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1、泥浆控制方案一泥浆主要成分：水、膨润土、添加剂二泥浆作用：润滑钻具、降低钻具摩擦产生的温度、携带钻屑、固孔三泥浆技术控制3.1泥浆配置 根据芦荡河定向钻穿越地址勘探说明可知，该穿越工程主要穿越粉质粘土、淤泥质粘土及粘土层。泥浆粘度值表管径（mm）不同地质泥浆粘度（s）粘土亚粘土粉砂细砂中砂粗砂软岩石钻导向孔3040354040454045455050554550273304035404045404545505055455027342630403540404540454550556050554265294045404545504550505555605055529以上45504550505555
2、65556565705565注：泥浆粘度为马氏漏斗测量。参照上面泥浆粘度值表并结合以往穿越施工经验建议： 钻导向孔（9井眼）阶段主要问题分析导向孔的顺利完成是整个施工的基础，通过导向孔取全取准各项资料将指导扩孔过程中方案的制定，因此必须保证在导向孔的施工过程中井眼稳定，以利于形成规则稳定的井壁，同时要保证泥浆具有良好的井眼净化能力。钻井液技术措施* 粘土层地层较稳定，成孔性较好，岩屑易造浆、分散，防泥包是关键问题，解决了防泥包问题也就解决了流变性稳定问题。尽量采用低坂土含量泥浆，控制适当低的粘度、切力，提高泥浆中的SDX大分子聚合物浓度，以提高泥浆抑制性防泥包；加入SDJ防漏失；同时，SDX和
3、SDJ加入泥浆中后，还能降低摩阻以减少钻井扭矩及推进阻力，从而达到提高机械钻速目的。施工时要求钻井液G12Pa以利携砂，粘度在4050s之间有利于提高泵排达到提高携砂效率的目的。a. 入井泥浆配方及泥浆性能井径配方泥浆性能 g/cm3FV SPV mPa.sYP PaYP / PVG1 PaG2 PaFL ml94土+0.1SDX+0.1%SDJ1.0344 549 145 80.5 0.602 45 9 15室内验证结果1.0348126.50.542.56.512b. 配制工艺（1）按标准配方，先按地面容积预配40方泥浆开钻，取淡水39方，加入钠土1.6吨，SDX 40公斤，SDJ 40公
4、斤。（2）处理剂加入方案井眼尺寸 （in）泥浆排量 （l/s）处理剂加入速度(包/15min)土粉SDXSDJ916230.580.5817240.610.6118260.650.6519270.680.68* 粉质、淤泥质粉质粘土地层地层疏松，胶结差，成孔差或放置时间长容易塌孔。钻井中容易出现泥浆窜漏情况，施工中采用适当高的粘切，较低泥浆失水，致密泥饼，要求泥浆滤液粘度高，尽量减少泥浆滤液进入地层降低胶结力，进入浅层中的SDX和SDJ增强近井壁的胶接能力，增强地层强度，有效支撑井壁，从而达到稳固井壁的目的。同时，具有封堵能力的SDJ进入地层后亦可有效的堵塞地层中的孔道，阻止泥浆窜入地层，从而
5、避免因泥浆窜流掏空地层而造成的坍塌情况。c. 入井泥浆配方及泥浆性能 井径配方泥浆性能 g/cm3FV SPV mPa.sYP PaYP / PVG1 PaG2 PaFL ml95土+0.1SDX+0.1%SDJ1.0354 7012 178 130.6 0.753 68 12 13室内验证结果1.036314100.714.58.510.4d. 配制工艺（1）按标准配方，先按地面容积预配40方泥浆开钻，取淡水39方，加入钠土2吨，SDX40公斤，SDJ40公斤。 （2）处理剂加入方案井眼尺寸 （in）泥浆排量 （l/s）处理剂加入速度(包/15min)土粉SDXSDJ916290.580.5
6、817310.610.6118320.650.6519340.680.68第一次第六 次预扩孔（1844井眼）主要问题分析扩孔过程中，井眼逐步扩大，地层坍塌应力逐步增强，防止井眼坍塌是提高机械钻速，降低作业成本的关键。钻井液技术措施* 粘土层(粘土、粉质粘土) 地层较稳定，成孔性较好，岩屑易造浆、分散，防泥包是关键问题，同时大量的粘土岩屑造浆，流变性稳定问题。尽量采用低粘土含量泥浆，控制适当低的粘度、切力，提高泥浆中的SDX大分子聚合物浓度，以提高泥浆抑制性防泥包；同时，SDX随泥浆滤液进入地层后，在扩孔器的“挤压”作用下有自固井壁的作用。对泥浆性能的要求就是能够有足够的悬浮力悬浮岩屑和一定的
7、大分子聚合物胶粘封堵井壁。a.入井泥浆配方及泥浆性能 井径(in)配方泥浆性能 g/cm3FV SPV mPa.sYP PaYP / PVG1 PaG2 PaFL ml18445钠土浆0.03%SDX1.0340 50 8 145 80.45 0.6 3 8 18室内验证结果1.0341115.50.53.5514b. 配制工艺（1）按标准配方，先按地面容积预配40方泥浆开钻，取淡水39方，加入钠土2吨，SDX12公斤或20公斤。（2）处理剂加入方案井眼尺寸 （in）泥浆排量 （l/s）处理剂加入速度(包/15min)土粉SDXSDJ184816290.17 -17310.18 -18320.
8、19 -19340.21 -* 粉土、淤泥质粉质粘土地层地层疏松，胶结差，成孔差或放置时间长容易塌孔。钻井中容易出现泥浆窜漏情况，施工中采用适当高的粘切，较低泥浆失水，致密泥饼，要求泥浆滤液粘度高，尽量减少泥浆滤液进入地层降低胶结力，进入浅层中的SDX和SDJ增强近井壁的胶接能力，增强地层强度，有效支撑井壁，从而达到稳固井壁的目的。同时，具有封堵能力的SDJ进入地层后可有效的堵塞地层中的孔道，阻止泥浆窜入地层，从而避免因泥浆窜流掏空地层而造成的坍塌情况。a.入井泥浆配方及泥浆性能 井径(in)配方泥浆性能 g/cm3FV SPV mPa.sYP PaYP / PVG1 PaG2 PaFL ml
9、18445土+0.05SDX+0.2%SDJ1.0350 7012 167 130.50 0.653 68 16 13室内验证结果1.0354147.50.544.5119b.配制工艺井眼尺寸 （in）泥浆排量 （l/s）处理剂加入速度(包/15min)土粉SDXSDJ184416290.29 1.15 17310.31 1.22 18320.32 1.30 19340.34 1.37 第七次预扩孔（48井眼）主要问题分析为保证成品管顺利回拖，在最后一次扩孔过程中，形成一个稳定的井眼至关重要。在施工过程中，充分利用前期泥浆渗入地层产生的固壁效果和扩眼器的“挤压”作用，并且搞好本次预扩孔的泥浆失
10、水造壁性能，是形成稳定井眼的关键，同时，钻井液还需具有良好的悬浮携带能力以保证井眼清洁。钻井液技术措施* 粘土层(粉质粘土、粉土)地层相对稳定，防止泥包刀具及携砂是主要问题。继续维持泥浆中较高的SDX浓度，增强泥浆抑制能力，避免泥包刀具提高刀具工作效率；同时，调整泥浆具有足够的悬浮能力，保持钻屑在泥浆中的悬浮，避免岩屑大量堆积于井眼下部造成拖力及扭矩的增大，以有利于提高机械钻速。井径配方泥浆性能 g/cm3FV SPV mPa.sYP PaYP / PVG1 PaG2 PaFL ml485土+0.1SDX+0.1%SDJ1.0354 7012 178 130.6 0.753 68 12 13室
11、内验证结果1.036314100.714.58.510.4a.入井泥浆配方及泥浆性能 b.配制工艺井眼尺寸 （in）泥浆排量 （l/s）处理剂加入速度(包/15min)土粉SDXSDJ4816290.580.5817310.610.6118320.650.6519340.680.68*淤泥质粉质粘土地层地层疏松，胶结差，成孔差或放置时间长容易塌孔。钻井中容易出现泥浆窜漏情况，施工中采用适当高的粘切，较低泥浆失水，致密泥饼，要求泥浆滤液粘度高，尽量减少泥浆滤液进入地层降低胶结力，进入浅层中的SDX和SDJ增强近井壁的胶接能力，增强地层强度，有效支撑井壁，从而达到稳固井壁的目的。同时，具有封堵能力
12、的SDJ进入地层后亦可有效的堵塞地层中的孔道，阻止泥浆窜入地层，从而避免因泥浆窜流掏空地层而造成的坍塌情况。a.入井泥浆配方及泥浆性能 井眼尺寸 （in）泥浆排量 （l/s）处理剂加入速度(包/15min)土粉SDXSDJ5216290.580.5817310.610.6118320.650.6519340.680.68井径配方泥浆性能 g/cm3FV SPV mPa.sYP PaYP / PVG1 PaG2 PaFL ml565土+0.1SDX+0.1%SDJ1.0354 7012 178 130.6 0.753 68 12 13室内验证结1.036314100.714.58.510.4b.
13、配制工艺 洗孔和回拖主要问题分析通过前面的几次预扩孔，基本形成了稳定的井壁，洗孔和回拖主要工作就是保证井眼清洁和保持井壁稳定，以减少成品管的回拖阻力。钻井液技术措施a.入井泥浆配方及泥浆性能 井径配方泥浆性能 g/cm3FV SPV mPa.sYP PaYP / PVG1 PaG2 PaFL ml485土+0.1SDX+0.1%SDJ1.0360 6513 159 110.7 0.8 4 10 10b. 配制工艺井眼尺寸 （in）泥浆排量 （l/s）处理剂加入速度(包/15min)土粉SDXSDJ481629 0.58 0.581731 0.61 0.611832 0.65 0.651934
14、0.68 0.68* 井漏泥浆方案在浅层土的施工作业过程中，可能会因为地层疏松而出现井漏现象。钻井中出现泥浆窜漏时，如不能有效控制，可能导致泥浆大量进入地层，并在地层中窜流出通道，带走大量地层充填物，使地层失去支撑而造成严重塌孔，必须予以及时封堵。施工中采用“两高一适当”泥浆方案（即高粘切、高土含、适当浓度的封堵材料），有利于及时在井壁上形成致密的封堵层；同时，具有封堵能力的SDJ进入地层后亦可有效的堵塞地层中的孔道，阻止泥浆进一步窜入地层，从而避免因泥浆窜流掏空地层而造成的坍塌情况。在整个施工作业过程中，如遇井漏情况均按本方案进行处理a.入井泥浆配方及泥浆性能 井径配方泥浆性能 g/cm3F
15、V SPV mPa.sYP PaYP / PVG1 PaG2 PaFL ml6土+0.3%SDJ1.0475 8514 1810 150.7 0.8 6 20 12室内评价结果1.04801511.50.778189b. 配制工艺井眼尺寸 （in）泥浆排量 （l/s）处理剂加入速度(包/15min)土粉SDXSDJ1635 -1.731737 -1.84 1839 -1.94 1941 -2.05 h.粘土层容易水化膨胀，引起缩径卡钻的潜在危险。针对该层，泥浆的失水性能是关键。因此，在提高粘度的同时加入定量的改性淀粉来控制失水。i.粉土层成孔性差，易沉砂。我们的措施是：在泥浆中加入正电胶，形成
16、一种“液体套管”。导向过程防止沿线冒浆控制措施：导向孔的钻进可分为三个阶段，第一：入土端倾斜段；第二：水平段；第三：出土端倾斜段。针对导向孔钻进过程的三个阶段的特点采取不同的泥浆控制技术方案，分述如下：第一：入土段倾斜段泥浆排量的控制在入土端倾斜段，随着钻头的钻进，穿越地层由浅到深，在这一阶段，泥浆的排量要尽可能选择大的泥浆挡位，一般要求泥浆排量不小于0.3m3/min。采用较大的泥浆排量是利用泥浆的快速返回携带出钻碎的土屑，防止土屑堆积在孔内造成孔内淤积堵塞，使钻进后的孔路畅通，保证孔内泥浆有返回到地面的通路。另一方面，大的泥浆排量可以利用泥浆产生的冲击力对地层起到切削作用，扩大导向孔的内径
17、尺寸，增大泥浆返回通道的流通空间，也就减少了穿越段地面泥浆压力，同时减少了穿越段沿线地面跑、冒泥浆的可能。司钻、控向的技术控制由于入土端倾斜段是穿越轨迹的造斜阶段，钻杆需要在不旋转的情况下直接推进造斜，因此钻杆推进阶段形成的环形内孔比旋转钻杆形成的环形内孔直径要小，这就造成孔内孔时大时小，产生“瓶颈”现象，减小了泥浆返回地面的容流空间。为了克服这一现象，建议控向与司钻密切配合，在倾斜段造斜的过程中，每根钻杆钻进完成后调整的倾斜角度比预定要求的大，待钻杆钻进到底后，将该根钻杆全部抽出，通过旋转钻进的方法使得倾斜角下降到要求的角度。这样通过增加了一道旋转工序使得每根钻杆的环形空间都加大了，这也就增
18、加了导向孔内径尺寸，增大了泥浆地面返回通道，也就减少了穿越段地面泥浆压力，同时减少了穿越段沿线地面跑、冒泥浆的可能。第二：水平段泥浆排量的控制一般情况下穿越曲线的水平段都是穿越河流的阶段，当钻头钻进到水平段时，也就是穿越河流阶段，因为河流河床底部标高小于穿越水平地面标高，因此河流穿越段埋深会变浅，地层承受泥浆压力能力下降；另一方面，随着穿越距离的增加，泥浆从导向孔内返回地面需要的泥浆动力增加，当此动力超过河底地层的承受压力时，泥浆将不再从导向孔内返回到入土点地面，而是从河底冒出。由于地质结构的复杂性很难对两个压力进行精确计算进行平衡掌握，因此，根据我们以往河流穿越的经验，我们一般要求泥浆的排量
19、小于0.2m3/min。这样在钻进的过程中，由于泥浆的压力不够一般不会造成河底的冒泥浆的情况。司钻、控向的技术控制由于在水平段一般不需要对穿越曲线倾斜角进行调整，因此钻杆是旋转钻进的，在此过程中我们还要求司钻将钻机的旋转速度尽量提高，靠钻头的重力及旋转的搅动能力使导向孔内径尺寸加大，以增加泥浆的容留能力，减小地层压力。第三：出土端倾斜段泥浆排量的控制导向孔钻进到出土端倾斜阶段后，随着钻杆的钻进，钻头的埋深逐渐变浅，地层承受压力的能力越来越小，因此要求泥浆的排量与水平段相同，一般控制在泥浆的排量小于0.2m3/min，通过减小排量达到控制泥浆压力以缓解地层压力。司钻、控向的技术控制出土点倾斜阶段
20、需要每根钻杆进行倾斜角的调整，因此出现与入土端倾斜段相同的情况，即钻杆推进段导向孔内径小于旋转段，为了克服这一缺点还是采取倾斜角先调整到比要求达到的角度大，然后整根钻杆回抽后再旋转钻进，利用钻杆及钻头自身的重力及钻头的旋转搅拌能力扩大导向孔内径，增加空内对泥浆的容留能力，从而分解泥浆对地层的压力，达到控制穿越沿线冒泥浆的目的。3.2泥浆处理措施：泥浆池是供泥浆沉淀回收利用的存储池，由于河流穿越需要大量的泥浆，施工过程中产生的泥浆需要回收处理利用，剩余泥浆不能随便排放污染环境，需要集中处理。泥浆池的存储量大，一般情况下可以将泥浆池开挖成20m20m2.0m的坑。泥浆坑开挖采用机械开挖，用单斗挖掘
21、机沿着泥浆池开挖边界线开挖，需要开挖的土方量为800m3，出土端和入土端各开挖一个泥浆池，共计开挖泥浆池土方量为8002=1600m3。在入土点还需要开挖两个泥浆返回坑，钻孔过程中返回的泥浆通过返回池抽排到泥浆池内进行沉淀回收处理。泥浆返回坑的开挖尺寸为32.5m2m。泥浆坑开挖完成后，在泥浆坑的底部及四周铺垫一层土工布，防止泥浆渗漏。如图所示：a开挖的泥浆坑要采取防渗漏措施，避免化学物质渗入地层。b泥浆使用过种中，采取回收处理系统进行处理。通过处理系统处理的泥浆可以继续使用，通过泥浆处理系统过滤出来的泥沙应专门的堆放场地。c施工完工后，多余的泥浆和回收系统过滤出来的泥沙应集中拉运至附近的垃圾处理场晒干后进行回填或作为耕植土，处理结果应达到当地环保部门的要求。d泥浆运输工程中应采用密封良好的罐装车进行，防止泥浆沿途泄漏污染环境。e与当地环卫部门签订泥浆处理协议，由当地环卫部门派专人专车到现场拉运施工完毕后的剩余泥浆，并按照当地环保部门要求回填泥浆池。
