PAM—水泥—泥漿的速效護(hù)壁堵漏

【摘要】闡述PAM—水泥—泥漿的速效護(hù)壁堵漏，根據(jù)不同地層的坍塌漏失情況，解決施工中的難題，采取的具體措施。

【關(guān)鍵詞】PAM—水泥—泥漿；護(hù)壁；堵漏；應(yīng)用

鉆探是地質(zhì)找礦的重要手段之一，鉆探的速度往往決定了勘探和開(kāi)發(fā)的速度。要提高鉆進(jìn)的速度，就要加強(qiáng)鉆孔的護(hù)壁堵漏的研究。因鉆孔的坍塌漏失是影響鉆進(jìn)的主要孔內(nèi)事故之一。下面就我們2011---2013年在鞍山胡家廟鞍千礦勘探鉆探施工中采用PAM-水泥-泥漿的速效護(hù)壁堵漏，取得較好的效果作一闡述。

聚丙烯酰胺速效護(hù)壁堵漏的方法

1.鞍山胡家廟子鐵礦床地質(zhì)情況

鞍山眼前山鐵礦床主要地層有；混合巖、鐵礦層、千枚巖、綠泥石英片巖。地層復(fù)雜，斷層交錯(cuò)，易坍塌掉塊，礦層堅(jiān)硬而又厚，鉆孔漏失嚴(yán)重。因此，鉆探生產(chǎn)的關(guān)鍵是；復(fù)雜地層的護(hù)璧堵漏。

2.聚丙烯酰胺速效護(hù)壁堵漏的方法

聚丙烯酰胺應(yīng)用于鉆井施工已有很多年的歷史。它具有潤(rùn)滑，絮凝，護(hù)壁和堵漏很多功能。利用PAM吸附-架橋-聚沉，一起產(chǎn)生堵塞和保護(hù)孔壁。是一種簡(jiǎn)便快捷的護(hù)壁堵漏方法。當(dāng)鉆進(jìn)中遇到孔壁坍塌和漏失，及時(shí)保護(hù)孔壁和封堵漏失通道，保持鉆孔沖洗液的正常循環(huán)，是確?？妆诜€(wěn)定的重要條件。

速效護(hù)壁堵漏分甲液-PAM-水泥；已液-泥漿。將鉆桿下到鉆孔坍塌漏失孔段下部，用鉆桿將甲液和已液交替注入孔內(nèi)，在孔內(nèi)坍塌漏失下部混合，PAM-水泥與泥漿相遇混合后，形成具有一定強(qiáng)度和彈性的凝聚物，起到保護(hù)孔壁和封堵漏失通道的作用。如我們施工鞍山胡家廟子鐵礦ZK-527號(hào)孔（孔徑Φ75）鉆進(jìn)到360米時(shí)發(fā)生鉆孔嚴(yán)重坍塌漏失，孔內(nèi)坍塌物近20米，用聚丙烯酰胺速效護(hù)壁堵漏的方法進(jìn)行處理，3小時(shí)后進(jìn)行透孔，經(jīng)一個(gè)小班處理，循環(huán)沖洗液后恢復(fù)鉆進(jìn)。鉆進(jìn)至570.85米終孔，該處沒(méi)有再出現(xiàn)坍塌漏失。該項(xiàng)目共設(shè)計(jì)鉆孔21個(gè)，鉆探工程量16800米。其中有12個(gè)鉆孔在不同孔深出現(xiàn)坍塌漏失，用聚丙烯酰胺速效護(hù)壁堵漏的方法進(jìn)行處理，都很快恢復(fù)鉆進(jìn)生產(chǎn)。按期完成勘探任務(wù)，受到甲方的好評(píng)，并獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.1聚丙烯酰胺速效護(hù)壁堵漏漿液的配制

甲液-水泥漿。水泥標(biāo)號(hào)不限；水灰比0.7；水中加PAM0.4%（4000PPM）.

已液-泥漿。為高膠體泥漿（比重為1.2以上）；純堿加量為泥漿體積的0.2-0.25%。

甲液與已液的體積比為1：1.2以上。

（1）水泥漿的配制

將水泥配制成0.7水灰比。

（2）聚丙烯酰胺的配制

將常用的聚丙烯酰胺（分子量要大于200萬(wàn)以上）預(yù)先攪拌稀釋到2%濃度以下，稀釋溫度80-100℃，恒溫80℃，3-4小時(shí)。再配成0.4%的溶液。攪拌中加入水泥漿攪均即可備用。

灌注一次需要水泥200-400公斤；相應(yīng)水量為140-280升；其中8%的PAM7-8公斤。

（3）泥漿的配制

在金剛石鉆孔中堵漏，泥漿中粘土顆粒要細(xì)，含量要高，與PAM分子形成凝聚體密實(shí)，堵漏效果好。泥漿的粘土含量要根據(jù)孔徑的外環(huán)間隙，靜水位高低，漏失量大小，適量增加或減少。泥漿量應(yīng)多余水泥漿量。泥漿比重為1.2以上。

3.灌注方法

將一根長(zhǎng)1-1.5米，四周鉆成孔，下頭堵死的短鉆桿，下至坍塌漏失層下部后，將向鉆孔內(nèi)注入泥漿。預(yù)計(jì)鉆孔內(nèi)泥漿已到坍塌漏失部位，用水泵交替注入甲—乙兩液。泵送過(guò)程中應(yīng)緩慢轉(zhuǎn)功鉆桿或上下串動(dòng)鉆桿，使兩液進(jìn)入裂隙和坍塌部位前得到較好的混合。替漿液仍用泥漿將鉆桿內(nèi)的兩液全部壓出鉆桿為宜。

兩液灌注后停30分鐘，可從孔口注入清水試驗(yàn)，如水位升不到孔口，又沒(méi)有其它漏失層，說(shuō)明該層沒(méi)有堵住，應(yīng)再次灌注，直至水位升到孔口為止。

提升鉆桿時(shí)要緩慢，防止鉆孔產(chǎn)生抽吸作用，提出坍塌漏失層后，提升速度可加快，同時(shí)要保持孔口回灌。

提鉆后，即可下鉆透孔鉆進(jìn)。透孔應(yīng)用低固相泥漿為好。透孔速度應(yīng)緩慢，以使凝聚物稀釋后順利上返。否則會(huì)造成憋水壓通裂隙通道。透孔時(shí)應(yīng)循環(huán)凝聚物，起到再次封堵坍塌漏失通道作用。

金剛石鉆進(jìn)封堵坍塌漏失層時(shí)，可直接下鉆具進(jìn)行灌注，但是應(yīng)降低泥漿的粘度或?qū)⒓住覂梢涸诘孛婊旌虾?，在泵送孔?nèi)循環(huán)，也可便鉆進(jìn)便進(jìn)行堵漏。

4.聚丙烯酰胺速效護(hù)壁堵漏的優(yōu)點(diǎn)

（1）灌注水灰比大，漿液配制容易，灌注工序簡(jiǎn)便。

（2）甲—乙兩液相遇反應(yīng)快，凝聚物呈線條狀，容易變形，受壓密實(shí)，易進(jìn)入不同斷面的縫隙和溶洞，滲透半徑大，封堵牢固可靠。

（3）在封堵過(guò)程中，不受環(huán)境和地下水的影響。

（4）封堵后不用候凝，當(dāng)班堵漏當(dāng)班即可恢復(fù)生產(chǎn)，也可便鉆進(jìn)便進(jìn)行堵漏。

（5）封堵材料用量少、省工、省時(shí)、操作簡(jiǎn)便、封堵成本低。

（6）可一邊鉆進(jìn)，一邊進(jìn)行封堵漏失通道。

（7）聚丙烯酰胺速效護(hù)壁堵漏漿液凝固后具有一定的強(qiáng)度?？善鸬阶o(hù)壁作用。

在鉆孔坍塌時(shí)也可以用此方法進(jìn)行護(hù)壁。當(dāng)施工淺孔或深孔快至終孔出現(xiàn)坍塌時(shí)可用聚丙烯酰胺速效護(hù)壁堵漏方法進(jìn)行處理。每次處理可鉆進(jìn)30-50米?？蛇B續(xù)處理直至終孔，此法非常有效。

5.聚丙烯酰胺無(wú)固相交聯(lián)物的護(hù)壁堵漏

速效護(hù)壁堵漏雖快，但絮凝物強(qiáng)度還比較低。如果采用一些無(wú)機(jī)物或有機(jī)物，使聚丙烯酰胺類高聚物產(chǎn)生交聯(lián)形成不容物，這時(shí)與粘土結(jié)合在一起的高聚物就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度很高的堵漏物質(zhì)。能使聚丙烯酰胺交聯(lián)的叫交聯(lián)物。交聯(lián)劑主要有兩大類：一類是在溶液中能電離產(chǎn)生高價(jià)陽(yáng)離子的無(wú)機(jī)物，如：三氯化鐵，硫酸亞鐵等鐵鹽；硫酸鋁，鉀明礬，胺明礬等鋁鹽；硝酸胺，硫酸胺等胺鹽，以及含有鈣，鎂，硫等離子的石灰，石膏，水泥，氯化鈣，水玻璃等。這些高價(jià)離子都能與酰胺基產(chǎn)生絡(luò)合或與羧基生成難溶鹽而同時(shí)與多個(gè)基團(tuán)相聯(lián)，從而使聚丙烯酰胺形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而產(chǎn)生脫水而行成不溶物。另外一類交聯(lián)劑是有機(jī)醛類或有機(jī)酸類，它們能使酰胺基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。這些方法的優(yōu)點(diǎn)在于使用簡(jiǎn)單而方便，當(dāng)發(fā)生漏失后，向聚丙烯酰胺無(wú)固相沖洗液中加入交聯(lián)劑，有時(shí)還可以加些石棉粉已提高堵漏效果。處理過(guò)程中，可便鉆進(jìn)便堵漏，漿液擠入漏失層而凝固，形成堵塞漏失通道。

我們?cè)?jīng)對(duì)PAM，HPAN-石膏-水泥堵漏漿液，PAM-HPAN-硝酸胺-水玻璃凍膠無(wú)固相做過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，并進(jìn)行過(guò)生產(chǎn)性應(yīng)用，都取得了很好的效果。目前，在不同的巖層中正在使用。

結(jié)束語(yǔ)

我們對(duì)聚丙烯酰胺速效護(hù)壁堵漏在生產(chǎn)中的使用，雖然，在多年實(shí)踐中取得一定的生產(chǎn)性效果，但是終究是實(shí)用效果，有待今后進(jìn)一步加強(qiáng)研究和探討，為鉆探事業(yè)的發(fā)展作出一點(diǎn)工作。