钻井液在矿井钻探施工中应用

2019-02-09杨胜春

世界有色金属 2019年21期

杨胜春

（山东省煤田地质局第一勘探队，山东滕州 277599）

随着我国经济的提升对矿井钻探施工要求越来越高，我国的钻井施工有着良好的发展空间，钻井技术也愈发的成熟。在钻井工程中，钻井液经常用于钻探施工中，其对于钻井液的要求是有着显著的特点，对于钻井液的质量以及比重、失水、流变性参数都有着较高的标准，需要根据矿井钻探技术的实际应用对钻井液进行配置。所以对于钻井液的维护也是工程中重要的内容，确保实际的施工过程中钻井液能够符合工程的标准。

1 矿山井下钻探施工对于钻井液的运用

1.1 钻井液的设计

对于不同的地层，由于组成的成分以及密度存在着差异，所以需要对钻井液进行设计。对于第四系粘土以及砂砾石钻井液设计需要6%～7%的膨润土以及4%～5%的纯碱与6%的NH4-HPAN。对于粉细砂石、泥岩、砂岩的钻井液设计需要膨润土的配比是4%～5%，纯碱用量是0.7%，NH4-HPAN是1.6%，腐殖酸钾为2%。

1.2 钻井液在矿山施工项目中的实际应用

钻井液的设计需要在矿山施工前对地层进行设计，在实际的应用过程中还需要进行合理的使用。实际的施工环境是较为复杂的，钻井液的应用还需要结合地层的实际情况进行调整，例如对于深度处于0m～500m以及质地较为稀松的松散层，钻井施工过程中容易出现坍塌的现象，同时在起钻的过程中还会出现砾桥的现象产生。所以需要钻井液设计人员适当提高井液的比重、粘度，确保钻井的质量。由于钻井作业施工周期长，为了确保钻井液的质量就需要对钻井液中存在的有害固相进行及时的清理，也需要注意对钻井液进行维护管理。对于深度处于500m～1200m米深度的地层，一般存在为坚硬的矿石层，在井下施工作业过程中，需要注意井壁存在的较大摩擦系数对施工的阻碍，以及钻井扭矩的问题。由于处于500m～1200m深度的地层容易出现坍塌的现象，所以需要确保钻井液的质量，降低钻井液的失水量，使泥饼的厚度保持在较低的水平。对于1200m～2500m深度的钻井，就需要注意到钻井液的漏失现象及保护含水层，同时还需要确保井壁的质量。为了能够达到这种要求，就需要适当的降低钻井液的比重，改变钻井液的流动方式。钻井的速度也是需要注意的事项，为了确保井壁的稳定性，需要控制钻井的速度，尽量保持着稳定速度，提升井筒的顺畅。防止由于压力过大导致井壁受到破坏。

2 钻井液正循环施工技术

2.1 钻压

钻压是井下钻探施工中重要部分，需要进行严格控制。钻井工程最基本的要求就是能根据工程需求对地层进行破碎。钻压的应用需要选择合理的钻具，同时还需要根据地层的实际情况对钻速等基本参数进行设计。例如遇到较为坚硬的矿石时，就要适当的降低钻头的钻速，增大钻压，选择合理的钻头，确保井壁的质量以及提升钻头的使用寿命。当遇到地层较软，同时含水量较多时，可以设定较高的转速，钻压也要保持在适当的范围，提升工程的进度。在施工过程中需要特别重视转速与钻头规格之间的配合关系，在确保工程的质量以及进度时，也要重视钻具的使用情况，确保钻头的使用寿命，提升施工的经济性。

2.2 钻井液

对于钻井工程而言，钻井液的合理使用是确保工程质量的重要途径。钻井液有着许多重要的作用，例如对于井底的清洗，确保钻井的正常进行；对于井壁有着润滑的作用，减少钻柱与井壁之间的摩擦，方便钻具的钻入，提升了钻具的使用寿命。钻井液需要对其密度、粘度以及失水量进行严格把控。钻井液对于防止泥岩层的坍塌有着良好的效果，失水量的控制是确保钻井液的质量以及降低泥饼厚度的有效途径，对于钻井液的应用过程中，需要对钻井液的失水量进行动态的控制。

2.3 泵量

由于在钻井过程中会遇到矿石层，钻头在作业过程中，矿石难免会产生碎屑，这也是钻井液有害颗粒的主要来源，所以对于孔底的清理是井下钻探施工过程中重要的工序，确保钻井液的质量。当有害颗粒达到了一定的程度就会对钻井液循环产生阻碍，降低了实际的施工效率。所以需要控制好泵量，确保矿石碎屑能尽量的正常排出。

3 矿井钻探施工中钻井液的维护措施

3.1 提升钻井液的耐高温性，选择良好的组成材料

钻井液的性能对井下钻探施工具有重要影响，所以需要对于钻井液进行合理的维护。影响钻井液的质量有着许多的因素，其中矿井钻探施工过程中产生的高温就是其主要的影响因素，所以在对钻井液维护过程中需要考虑钻井液是否因为高温而产生变质，为了确保钻井液的耐高温性，就需要选择合理的钻井液合成材料，在确保其性能的前提下，选择具有良好的耐高温性。