山地找水钻井方法
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山地找水钻井常用方法
录入时间：2010年03月04日 来源： 专题系统 责任编辑： 刘志刚 重要指数： ★★★ 浏览： 102 次
对山地找水的浅谈
把握地下水分布的一般规律和特点一些地方废井多、不出水或出水少,主要原因之一是井址不准,深浅不适.因而把握地形水系的一般规律十分重要.按含水层的岩性组成,可划分为基岩破碎带或风化带含水层、碳酸岩岩溶含水层和第四系松散岩系孔隙含水层3种;含水层贮水量大小主要取决于含水层的厚度和岩性组成.含水层的厚度愈大,组成的岩土颗粒愈粗大,其贮水量也就愈大.比如川中丘陵地区,风化裂隙水的含水层一般在20-30米的深度.对于井址的确定主要是找准"泉眼",找水歌诀:"两山夹一嘴,地下必有水","碎石带下水汪汪,红石头下干梆梆","湾对湾,嘴(指山嘴)对嘴,长流水"等,主要是说一般要把钻孔布置在岭状中丘坡脚、丘陵谷地、洼地或风化裂隙发育及风化裂隙与构造裂隙勾通处. 专业打井技术的技巧就是根据不同地层来判断不同的水线，从而达到找水的目的．打井 钻井都是一个理．
钻井常用方法
平衡压力钻井：在钻井过程中，始终保护井眼压力等于地层压力的一种钻井方法叫平衡压力钻井。
喷射钻井：喷射钻井是利用钻井液通过喷射式钻头喷嘴时，所产生的高速射流的水力作用，提高机械钻速的一种钻井方法。
固井：就是向井内下入一定尺寸的套管串，并在其周围注入水泥浆，把套管固定的井壁上，避免井壁坍塌。其目的是：封隔疏松、易塌、易漏等复杂地层；封隔油、气、水层，防止互相窜漏；安装井口，控制油气流，以利钻进或生产油气。
钻杆地层测试
钻杆地层测试是使用钻杆或油管把带封隔器的地层测试器下入井中进行试油的一种先进技术。它既可以在已下入套管的井中进行测试，也可在未下入套管的裸眼井中进行测试；既可在钻井完成后进行测试，又可在钻井中途进行测试。
电缆地层测试
在钻井过程中发现油气显示后，用电缆下入地层测试器可以取得地层中流体的样品和测量地层压力，称做电缆地层测试。这种测试方法比较简单，可以多次地、重复地进行。
油管传输射孔
油管传输射孔是由油管将射孔器带入井下，射孔后可以直接使地层的流体经油管导致地面，不必在射孔时向井内灌入大量压井液，避免井底污染的一种先进技术。
岩石孔隙度
岩石的孔隙度是指岩石中未被固体物质充填的空间体积Vp与岩石总体积Vb的比值。用希腊字母Φ表示，其表达式为：Φ=V孔隙 / V岩石×100%=Vp / Vb×100%
地层原油体积系数
地层原油体积系数βo，又称原油地下体积系数，或简称原油体积系数。它是原油在地下的体积(即地层油体积)与其在地面脱气后的体积之比。原油的地下体积系数βo总是大于1。
流体饱和度
某种流体的饱和度是指：储层岩石孔隙中某种流体所占的体积百分数。它表示了孔隙空间为某种流体所占据的程度。岩石中由几相流体充满其孔隙，则这几相流体饱和度之和就为1(100%)。
注水泥施工工序
下套管至预定深度→装水泥头、循环泥浆、接地面管线→打隔离液→注水泥→顶胶塞→替泥浆→碰压→注水泥结束、候凝。
完井井口装置
(1)套管头--密封两层套管环空，悬挂第二部分套管柱和承受一部分重量；(2)油管头--承座锥管挂，连接油层套管和采油树、放喷闸门、管线；(3)采油树--控制油气流动，安全而有计划地进行生产，进行完井测试、注液、压井、油井清蜡等作业。
尾管固井法
尾管固井是在上部已下有套管的井内，只对下部新钻出的裸眼井段下套管注水泥进行封固的固井方法。尾管有三种固定方法：尾管座于井底法；水泥环悬挂法；尾管悬挂器悬挂法
水解聚丙烯酰胺泥浆在地热
出处：巩义市大成水处理材料有限公司 发布日期：2009-8-24 17:52:45 浏览次数：101 【字体:小 中 大】
摘 要 针对雷琼自流盆地施工地热深井的地质条件,采用水解聚丙烯酰胺泥浆为洗井液.介绍该泥浆在施工时的配方和应用方法,以及取得的效果和存在问题.
关键词 水解聚丙烯酰胺泥浆 地热深井 钻探 应用
广东省地质勘查局水文工程地质一大队于2006年2月9日～2007年2月12日在海口市施工一眼设计1 025 m深的热水井(要求出水水温高于等于52℃,水量大于等于30 m3/h),钻进使用山东膨润土加纯碱制造的普通泥浆,在扩孔到900.33 m时发生糊钻事故造成全孔报废,报废进尺978.72 m,掉失钻具561 m.时值该队开展低固相泥浆在超深层水井施工中的应用研究,在补打的新井(施工时间2007年3月5日～5月27日)中采用水解聚丙烯酰胺泥浆(简称PHP泥浆)施工,并首次获得成功.在新井应用过程中,由于受地质条件和除碴设备的限制,该泥浆虽未能达到低固相,但已初步显示出比普通泥浆优越,为将来热水井施工的推广取得了很好经验.
1 水文地质特征
施工点区域地质上位于雷琼自流盆地(包括广东省雷州半岛以及海南省北部)南部.盆地地层自上而下依次为第四纪松散沉积层和第三纪半固结沉积层,基底为白垩纪和寒武纪基岩.其中第四系和第三系夹有多层火山岩;超深层承压水(埋深大于500 m)和沿海浅层微承压水为微咸水—咸水,咸水可溶性固体最高为5.650 g/L;超深层承压水的咸淡水分界面在490～710 m深范围①.热水井热储层为第三纪细砂,粉砂层,水文地质条件分析见表1.
2 室内研究试验
2.1 确定泥浆配方
据表1所列水文地质条件,PHP泥浆成分是在普通泥浆中加入下列3种有机处理剂:
表1 水文地质条件对钻井影响分析
影响因素
存在问题
钻井隐患
第四纪砂层,砾石层
很松散—松散
涌砂,塌孔埋钻
第三纪粘土层
厚度较大,极易吸水膨胀,钻孔造浆,使泥浆变稠
造成缩径卡钻,糊钻
热储层(淡热水)
地下热水水头压力较大
孔壁易失稳,可能产生涌水,涌砂甚至塌孔埋钻
咸水层
靠近大海,咸水矿化度高,含有大量的Cl-,Mg2+,Ca2+等有害离子
破坏泥浆胶体,产生泥浆稠化,严重时稀释析水沉淀,可造成糊钻或塌孔
深部地层温度
52～62℃
使泥浆稠化,粘度增大,易憋泵甚至糊钻
⑴水解聚丙烯酰胺(PHP,下同):使用浓度为1%,水解度为30%,是由摩尔质量大于等于300万的聚丙烯酰胺加入烧碱经90～100℃高温水解制得[1].它是配制PHP泥浆的一种关键处理剂,对岩屑,劣质粘土具有选择絮凝作用,能大幅度提高泥浆的胶体能力和稳定性,减少咸水等不良因素对泥浆的破坏.
⑵磺化沥青:软化点高于260℃,可溶于油,不溶于水,但能在水中高度分散.引用到泥浆中主要是抑制粘土质岩层尤其第三纪半固结粘土层的水化膨胀,减少缩径与造浆,防止糊钻;同时增加泥浆润滑性,起到防卡,解卡作用;还可改善泥皮质量,提高孔壁稳定性[2].
⑶钠羧甲基纤维素(Na-CMC,下同):被破坏的最低温度为140℃,在泥浆中起增粘作用,主要针对松散的砂层,砾石层而使用.
前人研究结果指出,PHP 泥浆属塑性流体,适用宾汉方程.当动切力与塑性粘度的比值=1～1.333时,泥浆的上返流态为平板层流,有利提高排碴速度,起到提高钻速的作用[3].以该比值为标准经配制试验确定配方如下:
膨润5%～7%,纯碱5%～6%,PHP(150～350)×10-6,磺化沥青0.5‰～1‰,Na-CMC0～0.05‰.
表2 PHP泥浆加温测试
试验温度
(℃)
漏 斗 粘 度(s)
<1 h
2 h
4 h
7 h
16 h
16～42
26
52
27
62
27
27
28
31
65
72
27
82
29
86
31
92
34
测试结果表明均在1～1.333范围,而且固相含量越小,切力越小.
2. 2 抗温试验
配方中3种有机处理剂均能满足小于等于90℃的地温要求,热稳定性较好,但泥浆的粘度受温度和时间影响变化较大(表2).
随温度升高,泥浆逐渐变稠,粘度逐渐增大,当温度从16.5℃升到92℃时,漏斗粘度为26～34 s.而且在温度62℃恒温静置7 h,漏斗粘度由27s上升为31 s;恒温静置16 h,漏斗粘度由27 s上升为65 s,但此时泥浆只发生稠化,并未产生钝化现象,仍能钻进使用.
2.3 咸水浸染试验
由于井点位于海岛,用可溶性总固体为35.885 g/L的海水加水稀释为可溶性总固体5.650 g/L的咸水,然后采用与普通泥浆进行对比的形式进行.
选用普通泥浆和PHP泥浆对比试验,试验情况和性能指标见表3和表4.
表3 咸水浸染对比试验
咸水加量
10%
20%
30%
40%
50%
普通泥浆
变稠
变稠
稀释
稀释析水
沉淀析水5 mm
PHP泥浆
未见变化
未见变化
变稠
稀释析水
沉淀析水4 mm
表4 PHP泥浆咸水浸染测试
咸水加入量
相对密度
PH值
漏斗粘度
(10-3Pa.s)
(0.48Pa)
备 注
0
1.045
9
26～27
7.7
9.8
1.273
均在1～1.333范围
10%
1.040
8.5
24
7.2
7.6
1.056
20%
1.038
8.5
23
7
7.5
1.071
30%
1.038
8.5
22
4.7
7.1
1.511
稠化
在咸水加入量分别为泥浆体积10%,20%的试验中,泥浆的分别为1.056,1.071,仍在=1～1.333的范围.试验表明PHP泥浆仍能被咸水破坏,但它抵抗咸水破坏能力比普通泥浆强,稳定性也比普通泥浆好,在矿化度为5.650 g/L的咸水浸染量小于等于20%时,仍能正常使用.
2.4 泥皮破坏试验
PHP泥浆形成的泥皮韧性比普通泥浆的好,在浓度0.8%～1%的焦磷酸钠溶液中浸泡被破坏的时间比普通泥皮要长,约为1天,而普通泥皮一般需6～8 h.因此洗井时可考虑采取相应措施.
3 钻井应用
3.1 应用方法
钻孔前在预化池和泥浆池同时配制PHP泥浆,开孔或钻进遇粗砂和砾石层,有咸水地层时配方中取大值,其他正常钻进时取小值.
钻进时每班均测定泥浆性能指标,根据《管井施工技术指南》选用合适的泥浆相对密度,以平衡地层压力,防止涌砂,孔壁坍塌,保证钻孔顺利进行.
在钻孔中,随着泥浆消耗,原则上应从预化池向泥浆池中补充新泥浆.当地层粘土侵入,采用不断小量加入PHP方法使地层粘土颗粒部分絮凝,或加入磺化沥青抑制造浆,也可适当加入清水稀释(以保持良好胶体率为度).
当受到大量咸水浸染时,泥浆pH值,漏斗粘度下降较快,相对密度也会下降,会产生较大漏失,快速钻穿咸水层不漏浆后再降低泥浆相对密度和粘度.
在预计取水孔段,为防止泥浆受高温影响而稠化,当遇到钻孔停待时间大于7 h,在恢复施工时应边下钻具边冲孔换浆,以防糊钻.
3.2 应用效果
新井在钻进和扩孔中一直进展顺利,孔内干净,每次下钻具都能下到孔底(除停待外),无遇阻现象;每回次开泵都能流通泥浆,极少有憋泵现象;最后顺利下完井管,有效地避免了孔内事故发生;而且水文电测井时探头也一次性顺利下到孔底,未发生阻滞现象,这在该队深井测井中不多见,因此在应用过程中一直得到工人,生产管理人员和测井技术人员较高评价.与原报废孔使用的普通泥浆相比,优点主要体现在:
