：針對晉城沁水盆地柿莊地區(qū)煤系地層的鉆井孔壁失穩(wěn)現(xiàn)象，通過查閱相關(guān)的地質(zhì)資料并進(jìn)行實(shí)地考察，在分析地層巖性特征的基礎(chǔ)上，找出對鉆探施工的不利地層因素。選擇合適的泥漿處理劑種類及水平，設(shè)計室內(nèi)泥漿實(shí)驗(yàn)，對泥漿性能指標(biāo)進(jìn)行正交分析，找出最優(yōu)泥漿配比；對選出的最優(yōu)泥漿配比進(jìn)行浸泡實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了泥漿對該區(qū)地層鉆井具有良好的防塌護(hù)壁性能。關(guān)鍵詞：瓦斯；抽采鉆井；煤系地層；防塌護(hù)壁；泥漿實(shí)驗(yàn)；正交分析中圖分類號：TD712．6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：

2、A文章編號：1008-4495(2012)04-0014-04在煤層中富存著大量瓦斯即煤層氣。煤層氣主原組和下二疊統(tǒng)山西組，是在奧陶系古風(fēng)化殼之上要吸附于微孔之中，而煤層中的裂縫是煤層氣產(chǎn)出的發(fā)育的一套近海海陸交互相含煤沉積；而本溪組和主要通道，雖然煤層孔隙度只有1％～2％，但其對煤下石盒子組均只含薄煤層或煤線。層的滲透率有重要影響。在具有高度裂縫的煤層中該地區(qū)第四系地層為坡積紅色或黃色黏土層，鉆進(jìn)時，如果用清水或常規(guī)鉆進(jìn)液，則鉆進(jìn)液將無可夾有姜結(jié)石薄層，底部礫石層與下伏地層呈不整合避免地侵入煤層的裂縫系統(tǒng)中，此時井眼附近地層的接觸，該系地層鉆井應(yīng)注意防塌、防漏。壓力接近井底的壓力，導(dǎo)致鉆

3、進(jìn)液對煤層的支撐力下二疊系上石盒子組由砂巖、粉砂巖及泥巖組成，降，致使煤巖脫落造成井壁坍塌。因此，從井壁穩(wěn)定底部的K。粗砂巖全區(qū)穩(wěn)定，為下石盒子組分界標(biāo)志性方面來看，煤層氣鉆進(jìn)要選用合適的鉆進(jìn)液以防止層，與下伏地層呈整合接觸；下石盒子組為灰綠色、井壁坍塌。晉城地區(qū)煤炭資源主要集中分布于二疊灰色泥巖，夾淺灰色砂巖，頂部為雜色鋁質(zhì)泥巖，俗系的山西組和石炭系的太原組，在煤層的頂、底板普稱“桃花泥巖”，其中含大量菱鐵礦結(jié)核。該段地層遍存在泥質(zhì)含量高的巖層。鉆進(jìn)該地層時，孔壁坍鉆井應(yīng)注意防斜、防垮、防漏。塌、掉塊、縮徑嚴(yán)重，沖洗液漏失大、下鉆遇阻、鉆頭包二疊系山西組由砂巖、粉砂及泥巖組成，含煤泥的情

4、形頻繁發(fā)生，甚至因此而導(dǎo)致孔內(nèi)事故、鉆孔4層，3煤較厚，為目的煤層，厚度約6m；石炭系太工程報廢等。為此，尋求適合該類煤系地層鉆進(jìn)的泥原組以砂巖、粉砂巖、泥巖及炭質(zhì)泥巖為主，含多層漿來解決孔壁失穩(wěn)問題已經(jīng)迫在眉睫。煤。該段地層鉆井應(yīng)注意防垮、防漏。通過對山西晉城沁水盆地柿莊地區(qū)煤系地層的研究，在室內(nèi)進(jìn)行泥漿的配比實(shí)驗(yàn)，尋求有效的防塌2實(shí)驗(yàn)設(shè)計和實(shí)驗(yàn)測試內(nèi)容防漏泥漿，解決該區(qū)較為突出的孔壁失穩(wěn)問題，并將2．1實(shí)驗(yàn)方法及原理有效的方法和成果應(yīng)用到省內(nèi)其他鉆探區(qū)，從而控目前，方差分析和正交實(shí)驗(yàn)方法在國內(nèi)外已被制該類地層對鉆探工程的影響。廣泛應(yīng)用，對多因素的實(shí)驗(yàn)，正確運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)法，1研究區(qū)的地質(zhì)

5、條件分析將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，以尋求最優(yōu)方案。而正交表是正交實(shí)驗(yàn)的基本工具，在正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計中，安沁水盆地為一北北東向復(fù)向斜構(gòu)造，構(gòu)造相對排實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行計算分析，均在正交表上進(jìn)簡單，斷層不發(fā)育，南北翹起端為箕狀斜坡，東西兩行。借助正交表可以選出具有代表性的實(shí)驗(yàn)，以較翼基本對稱；沁水盆地含煤地層主要為上石炭統(tǒng)太少的實(shí)驗(yàn)次數(shù)所取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，而能得到較好的檢驗(yàn)結(jié)果。該實(shí)驗(yàn)中有4個因素，每個因收稿日期：2012—01—10；2012—06—20修訂作者簡介：張海濤(1988一)，男，安徽淮北人，碩士研究素有3個水平，因此要構(gòu)造一個4因素3水平的正生，主要研究方向?yàn)槊簩託馀c礦井瓦斯

6、。E—mail：交表，簡單記為L(3)正交表。記錄正交表中實(shí)驗(yàn)zhanghaita02221@163．corn。的結(jié)果并進(jìn)行統(tǒng)計分析。本次正交實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計分析·14·2012年8月礦業(yè)安全與環(huán)保第39卷第4期采用直觀分析：通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果直接觀察，尋求各因表1黏土最優(yōu)加堿量的確定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)素水平的最好搭配J。2．2泥漿配方優(yōu)選2．2．1造漿膨潤土鉆井施工中，應(yīng)選取水化性能好，造漿率高的黏土即膨潤土。由此配成的泥漿具有較小的密度，較好的流變特性，攜帶巖屑清洗井眼能力強(qiáng)，失水量小，確保提高鉆井速度，保持井眼穩(wěn)定。2．2．2水工程施工中用的大多是江河中的水或自來水，土各30g，分別加入9只量杯中，再稱

7、取黏土加量的水中含有較多的ca及其他雜質(zhì)，在實(shí)驗(yàn)過程中會6％的無水碳酸鈉依次加入泥漿杯中，并做好標(biāo)記，給實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來一定的影響和誤差。然后加水至1000mL，用玻璃棒或攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢?．2．3處理劑后靜置24h。根據(jù)研究區(qū)地層情況，為更好地鉆進(jìn)，防止泥漿2)泥漿的配制漏失、鉆孔坍塌，該泥漿的處理劑選擇了植物膠、潤在基漿配制好24h后，根據(jù)已確定的處理劑加滑劑、降失水劑和防塌劑4種J。量的水平，利用4因素3水平的L。(3)