深部找矿—强封堵型钻井液研究

论文摘要

随着矿山向深部开采,保有矿石储量减少,为延长矿山寿命,要进行矿区深部的找矿工作。这是我国现在矿藏资源勘探开发的现状,同时也对矿藏勘探开发技术提出了更高的要求。在深部找矿过程中,我们经常会遇到硬脆性地层,易发生井涌井漏的裂缝性、空隙性地层,以及易发生坍塌掉块、井径变形的泥页岩地层。钻井过程中压差卡钻、钻井液漏失和(或)井壁垮塌等复杂问题以及地层损害问题仍然较突出。如果不给予足够的重视,将会造成一系列的井下事故,加大勘探开发的成本,甚至失去矿藏开发的可能性。本文主要基于成膜钻井液体系、无渗透钻井液体系、设计者钻井液体系以及微泡沫钻井液体系,研发出一种适用于深部找矿的强封堵型钻井液体系。并且对强封堵型钻井液体系的试验方法、机理进行了一定的研究。并最终给出一种完整的强封堵型钻井液体系的配方,可形成低密度钻井液也可形成高密度钻井液。本文从成膜效果及成本等方面进行了分析,选择了MEG为成膜剂;并根据以往国内外无渗透钻井液的研究,从动降滤失剂、可变形性封堵材料、防塌润滑剂,对常用化工材料进行优选,并通过正交试验给出无渗透处理剂的基本配方;最后在对侨联堵漏材料进行分析和筛选之后,进行固体材料的封堵优选。最终三者结合,给出强封堵型钻井液体系的配方。由于在深部找矿过程中,其密度窗口的不同会需求不同密度的钻井液。因此对于已研究强封堵型钻井液进行改进。根据微泡沫钻井液体系的参考,我们研究出含有绒囊结构的钻井液,可适用于低密度窗口的底层情况。而在原强封堵型钻井液体系中加入加重材料后,可适用于需要高密度钻井液的地层情况。最后我们对整个强封堵型钻井液体系的抗盐性能、抗钙性能、抗温性能,及抗油污染、抗酸碱能力、抗粘土污染能力进行了实验分析,给出了强封堵型钻井液的适应能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第1章 强封堵型钻井液体系研究现状
• 1.1 强封堵型钻井液体系的特点及机理
• 1.1.1 强封堵型钻井液体系特点
• 1.1.2 强封堵型钻井液体系机理
• 1.2 国内外强封堵型钻井液技术的现状
• 1.2.1 成膜类钻井液
• 1.2.2 无渗透钻井液
• 1.2.3 设计者钻井液
• 1.3 强封堵型钻井液主要组成与作用机理
• 1.3.1 成膜剂
• 1.3.2 无渗透钻井液
• 1.3.3 屏蔽暂堵型钻井液
• 1.4 强封堵型钻井液评价实验方法
• 1.4.1 注射器简易测试法
• 1.4.2 API 滤失仪（砂床）测试法
• 1.4.3 可视式中压砂床滤失仪测试法
• 1.4.4 高温高压砂层滤失量测试方法
• 1.4.5 堵漏实验
• 第2章 强封堵性钻井液体系的配制
• 2.1 成膜剂的优选
• 2.1.1 成膜原理分析
• 2.1.2 成膜剂优选实验
• 2.2 超低渗透处理剂的优选
• 2.2.1 超低渗透处理剂研制基本要求
• 2.2.2 超低渗透处理剂研制主要基础原料评价分析
• 2.2.3 超低渗透处理剂配比优选
• 2.2.4 钻井液成膜性能测试
• 2.3 堵漏处理剂的评价
• 2.3.1 堵漏材料的选择
• 2.3.2 实验原理及方法
• 2.3.3 缝隙实验
• 2.4 结论
• 第3章 含绒囊结构的强封堵型钻井液
• 3.1 微泡沫钻井液的基本原理
• 3.2 含绒囊结构强封堵型钻井液
• 3.2.1 体系配制
• 3.2.2 结构观察
• 3.2.3 封堵机理
• 3.3 封堵实验
• 3.4 结论
• 第4章 强封堵型钻井液性能评价
• 4.1 抗盐、抗钙性能评价
• 4.1.1 抗盐性能评价
• 4.1.2 抗钙性能评价
• 4.2 抗油污染性能评价
• 4.3 抗粘土污染性能评价
• 4.4 抗温性能评价
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献