CN113105875A - 一种温石棉矿钻探用钻井液 - Google Patents

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Abstract

本发明属于石棉矿开采技术领域，具体涉及一种温石棉矿钻探用钻井液。所述温石棉矿钻探用钻井液按质量百分比计，包括：黄土1.5～3.5％、纤维素0.2～0.7％、水玻璃0.3～0.8％、聚丙烯酰胺0.01～0.3％，余量为水。该温石棉矿钻探用钻井液克服了一般钻井液技术中的不足，在提高钻井液的粘度的同时，又使得钻井液具有更加优异的流变性和润滑性，从而适应温石棉矿地层的特点，能够使岩心采取率达到了85％以上，矿心采取率也提高到了90％以上，并将矿心中的石棉纤维损失率降至1％以下，既能取得较完整的温石棉矿岩心，又适用于漏失、涌水等地层，便于钻井液维护，具有较高的实用价值。

Description

一种温石棉矿钻探用钻井液
技术领域
本发明属于石棉矿开采技术领域，具体涉及一种温石棉矿钻探用钻井液。
背景技术
我国的石棉矿床95％以上为温石棉矿床，也称纤维蛇纹石石棉矿床，是产于超基性岩中的一种石棉矿床，其岩性主要为含棉蛇纹岩。目前，我国正在生产的大型石棉矿位于青海与新疆交界的茫崖一带，该地区构造强烈，基岩裂隙发育，给钻探工程带来极大的难度。
针对石棉矿，对于钻探工程的要求是：岩心采取率≥75％，矿心采取率≥90％。在钻探工程中，除了合理的钻孔设计、护壁技术、钻进方法以外，最关键的就是矿层段钻进采用的钻井液，直接关系到矿心的采取率和钻探的质量。
现有技术中，温石棉矿钻探大多采用的是一般钻井液，即水99.40％、护壁剂0.50％、聚丁烯0.10％。采用该钻井液进行钻探工作，岩心采取率范围在69.1％～97.1％之间，一般为82.52％，矿心采取率范围在69.1％～95.0％之间，一般为78.65％，除部分基岩完整的地段，岩(矿)心采取率达到设计要求外，大多钻孔岩心破碎严重，石棉纤维损失较大，均未达到地质勘探要求。
目前，在钻探工程中还没有专门针对温石棉这一矿种的钻井液，这使得针对该矿种的地质勘查工作中，钻探工程均采用一般钻井液进行摸索，无法保证岩(矿)心采取率和石棉纤维的损失率，因此，发明出一种针对温石棉矿钻探的钻井液，以确保钻探过程中满足地质勘查规范中的岩矿心采取率尤为重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种温石棉矿钻探用钻井液及其制备方法。
具体来说，本发明提供了如下技术方案：
一种温石棉矿钻探用钻井液，按质量百分比计，包括：黄土1.5～3.5％、纤维素0.2～0.7％、水玻璃0.3～0.8％、聚丙烯酰胺0.01～0.3％，余量为水。
本发明以温石棉矿钻探用钻井液为研发目的，以常用的护壁剂、降粘剂、润滑剂等采用不同的组合方式、不同配比复合，但是，由于温石棉矿具有基岩破碎、裂隙发育、石棉纤维易被冲蚀等特点，这些钻井液体系或存在岩心采取率或矿心采取率低的问题，或存在矿心中的石棉纤维损失率高、岩心破损严重的问题，较难获得岩(矿)心采取率、石棉纤维损失率和岩心完整度优异的温石棉矿钻探用钻井液。经大量实验发现，选择黄土和纤维素的结合作为护壁剂增加钻井液的粘度，可在钻进过程中对温石棉矿的岩(矿)心进行外部包裹，极大限度的减少了石棉纤维的损失，辅以水玻璃改善泥浆的流变性并进一步添加起到润滑作用的聚丙烯酰胺得到的钻井液体系，能够使岩心采取率达到了85％以上，矿心采取率也提高到了90％以上，同时将矿心中的石棉纤维损失率降至1％以下，取得较完整的温石棉矿岩心。
优选的，上述温石棉矿钻探用钻井液中，按质量百分比计，包括：黄土2～3％、纤维素0.4～0.5％、水玻璃0.5～0.6％、聚丙烯酰胺0.05～0.15％，余量为水。
优选的，上述温石棉矿钻探用钻井液中，所述黄土选自新疆塔城地区未受环境污染的黄土。
优选的，上述温石棉矿钻探用钻井液中，所述纤维素选自甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或多种；进一步优选为羧甲基纤维素。
优选的，上述温石棉矿钻探用钻井液中，所述水玻璃选自钠水玻璃或钾水玻璃，更优选的，所述水玻璃的模数范围为1～1.5，所述水玻璃中Na2O含量范围为40.79～50.82％。
优选的，上述温石棉矿钻探用钻井液通过将所述黄土、纤维素、水玻璃、聚丙烯酰胺和水混合制备得到。
本发明所取得的有益效果：
本发明提供的温石棉矿钻探用钻井液克服了一般钻井液技术中的不足，在提高钻井液的粘度的同时，又使得钻井液具有更加优异的流变性和润滑性，从而适应温石棉矿地层的特点，能够使岩心采取率达到了85％以上，矿心采取率也提高到了90％以上，并将矿心中的石棉纤维损失率降至1％以下，既能取得较完整的温石棉矿岩心，又适用于漏失、涌水等地层，便于钻井液维护，具有较高的实用价值。
附图说明
图1为本发明实施例1中所取得的温石棉矿层岩心。
图2为本发明对比例1中所取得的温石棉矿层岩心。
图3为本发明对比例2中所取得的温石棉矿层岩心。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。
在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以下实施例中，所用仪器等未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。其中水玻璃购自哈密市北出口祥瑞发玻璃加工厂。
实施例1
实施例1提供了一种温石棉矿钻探用钻井液，各组分重量百分比为：水96.43％、黄土2.41％、羧甲基纤维素0.48％、水玻璃0.58％、聚丙烯酰胺0.10％。
采用实施例1的钻井液，新疆巴州石棉矿项目于2020年7月-9月先后共完成11个钻孔的钻探，均达到了地质目的，能够使岩心采取率达到了85.51～91.74％，矿心采取率也提高到了91.61～94.29％，并将矿心中的石棉纤维损失率降至0.02～0.08％，取得了较为完整的温石棉矿的岩心，见图1。
对比例1
对比例1为传统的石棉矿钻井液，各组分重量百分比为：水99.40％、黄土0.50％、聚丁烯0.10％。
采用对比例1的钻井液，新疆巴州石棉矿项目于2020年7月共施工1个钻孔的钻探，岩心采取率为69.1～80.1％，矿心采取率为72.1～85.0％，矿心中的石棉纤维损失率为1.5～3.3％，岩心破损严重，如图2所示。
对比例2
对比例2在传统的石棉矿钻井液基础上进行了改进，各组分重量百分比为：水97.42％、黄土1.83％、羧甲基纤维素0.65％、聚丁烯0.10％。
采用实施例2的钻井液，新疆巴州石棉矿项目于2020年7月共施工1个钻孔的钻探，岩心采取率为72.51～82.46％，矿心采取率为81.32～88.65％，矿心中的石棉纤维损失率为1.02～2.18％，温石棉矿的岩矿心采取率有所提高，见图3。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对其作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种温石棉矿钻探用钻井液，其特征在于，按质量百分比计，包括：黄土1.5～3.5％、纤维素0.2～0.7％、水玻璃0.3～0.8％、聚丙烯酰胺0.01～0.3％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的温石棉矿钻探用钻井液，其特征在于，按质量百分比计，包括：黄土2～3％、纤维素0.4～0.5％、水玻璃0.5～0.6％、聚丙烯酰胺0.05～0.15％，余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的温石棉矿钻探用钻井液，其特征在于，所述黄土选自新疆塔城地区未受环境污染的黄土。
4.根据权利要求1-3任一项所述的温石棉矿钻探用钻井液，其特征在于，所述纤维素选自甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的温石棉矿钻探用钻井液，其特征在于，所述纤维素选自羧甲基纤维素。
6.根据权利要求1-5任一项所述的温石棉矿钻探用钻井液，其特征在于，所述水玻璃选自钠水玻璃或钾水玻璃。
7.根据权利要求6所述的温石棉矿钻探用钻井液，其特征在于，所述水玻璃的模数范围为1～1.5，所述水玻璃中Na2O含量范围为40.79～50.82％。
8.根据权利要求1-7任一项所述的温石棉矿钻探用钻井液，其特征在于，通过将所述黄土、纤维素、水玻璃、聚丙烯酰胺和水混合制备得到。
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