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缓角度绳索取芯钻孔井壁稳定性分析及钻井液研究

宋厚园  
【摘要】:本文是以中南大学和金川集团公司合作科研项目“缓角度绳索取心钻探工艺研究”为依托,针对缓角度绳索取芯的特殊性能要求,通过参考和借鉴国内外先进经验以及进行大量室内试验和现场试验的基础上,研究出合适的缓角度绳索取芯钻进的钻井液体系,以满足缓角度绳索取芯钻进不稳定地层的要求,为“缓角度绳索取芯钻探工艺研究”项目的实施做好了钻井液方面的技术准备工作。 本文主要包括以下三个方面内容:首先对缓角度绳索取芯钻进钻孔孔壁稳定性影响因素、稳定孔壁的一些措施进行了研究;其次,孔壁稳定性研究的基础上,对缓角度绳索取芯用钻井液的选材及性能要求进行了研究;最后从室内试验到现场生产试验,对缓角度绳索取芯钻进不同地层的钻井液进行了研究。 通过对力学不稳定岩层、遇水不稳定岩层的划分,研究缓角度绳索取芯钻探遇到的不稳定地层。通过从地应力、岩石力学特性、钻井液、液动压力、钻孔斜角及方位角等方面对孔壁失稳因素进行分析,从钻井液方面提出了稳定缓角度绳索取芯钻孔孔壁的一些要求。并结合金川矿区高地应力的特点进行稳定性分析。 结合缓角度绳索取芯钻进的特点,研究了各种材料在钻井液中的主要作用,提出了缓角度绳索取芯钻进用合适的钻井液。通过室内试验以及现场试验,针对缓角度绳索取芯钻进时所遇到的不同不稳定岩层,进行了配方研究。 现场实践表明,研制的钻井液具有一定的携带岩粉的能力,保证了缓角度绳索取芯在不稳定岩层的顺利钻进,能很好的满足此次缓角度绳索取芯钻井液的性能要求,对以后的缓角度绳索取芯钻进具有重要的指导和实践意义。


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