摘要:随着国民经济的飞速发展,地质找矿以及钻探环节的技术水平取得了前所未有的重大突破,进一步促进了地质科学理论研究与实践探究工作的深化发展。基于此发展背景,本文主要研究在地质钻探的作业过程中,面临着一些特殊施工情况的时候,技术人员通常会选择应用的钻井液材料和处理剂材料,以便为地质钻探的技术人员提供理论层面的借鉴,以期不断解决地质钻探发展环节面临的瓶颈和难题。
关键词:地质钻探;钻井液材料;处理剂
引言:近些年来,国内外对于地质钻探各个环节的研究都取得了突破性的进展,使得地质钻探这项勘查技术手段的科学性,不断得到了业内专家学者的一致认可,渐渐演变成为开展地下地质勘探作业的最佳技术手段。面临着地质复杂地区的施工挑战,技术人员逐渐开始在实践作业中探索钻井液材料以及处理剂的使用性能,从而为现代化高技术水平地质钻探工作体系的构建,提供了实践经验的方向性指导。
一、试论地质钻探常用的钻井液材料
(一)膨润土的应用
通常情况下,地质钻探施工环节经常用到的膨润土材料,主要被用于充当水基钻井液的重要配浆材料,在具体的钻探施工时经常会用到钠膨润土和钙膨润土这两种。在应用钙膨润土材料之前,应该先添加占到膨润土5%剂量的纯碱加快钙膨润土的转化速度,直到材料的黏度能够满足国家标准,才可以应用于地质钻探施工。按照国家标准,钠膨润土的材料在半个小时之内产生的常温中压应当小于15mL,同时要注意将动塑比控制在3.75μm之内,以便保证湿筛不会超过4。应用膨润土材料可以促进黏度的增加,显著提升钻井液的自体净化能力,并且还可以改善井眼中胶粘不牢固的部分,确保井眼的稳定性可供开展地质钻探施工,如此一来在施工过程中基本不会发生井漏之类的问题[1]。
(二)增效粉的应用
从一定程度上来说,在地质钻探环节应用增效粉主要是为了改良膨润土的化学性质,促使膨润土材料的性能可以得到进一步的提高,以更好的满足地质钻探施工所需。增效粉的全称是低粘增效粉,属于融合了多项产品制造技术的造浆材料,尤其是综合了泥浆处理剂和造浆土这两种材料在使用性能方面的优势,非常适用于复杂地质的施工工序。对于整体上相对复杂的地层,就可以使用增效粉达到护壁的效果,确保金刚石绳索取心钻探施工的顺利落实,巧妙的避免绳钻钻杆内壁出现结垢的现象。通常使用3%的增效粉混合一定量的水,动塑比使用性能就可以达到0.1-0.4左右,同时滤失量也容易被控制在15mL以内,这样最终的膨胀降低率就可以超过50,具备良好的泥浆性能。
(三)加重材料应用
地质钻探施工经常提到的加重材料实质就是加重剂,在按剂量配备添加到钻井液材料里之后,就可以显著增加钻井液的密度,非常适用于高压环境地层的地质钻探施工需求,具有稳固地层孔壁的效果。常用的加重剂主要有石灰石粉和重晶石粉、铁矿粉这几大类型,其中石灰石粉的密度介于2.7-2.9g/cm3之间,适合调配密度处于1.68g/cm3以内的钻井液材料。铁矿粉的化学组成成分主要是Fe2O3,密度大致介于4.9-5.3g/cm3之间,相比之下更适合搭配更高要求比例的钻井液材料,这一点和成分为TiO2的钛铁矿粉比较类似。重晶石粉属于天然性的矿石加重材料,现下在地质钻探环节中的应用非常广泛,按照国家标准其密度最低也要达到4.2g/cm3以上,因此更适合作为密度介于2.30g/cm3以内钻井液的加重材料。
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二、试论地质钻探常用的处理剂材料
(一)无机处理剂的应用
无机处理剂属于地质钻井施工环节常见的处理剂材料,涵盖的种类非常丰富,需要结合施工现场具体的地质特征进行选择。其中,纯碱就属于无机处理剂之一,应用于地质钻探环节能够起到沉淀和钠化的作用,通常在施工环节遇到选钻井液受到镁、钙等离子干扰的时候,就可以适当添加纯碱材料,迅速沉降附着在钻井液上面的钙离子,保证钻井液的使用性能不受损害[2]。在泥页岩地质的地层上开展钻探施工的时候,考虑到泥页岩的化学性质,可以添加无机处理剂中的烧碱作为处理剂材料,从而借助pH值范围小于9的烧碱促进泥页岩的水化膨胀,有效缩减径造浆。还可以适当运用无机絮凝剂作为处理剂材料,使用钙离子含量介于120-200mg/L的氢氧化钠调配抑制型钻井液,显著提升钻井液材料的结构切力,降低钻探环节的漏失率。
(二)降滤失剂的应用
腐植酸钠和磺化褐煤都属于常见的降滤失剂材料,通常在添加0.5%-2.0%左右剂量的情况下,就可以显著提升材料的降失水现象,显著提升钻探材料的热稳定性能。至于纤维素类的降滤失剂材料,行业中常见的应用产品主要有高粘、中粘和低粘这三种类型,相较腐植酸钠材料的抗盐能力有了显著的提高,通常添加0.1-0.6%左右的淡水泥浆或者0.5-1.0%的盐水泥浆,就可以达到行业的标准要求。若论地质钻探环节应用范围广泛的降滤失剂,应该属于淀粉类的降滤失剂材料,因为淀粉类的降滤失剂材料无论是在海水还是饱和盐水泥浆环境下,都可以产生稳定的使用性能,像是羧甲基淀粉一类的降滤失剂,只需要配置0.3-1.0%左右的淡水泥浆就可以将滤失量控制在10mL以内。
(三)堵漏剂的应用
常见的堵漏剂主要有随钻堵漏剂和惰性堵漏材料两大类型、其中,随钻堵漏剂在地质钻探中的应用价值非常高,广泛适用于砾石层、破碎煤层或者石灰岩等特殊地层的地质钻探施工。随钻堵漏剂的制成材料通常都是天然的植物材料,在含水的环境下会产生膨胀,但是组成材质所富含的膨胀颗粒同时也可以达到压缩的效果,非常适合用于特殊地质的堵漏处理,因此通常被用于地质的降失水处理,避免在钻探环节出现塌方现象,利于保证地质钻探施工全流程的顺利落实。
(四)润滑剂的应用
类似于上述的常见地质钻探处理剂材料,润滑剂也可以被分为液体类润滑剂和固体类润滑剂两种主要类型。应用较为广泛的液体类润滑剂主要有阴离子润滑剂,像是太古油、皂化油等材料都属于常见的阴离子润滑剂,虽然具有稳定的润滑效果,但并不适用于石灰岩或者白云岩等地层的钻探作业,因其极易出现破乳现象。再看极压润滑剂材料,能够在金属或粘土表层产生强力的附着作用,从而显著降低处理过程中岩石和钻探设备之间产生的摩擦阻力,利于削弱在特殊岩石中开展地质钻探操作的危险性。
结束语:
综上所述,通过本文的论述,大致能够对技术人员在开展地质钻探施工环节经常使用的钻井液材料以及处理剂材料,形成整体上的简单认知,但在实际的施工环节中,可以选择的材料以及技术手段还有很多。因此,在落实好勘探找矿环节的施工工序之后,还应该根据施工现场具体的地质特征,科学选择能够很好的发挥使用效能的钻井液材料以及处理剂,确保地质钻探全流程施工的规范化发展。
参考文献:
[1]王志平.地质勘查和深部地质钻探找矿技术的研究[J].世界有色金属,2018(03):98+100.
[2]胡继良,陶士先.地质钻探常用钻井液材料和处理剂[J].地质装备,2014,11(05):38-41.
论文作者:何为
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/7/20
标签:地质论文; 材料论文; 钻井液论文; 处理剂论文; 环节论文; 润滑剂论文; 膨润土论文; 《基层建设》2018年第18期论文;