PAM—水泥—泥浆的速效护壁堵漏

【摘要】阐述PAM—水泥—泥浆的速效护壁堵漏，根据不同地层的坍塌漏失情况，解决施工中的难题，采取的具体措施。

【关键词】PAM—水泥—泥浆；护壁；堵漏；应用

钻探是地质找矿的重要手段之一，钻探的速度往往决定了勘探和开发的速度。要提高钻进的速度，就要加强钻孔的护壁堵漏的研究。因钻孔的坍塌漏失是影响钻进的主要孔内事故之一。下面就我们2011---2013年在鞍山胡家庙鞍千矿勘探钻探施工中采用PAM-水泥-泥浆的速效护壁堵漏，取得较好的效果作一阐述。

聚丙烯酰胺速效护壁堵漏的方法

1.鞍山胡家庙子铁矿床地质情况

鞍山眼前山铁矿床主要地层有；混合岩、铁矿层、千枚岩、绿泥石英片岩。地层复杂，断层交错，易坍塌掉块，矿层坚硬而又厚，钻孔漏失严重。因此，钻探生产的关键是；复杂地层的护璧堵漏。

2.聚丙烯酰胺速效护壁堵漏的方法

聚丙烯酰胺应用于钻井施工已有很多年的历史。它具有润滑，絮凝，护壁和堵漏很多功能。利用PAM吸附-架桥-聚沉，一起产生堵塞和保护孔壁。是一种简便快捷的护壁堵漏方法。当钻进中遇到孔壁坍塌和漏失，及时保护孔壁和封堵漏失通道，保持钻孔冲洗液的正常循环，是确保孔壁稳定的重要条件。

速效护壁堵漏分甲液-PAM-水泥；已液-泥浆。将钻杆下到钻孔坍塌漏失孔段下部，用钻杆将甲液和已液交替注入孔内，在孔内坍塌漏失下部混合，PAM-水泥与泥浆相遇混合后，形成具有一定强度和弹性的凝聚物，起到保护孔壁和封堵漏失通道的作用。如我们施工鞍山胡家庙子铁矿ZK-527号孔（孔径Φ75）钻进到360米时发生钻孔严重坍塌漏失，孔内坍塌物近20米，用聚丙烯酰胺速效护壁堵漏的方法进行处理，3小时后进行透孔，经一个小班处理，循环冲洗液后恢复钻进。钻进至570.85米终孔，该处没有再出现坍塌漏失。该项目共设计钻孔21个，钻探工程量16800米。其中有12个钻孔在不同孔深出现坍塌漏失，用聚丙烯酰胺速效护壁堵漏的方法进行处理，都很快恢复钻进生产。按期完成勘探任务，受到甲方的好评，并获得较好的经济效益。

2.1聚丙烯酰胺速效护壁堵漏浆液的配制

甲液-水泥浆。水泥标号不限；水灰比0.7；水中加PAM0.4%（4000PPM）.

已液-泥浆。为高胶体泥浆（比重为1.2以上）；纯碱加量为泥浆体积的0.2-0.25%。

甲液与已液的体积比为1：1.2以上。

（1）水泥浆的配制

将水泥配制成0.7水灰比。

（2）聚丙烯酰胺的配制

将常用的聚丙烯酰胺（分子量要大于200万以上）预先搅拌稀释到2%浓度以下，稀释温度80-100℃，恒温80℃，3-4小时。再配成0.4%的溶液。搅拌中加入水泥浆搅均即可备用。

灌注一次需要水泥200-400公斤；相应水量为140-280升；其中8%的PAM7-8公斤。

（3）泥浆的配制

在金刚石钻孔中堵漏，泥浆中粘土颗粒要细，含量要高，与PAM分子形成凝聚体密实，堵漏效果好。泥浆的粘土含量要根据孔径的外环间隙，静水位高低，漏失量大小，适量增加或减少。泥浆量应多余水泥浆量。泥浆比重为1.2以上。

3.灌注方法

将一根长1-1.5米，四周钻成孔，下头堵死的短钻杆，下至坍塌漏失层下部后，将向钻孔内注入泥浆。预计钻孔内泥浆已到坍塌漏失部位，用水泵交替注入甲—乙两液。泵送过程中应缓慢转功钻杆或上下串动钻杆，使两液进入裂隙和坍塌部位前得到较好的混合。替浆液仍用泥浆将钻杆内的两液全部压出钻杆为宜。

两液灌注后停30分钟，可从孔口注入清水试验，如水位升不到孔口，又没有其它漏失层，说明该层没有堵住，应再次灌注，直至水位升到孔口为止。

提升钻杆时要缓慢，防止钻孔产生抽吸作用，提出坍塌漏失层后，提升速度可加快，同时要保持孔口回灌。

提钻后，即可下钻透孔钻进。透孔应用低固相泥浆为好。透孔速度应缓慢，以使凝聚物稀释后顺利上返。否则会造成憋水压通裂隙通道。透孔时应循环凝聚物，起到再次封堵坍塌漏失通道作用。

金刚石钻进封堵坍塌漏失层时，可直接下钻具进行灌注，但是应降低泥浆的粘度或将甲—乙两液在地面混合后，在泵送孔内循环，也可便钻进便进行堵漏。

4.聚丙烯酰胺速效护壁堵漏的优点

（1）灌注水灰比大，浆液配制容易，灌注工序简便。

（2）甲—乙两液相遇反应快，凝聚物呈线条状，容易变形，受压密实，易进入不同断面的缝隙和溶洞，渗透半径大，封堵牢固可靠。

（3）在封堵过程中，不受环境和地下水的影响。

（4）封堵后不用候凝，当班堵漏当班即可恢复生产，也可便钻进便进行堵漏。

（5）封堵材料用量少、省工、省时、操作简便、封堵成本低。

（6）可一边钻进，一边进行封堵漏失通道。

（7）聚丙烯酰胺速效护壁堵漏浆液凝固后具有一定的强度。可起到护壁作用。

在钻孔坍塌时也可以用此方法进行护壁。当施工浅孔或深孔快至终孔出现坍塌时可用聚丙烯酰胺速效护壁堵漏方法进行处理。每次处理可钻进30-50米。可连续处理直至终孔，此法非常有效。

5.聚丙烯酰胺无固相交联物的护壁堵漏

速效护壁堵漏虽快，但絮凝物强度还比较低。如果采用一些无机物或有机物，使聚丙烯酰胺类高聚物产生交联形成不容物，这时与粘土结合在一起的高聚物就会产生强度很高的堵漏物质。能使聚丙烯酰胺交联的叫交联物。交联剂主要有两大类：一类是在溶液中能电离产生高价阳离子的无机物，如：三氯化铁，硫酸亚铁等铁盐；硫酸铝，钾明矾，胺明矾等铝盐；硝酸胺，硫酸胺等胺盐，以及含有钙，镁，硫等离子的石灰，石膏，水泥，氯化钙，水玻璃等。这些高价离子都能与酰胺基产生络合或与羧基生成难溶盐而同时与多个基团相联，从而使聚丙烯酰胺形成网状结构，而产生脱水而行成不溶物。另外一类交联剂是有机醛类或有机酸类，它们能使酰胺基发生交联反应。这些方法的优点在于使用简单而方便，当发生漏失后，向聚丙烯酰胺无固相冲洗液中加入交联剂，有时还可以加些石棉粉已提高堵漏效果。处理过程中，可便钻进便堵漏，浆液挤入漏失层而凝固，形成堵塞漏失通道。

我们曾经对PAM，HPAN-石膏-水泥堵漏浆液，PAM-HPAN-硝酸胺-水玻璃冻胶无固相做过室内试验，并进行过生产性应用，都取得了很好的效果。目前，在不同的岩层中正在使用。

结束语

我们对聚丙烯酰胺速效护壁堵漏在生产中的使用，虽然，在多年实践中取得一定的生产性效果，但是终究是实用效果，有待今后进一步加强研究和探讨，为钻探事业的发展作出一点工作。

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