金刚石钻探孔内分析判断与故障预防

张 伟

(辽宁省有色地质局一0三队钻探公司 118008)

[摘 要]分析了目前国内金刚石钻进、绳索取心及固体矿产钻探技术的发展；低成本钻孔的钻进护理，孔内分析与判断；归纳总结了近10年来所遇各种复杂钻孔的预防处理方法；并对钻探技术提出了建议。

[关键词]钻井液；设备；分析与判断；预防；

中图分类号:P634.8 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)17-0283-02

金刚石钻探孔内分析判断与故障预防

一．钻井液基本知识

钻井液俗称泥浆，是用各种原料和化学添加剂配制而成的一种流体，其各项性能均可调控。钻井液工艺是运用各种物料、原材料处理剂的科学配伍，合理的使用各种设备，以最经济的成本满足钻井工程的目的。钻井液工艺不但是设计和配制最理想的钻井液，而且要以最经济的投资，成功地完成每口井的钻井任务。

1.钻井液分类

钻井液按分散体系的标准分为水基钻井液、油基钻井液和气体钻井液。

2.钻井液功能钻井液的功能：a.清除井下钻屑并携带至地面；b.平衡地层压力，以防地层流体进入井 內；c.保持井壁稳定；d.冷却与润滑钻头、钻具；e.传递水功率。

3.钻井液设计

钻井液设计是钻井工程设计的重要组成部分，主要依据包括以下几个方面：

a.以钻井地质设计、钻井工程设计及其他相关资料为基础，依据有关技术规范、规定和标准进行钻井液设计。

b.钻井液设计应在分析影响钻探作业安全、质量和效益等因素的基础上，制定相应的钻井液技术措施。主要有：地层岩性、地层应力、地层岩石理化性能、地层流体、地层压力（孔隙压力、坍塌压力和破碎压力）、地温梯度等信息。c.保存本区相邻已完成钻孔的地质信息和钻井液使用配方。

4.钻井液配方

在盲区中钻进建议使用配方：聚丙烯酰胺+高效润滑剂（含沥青成分）粘度按实际情况调配(造价比较低）；根据钻孔的复杂性可随时调为重泥浆和堵漏泥浆，因为钻孔是需要日常护理的，等到井內有情况才想到用泥浆是不可以的。[M] 介绍几种复杂钻孔的钻井液配方（造价相对比较高）：

4 . 1 钻流塑土地层配方（重泥浆）：

1m3水，30k g预水化膨润土，3kgXC，300～500kg重晶石粉（800目），

15kgDFD。

4 . 2 钻孔止涌配方（重泥浆）：

1m3水+200kg重晶石粉+500kg膨润土+5kgCMC+3kg纯碱+6kg腐植酸

钾。解决水压高，涌水量大的承压含水层涌水问题。

4 . 3 砂性、卵砾性、破碎带泥浆

4.3.1 Na-CMC（钠羧甲基纤维素）泥浆

配方：优质造浆粘土70～100kg，水1m3,纯碱6～10kg,Na-CMC 10～

15kg。

4.3.2 腐植酸泥浆（KHm，NaHm)

配方：1m3水，50～100kg煤碱剂（干量），优质造浆粘土100～120kg，3～

5kgNaCO3

4.3.3 LG植物胶泥浆

配方：1m3水，55kg膨润土，20kgLG，2kg纯碱，1kgXC.

4.3.4 堵漏泥浆

泥浆中加入惰性材料随钻堵漏；堵漏剂有：棉纤维、木质纤维、锯末、塑料碎片、云母片、木片、核桃壳等。钻井液的粘度、流变性、虑失性、PH值以及钻井液的维护和处理在此不做详细的介绍和说明了。钻井液的调配不是一成不变的，随着钻孔地层的不断变化，以最廉价的材料调制出安全可靠、高效优质的泥浆；以安全生产、护壁堵漏为原则，最终调出本钻孔的通用泥浆。钻井液的使用是钻探生产中尤为重要的环节，是钻孔钻进和井故处理不可缺少的组成部分。

二．利用钻探设备对孔内进行分析判断

钻探设备包括：钻塔、钻机、泥浆泵、钻杆钻具、绞车、扭管机、配电箱等等。在钻进时，操作者是看不见井內任何情况的，只有靠从井內传到井外的相关信息以及异常声响，来分析判断井內状况，确保正常钻进，预防井故、避免钻孔故障。确实加强钻探设备的维护与保养，保证设备的完好率，才能正常进行钻探施工任务。下面总结了多年来钻进时的一些现象，以此说明井內分析和判断的重要性。

1.利用设备运行状况和伴随现象对钻孔进行分析(表1）

泵压的变化反映井內返水是否通畅，井壁有无渗漏情况；电流的变化反映钻机的负荷大小。

2.利用内管总成和岩心对孔内进行分析判断

内管总成是绳索取心钻进中不可缺少的重要组成部分；它的结构主要包括：弹卡机构部分（矛头、矛头座、滑轴、滑套、卡板、卡板弹簧、挡肩和备帽等）、转轴部分（芯轴、调整备帽、调整垫片、轴承盒、压力轴承、压套、调整弹簧、下压力轴承、锁紧螺母等）、内管部分（内管连接手和内管）、锁心部分（卡簧座、卡簧、卡簧挡圈）。钻进时操作者看不到井內岩层的任何情况，只有靠每次取上来的岩心和内管总成的使用状况来对岩层进行分析、对钻头磨损情况进行判断。

2.1 直观、检测岩心，分析回次钻进全过程。

a.直观岩心判定岩层岩石种类。