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La proporción de lodo a diferentes capas de suelo para la construcción sin zanjas

Octubre 15, 2021

El lodo utilizado en la construcción de plataformas de perforación direccional horizontal en China está compuesto principalmente de bentonita., que es fácil de producir colapso del agujero y problemas de perforación atascada, que causa la falla de la perforación direccional horizontal. Apuntando a las razones de la falla en la perforación, aprovechando la tecnología de lodo de perforación de la industria petrolera, combinando las condiciones cambiantes del suelo de la superficie y la experiencia de construcción en el sitio, Se desarrolló una fórmula de lodo de perforación direccional horizontal.
En la construcción de perforación direccional horizontal, la gente compara el barro con la sangre que se perfora. Cuando el barro deja de circular, El trabajo de perforación no puede continuar. Con la mejora de la tecnología del barro, La comprensión de la gente sobre el papel y la importancia del barro ha mejorado gradualmente. El papel y el estado del barro se han vuelto más prominentes., y el barro ha recibido una atención más general.

1. Principales funciones del barro

1. Transporte y suspensión de esquejes de perforación. Esta es una función básica del barro, que es tomar la roca (suelo) escombros rotos por la broca (Escariador) fuera del orificio para mantener el orificio limpio.
2. Estabilizar la pared del agujero. La pared de orificio estable y regular es una condición básica importante para una perforación rápida y de alta calidad, y también es el punto de apoyo básico de las medidas técnicas de barro..
3. Enfriamiento y lavado de la broca, limpieza de la roca (suelo) escombros en el agujero (fondo). Además, La gravedad específica del lodo se puede ajustar en un rango relativamente grande para establecer una presión de columna líquida que se equilibre con la presión de formación para evitar fugas, colapso, interferencia y otras condiciones subterráneas complejas.
En resumen,, El tipo de lodo debe seleccionarse correctamente de acuerdo con las características del estrato, estructura, medidas de perforación y otras condiciones específicas de cada etapa de cada perforación, y deben determinarse las medidas razonables de lodo correspondientes para lograr el propósito de una perforación rápida y de alta calidad..

2. Acerca de la fórmula del barro

(1) Selección del tipo de lodo

En la actualidad, los tipos básicos de barro son: lodo a base de agua, lodo a base de petróleo y lodo a base de gas.
1. El lodo a base de agua utiliza agua como medio de dispersión, y sus componentes básicos son arcilla, agua y agentes de tratamiento químico;
2. El barro a base de aceite se compone de diesel (o petróleo crudo), asfalto (o tierra orgánica) y agentes de tratamiento relacionados;
3. El gas de lodo a base de gas se produce por métodos químicos, y el fluido está compuesto por dos fases de gas y líquido o tres fases de gas, líquido y sólido.
De acuerdo con el rendimiento de nuestra plataforma de perforación existente y las condiciones geológicas de China, elegimos el barro a base de agua con agua como medio de dispersión y los componentes básicos de la arcilla, agua y agentes de tratamiento químico.

(2) Composición del barro

①Clay (bentonita)
La arcilla en el lodo de perforación direccional horizontal se compone principalmente de muy fino (abajo 2 Micras) partículas minerales de arcilla. Contienen principalmente sílice, alúmina y agua, así como una pequeña cantidad de hierro, metales alcalinos y metales alcalinotérreos. La composición química de los minerales de arcilla es aluminosilicato hidratado. Hay muchos tipos de minerales de arcilla, y solo hay cuatro comunes que son más importantes para el proceso de lodo.: caolinita, ilita, montmorillonita y sepiolita. La arcilla en el lodo de perforación direccional horizontal es bentonita (también llamada arcilla) compuesto principalmente de montmorillonita.
②Chemical treatment agent
Con el fin de garantizar la estabilidad del lodo de perforación direccional horizontal y mejorar el rendimiento del proceso del lodo para cumplir con los requisitos de perforación en diversas condiciones., varios agentes de tratamiento químico (aditivos para el barro) se utilizan en el barro. Agentes de tratamiento químico de uso común (aditivos para el barro) para el lodo de perforación direccional horizontal incluya: A. Sosa; B. Agente anticon colapso; C. Agente de pérdida de líquidos; D. Floculante; E. Lubricante; F. Tackifier
A. Sosa
Sosa (Na2CO3), también se llama soda. La ceniza de sosa es fácil de ionizar e hidrolizar en agua. Se agrega durante la preparación para mejorar eficazmente las propiedades de hidratación y dispersión de la arcilla.. por lo tanto, Agregar una cantidad adecuada de ceniza de sosa puede reducir la pérdida de agua del lodo y aumentar la viscosidad y la fuerza de cizallamiento.
B. Agente anticon colapso
Incluir principalmente: humato de potasio, polvo asfáltico, polvo asfáltico sulfonado, resina fenólica sulfonada, ley del carbón. Entre ellos, el polvo de betún tiene propiedades duales, se puede utilizar en fluidos de perforación a base de agua, puede aumentar la lubricidad de la torta de barro, tiene un efecto antiadherente, puede bloquear los poros de la torta de barro y ajustar la fuerza cohesiva entre las partículas sólidas en la torta de barro. Reducir la pérdida de líquidos y el efecto anti-colapso.
C. Reductor de filtrado
El agente de pérdida de líquido incluye: carboximetilcelulosa de sodio (Na-CMC), Poliacrilonitrilo;
D. Floculante:
Los polímeros que utilizamos son: Poliacrilamida (PAM); Los polímeros tienen tres funciones: floculación, anti-colapso y cizallamiento.
F. Lubricante:
Lubricantes de presión extrema, Estearatos, asfalto sulfonado, etcetera. se utilizan en la perforación direccional horizontal. Porque el grupo hidrófilo de la molécula lubricante se adsorbe en la superficie del metal o arcilla, se forma una película química fuerte, de modo que la fricción entre las superficies de contacto se produce entre los grupos lipofílicos, lo que mejora la lubricidad del barro, reduciendo así La fuerza de fricción se reduce, se reduce la fricción entre la herramienta de perforación y el lodo, y se puede evitar la adherencia del taladro.
③Water
Por el agua en el barro, elegimos controlar el valor de pH del agua dulce a 7-8.

(3) Fórmula de barro

① Selection of mud formula research plan
Según las características del estrato, estructura, medidas de perforación y otras condiciones específicas, el plan de investigación de la fórmula del lodo se divide en:
A. Realizar investigaciones de formulación de lodo de acuerdo con las características, estructura y clasificación del suelo del estrato;
De acuerdo con la situación real de nuestra perforación direccional horizontal actual, combinado con la distribución del suelo superficial en China, según las características, estructura y clasificación del suelo del estrato. Elija formulaciones universales de lodo que sean ampliamente aplicables a diversas regiones y necesidades de construcción para la investigación.. Los tipos de suelo se pueden dividir en:
Un. Tipo de arcilla; B. Tipo de arena; C. Tipo de suelo de cal; D. Tipo de esquisto desgastado; e. Tipo de grava; F. Tipo de limo;
Los seis tipos de suelos anteriores están ampliamente distribuidos en la superficie de China. (por encima de los 30 m de profundidad de la superficie de la tierra). Son las fórmulas de barro con las que más contacto tenemos durante la construcción y necesitan ser resueltas primero.;
② Mud performance requirements and composition of the clay layer
A. Las características geológicas de la capa de arcilla: suelo grueso, estructura geológica suelta, Arena, capa de arena aluvial, suelo de siembra, relleno del suelo, etcetera., suelo limo y limo. La estructura fina del suelo es más dura y tiene una fuerte absorción de agua, entre los cuales la piedra de barro amarilla y la piedra de barro marrón son las más representativas.
B. Sus principales características: buena formación de agujeros, buena perforabilidad, rotación de herramientas de perforación en el suelo, La deflexión y la excavación pueden ser una mejor formación de agujeros, no es fácil de colapsar, es el estrato más adecuado para atravesar.
C. Requisitos de rendimiento de lodo de capa de arcilla:
Densidad, viscosidad, fuerza de cizalla, Valor de pH, pérdida de agua (presión media), pastel de barro
1.05-1.07 35-40″ 0-2/2-6 8.5-9 4-7Ml 1.0-1.2
D. La composición del barro:
Bentonita + Sosa + Agente de pérdida de líquidos + Lubricante
Relación de mezcla de barro (Kg/m3):
1: 0.04: 0.06 :0.06
En condiciones generales, Utilice la relación de mezcla anterior; durante la construcción, deben realizarse los ajustes adecuados en función de la situación real in situ.
③Mud performance requirements and composition of sand layer and fine sand, piedrecillas, Grava (una pequeña cantidad) formación
A. The geological structure characteristics of the sand layer: a small amount of clay or silty soil is mixed with a large amount of yellow sand, which also contains a certain amount of pebbles and a small amount of gravel.
B. Its main characteristics: general porosity, easy to collapse, easy to leak, and strong water absorption capacity. The pilot hole and the re-expansion hole are easy to collapse, and the high sand content of the mud causes repeated crushing of the cuttings by the equipment, and the equipment and equipment are worn out.
C. Sand mud performance requirements:
Density Viscosity Water loss (presión media) PH value Mud cake Shear force
1.05 50-65″ 4-5ml 8.5-9 1.5 2-4/4-8
K≥11 (increasing the K value is beneficial to preventing leakage and collapse. The most direct way to increase the K value in the field of directional drilling is to add bentonite or polymer (such as universal king or universal king, etcetera.);
n≤0.55 (reducing the value of n is conducive to carrying cuttings and washing holes);
t0 dynamic shear force≥15 (yield value, dyne/cm2)
D. Composición del barro:
Bentonita (high content) + anti-collapse agent (polímero, appropriate concentration) + lubricant
e. The mixing ratio of mud (Kg/m3):
1:0.05:0.06
En condiciones generales, the above mix ratio can be used; durante la construcción, appropriate adjustments should be made according to the actual situation on the site.
④Mud performance requirements and composition of sand layer and fine sand, piedrecillas, Grava (una pequeña cantidad) formación
A. Geological structure characteristics: complete yellow sand, quicksand with high water content, including pebbles and gravel, this kind of formation is generally relatively small.
B. Sus principales características: extremely poor porosity, easy to collapse, easy to leak slurry, easy to cause a large section of the well wall to collapse, wrap or bury drilling tools or tools, slow drilling speed, desgaste grave de herramientas y herramientas de perforación, y contenido de arena en barro Grande, La trituración repetida de herramientas y maquinaria de perforación es grave.
C. Requisitos de rendimiento de barro para la capa de guijarros y la capa de grava:
Density Viscosity Water loss (presión media) PH value Mud cake Shear force
1.05-1.10 60-70″ 4-5ml 8.5-9 1.5-2.0 2-6/6-10
K≥15 n =0.57-0.66 t0 =20
D. La composición del barro.:
Bentonita (high content) + anti-collapse agent (polímero) + agente de pérdida de líquidos + lubricant
e. Relación de mezcla de barro (Kg/m3):
1: 0.03: 0.04: 0.03
En condiciones generales, the above mix ratio can be used; durante la construcción, appropriate adjustments should be made according to the actual situation on the site.

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