[发明专利]一种随钻防塌防漏钻孔冲洗液及其现场制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及地质岩心钻探技术领域，具体涉及一种随钻防塌防漏的钻孔冲洗液及其现场制备方法。

背景技术

钻孔冲洗液俗称为钻探工程中的“血液”，其重要性不言而喻。其中冲洗液在钻进过程中的一个重要功能即是维持孔壁稳定，但由于地质岩心钻探对象通常为重要的成矿带，地质构造较为复杂，易出现地层破碎、裂隙发育、异常地层压力等不利因素。因此，在钻进中时常发生因冲洗液性能难以满足要求而导致孔壁失稳，进而引发卡钻、埋钻等恶劣事故，造成大量人力、物力和财力的浪费；同时，局部异常低压、裂隙发育的地层也容易因冲洗液密度过高而发生漏失现象，造成冲洗液材料的快速消耗，甚至因发生全漏失而失去保护孔壁的功能。

近年来，在冲洗液护壁和防漏堵漏技术上已经有了较大发展，但在强破碎和连续性漏失地层条件下的护壁技术却始终难以突破。例如在四川省若尔盖铀矿田的整装勘查区内进行钻探施工时，钻遇地层主要为炭质板岩和灰岩，炭质板岩极其破碎，而灰岩溶蚀孔洞和纵向裂隙发育，两种地层交替出现。因此，在钻探施工时，为了保证炭质板岩层的孔壁稳定，需要配制强防塌钻孔冲洗液，而一旦钻遇灰岩，由于地层裂隙发育、冲洗液密度较高，常规冲洗液即刻漏失，难以发挥对上部炭质板岩层的防塌能力，因此，在该类地层条件下进行钻探事故频发、钻探效率低下、冲洗液和堵漏成本较高。

因此，针对该类地层，需要研究一种钻孔冲洗液既能有效防止孔壁坍塌，同时还能有效防止或减缓冲洗液的漏失情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种随钻防塌防漏钻孔冲洗液及其现场制备方法，以解决在上述破碎地层和裂隙发育地层交替出现的恶劣地质条件下钻探施工难题。

本发明采用的技术方案是：一种随钻防塌防漏钻孔冲洗液，其特征在于，包括以下组份：每立方米水中加入膨润土30～50kg；纯碱2～4kg；增粘剂2～5kg；降失水剂20～50kg；流型调节剂5～15kg；桥堵剂30～80kg；封堵剂20～50kg；抑制剂10～30kg；发泡剂1～3L；所述的流型调节剂为水解聚丙烯腈钾盐、两性离子聚合物稀释剂XY-27和低粘聚阴离子纤维素按质量比5:8:5组成；所述的桥堵剂为DTR、SRFL-101、QP-1和GDJ-Ⅳ按质量比1:3:2:3组成。

本发明提供的流型调节剂含量为水解聚丙烯腈钾盐K-HPAN、两性离子聚合物稀释剂XY-27和低粘聚阴离子纤维素LV-PAC按质量比5:8:5组成。

本发明提供的桥堵剂是由DTR、SRFL-101、QP-1和GDJ-Ⅳ按质量比1:3:2:3组成。其中，DTR、SRFL-101、QP-1由成都探矿技术研究开发公司生产并销售；GDJ-Ⅳ由西南石大金牛石油科技有限公司生产并销售。DTR是将渗滤材料、结构材料、填充材料、胶结材料等按比例复合而成的堵漏剂，本发明利用其高失水作用和聚凝作用，形成强度很高的堵塞物，从而堵住漏失通道，本发明中将其与其它堵漏材料复配后，可增强其堵漏能力；SRFL-101是将多种骨架颗粒与填充粒子及天然纤维，按比例复合而成的防漏堵漏材料，对≤1mm孔隙、裂缝漏失，堵漏效果好，与本发明的其他桥堵剂相配合，能增大堵漏尺寸，具有广谱、快速堵漏效果，堵塞稳定性好；QP-1为纤维状网络填充材料，在堵塞过程中起网络，堵塞后起拉筋作用，限制颗粒、片状材料的位移，增加堵塞强度，同时附加填充作用；GDJ-Ⅳ是由多种天然及改性纤维、刚性离子、聚合物及部分无机盐经加工而成的褐色状产品，GDJ-Ⅳ随钻加入后，不会被振动筛除，对孔隙及微裂缝地层具有良好的堵漏，防漏作用。通过对以上各类堵漏材料按照一定比例进行复配，可充分发挥各堵剂的防漏堵漏效果，实现对易漏地层的快速封堵，降低冲洗液的瞬时漏失量。

作为优选，所述的增粘剂是由HV-CMC和XC按照1:1.5质量比例组成的混合物，其中HV-CMC为高粘羧甲基纤维素钠，广泛用于地质钻探和石油钻探中，它不仅能大大提高冲洗液的粘度，同时还能有效降低钻孔冲洗液的失水量；XC为黄原胶，它是由黄原菌类作用于碳水化合物而生成的高分子链状多糖聚合物，很少的加量即可产生较高的粘度。

作为优选，所述的降失水剂为褐煤树脂(SPNH)、磺化褐煤(SMC)或磺化酚醛树脂(SMP-2)中的至少一种组成；主要用于降低钻孔冲洗液体系的失水量。