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高性能冲洗液体系研究及在印尼示范矿区应用前景

2020-12-08阅读(598)

高性能冲洗液体系研究及在印尼示范矿区应用前景

论文摘要

随着地质钻探向深部地层发展,地层的复杂程度显著增加。井漏、卡钻、井壁失稳等问题突出,造成了巨大的经济损失,严重阻碍了地质钻探技术的发展。泥页岩的水化膨胀是导致井壁失稳的最主要的原因之一。因此要求冲洗液具有优异的抑制性能。基于地质钻探的小环空间隙,因此要求冲洗液具有低黏切的性能。目前的冲洗液体系黏切高、抑制性不足,难以满足钻探技术的需求。因此,研究高性能（低黏切、低失水、抑制性强、润滑性佳）冲洗液体系成为现代地质取心钻探急需的关键技术。印尼纳比雷金矿区多为岩浆岩,及部分变质岩。大部分岩样发生了蚀变,导致岩石松散破碎。同时岩石裂缝发育,岩石脆性大。因此要求冲洗液具有优异的封堵、抑制、防塌、润滑性能。基于印尼纳比雷金矿区的岩性特点及技术要求,本论文通过单因素优选实验对冲洗液处理剂进行筛选,并通过四因素三水平正交实验构建冲洗液体系,最终建立三套抗温70℃,低黏切,低失水,抑制性强的冲洗液体系。并对优选体系进行了常温常压流变性、高温高压流变性、滤失性、抑制性及润滑性评价,优选及评价结果如下:1、无黏土相弱凝胶冲洗液体系:淡水+0.1%NaOH+0.15%Na2CO3+0.5%XG+1.0%GCMS-7#+1.5%HPA+0.7%RHJ-1+5%KCl+0.07%1227+4%超细CaCO3+0.1%RHPT-2。该体系表观黏度（AV）为19.5 mPa·s,塑性黏度（PV）为11 mPa·s,动切力（YP）为8.5 Pa,动塑比（YP/PV）为0.77 Pa/mPa·s,API滤失量为7.2 mL。钠膨润土在优选配方中16 h线性膨胀率为20.09%,极压润滑系数0.18,泥饼摩擦系数0.12。2、阳离子乳液聚合物冲洗液体系:3%钠膨润土+0.2%Na2CO3+0.3%DS-301+2.0%KHm+0.6%NH4-HPAN+0.6%DS-302+0.5%RHJ-1+0.5%RHJ-3+0.5%HPA+5%超细CaCO3。该体系表观黏度（AV）为10.5mPa·s,塑性黏度（PV）为8 mPa·s,动切力（YP）为2.5 Pa,动塑比（YP/PV）为0.31 Pa/mPa·s,API滤失量为7.4 mL。钠膨润土在优选配方中16 h线性膨胀率为13.49%,极压润滑系数0.24,泥饼摩擦系数0.39。3、氯化钙盐水冲洗液体系:22.5%CaCl2+0.3%XG+3.0%降滤失剂+2.25%超细CaCO3+1.0%润滑剂。该体系表观黏度（AV）为32.5 mPa·s,塑性黏度（PV）为21 mPa·s,动切力（YP）为11.5 Pa,动塑比（YP/PV）为0.55 Pa/mPa·s,API滤失量为3.8 mL。钠膨润土在优选配方中16 h线性膨胀率为2.88%,极压润滑系数0.05,泥饼摩擦系数0.06。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究目的与意义
  •     1.1.1 选题背景
  •     1.1.2 科学问题
  •   1.2 地质钻探冲洗液研究现状
  •     1.2.1 高分子聚合物类无固相冲洗液
  •     1.2.2 聚乙烯醇无固相冲洗液
  •     1.2.3 植物胶冲洗液
  •     1.2.4 成膜防塌冲洗液
  •     1.2.5 无黏土相弱凝胶体系
  •     1.2.6 阳离子乳液聚合物体系
  •     1.2.7 氯化钙盐水冲洗液体系
  •   1.3 研究内容与技术路线
  •   1.4 本章小结
  • 第二章 纳比雷矿区地层分析
  •   2.1 印尼纳比雷矿区区域地质概况
  •     2.1.1 地理位置及大地构造位置
  •     2.1.2 岩浆岩
  •     2.1.3 岩脉
  •     2.1.4 地层及构造
  •     2.1.5 矿石、矿化
  •   2.2 岩样化学分析
  •   2.3 岩样主量、微量及稀土元素分析
  •   2.4 岩样薄片分析
  •   2.5 井下复杂情况分析
  •   2.6 本章小结
  • 第三章 无黏土相弱凝胶体系研究
  •   3.1 实验仪器和实验方法
  •     3.1.1 实验仪器
  •     3.1.2 实验方法
  •   3.2 无黏土相弱凝胶体系优选
  •     3.2.1 提黏剂的优选
  •     3.2.2 降滤失剂的优选
  •     3.2.3 冲洗液体系初步正交实验
  •     3.2.4 冲洗液体系降黏实验
  •     3.2.5 无黏土相弱凝胶体系最终确定
  •   3.3 无黏土相弱凝胶体系评价
  •     3.3.1 流变性及滤失性评价
  •     3.3.2 抑制性评价
  •     3.3.3 润滑性评价
  •   3.4 本章小结
  • 第四章 阳离子乳液聚合物体系研究
  •   4.1 实验仪器和实验方法
  •     4.1.1 实验仪器
  •     4.1.2 实验方法
  •   4.2 阳离子乳液聚合物体系优选
  •     4.2.1 造浆黏土的优选
  •     4.2.2 降滤失剂的优选
  •     4.2.3 基础浆的确定
  •     4.2.4 抑制剂的优选
  •     4.2.5 架桥材料加量优选
  •     4.2.6 阳离子乳液聚合物体系最终确定
  •   4.3 阳离子乳液聚合物体系评价
  •     4.3.1 流变性及滤失性评价
  •     4.3.2 抑制性评价
  •     4.3.3 润滑性评价
  •   4.4 本章小结
  • 第五章 氯化钙盐水冲洗液体系研究
  •   5.1 实验仪器和实验方法
  •     5.1.1 实验仪器
  •     5.1.2 实验方法
  •   5.2 氯化钙盐水冲洗液体系优选
  •     5.2.1 架桥材料加量优选
  •     5.2.2 降滤失剂加量优选
  •     5.2.3 提黏剂加量优选
  •     5.2.4 润滑剂加量优选
  •     5.2.5 氯化钙盐水冲洗液体系最终确定
  •   5.3 氯化钙盐水冲洗液体系评价
  •     5.3.1 流变性及滤失性评价
  •     5.3.2 抑制性评价
  •     5.3.3 润滑性评价
  •   5.4 本章小结
  • 第六章 结论与建议
  • 攻读硕士学位期间获得的学术成果
  • 致谢
  • 参考文献

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 魏昱

    导师: 于培志

    关键词: 纳比雷金矿,井壁失稳,冲洗液体系,性能评价

    来源: 中国地质大学(北京)

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 地质学,矿业工程

    单位: 中国地质大学(北京)

    基金: 战略性国际科技创新合作重点专项《多金属矿岩心钻探关键技术装备联合研发及示范》

    分类号: P634.6

    DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.001106

    总页数: 76

    文件大小: 4566K

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