羊易zk212地?zé)峋逅@井技術(shù)及其對巖石破碎的影響研究

【摘要】：地?zé)嶙鳛橐环N寶貴的能源礦產(chǎn)資源，也是來自地球自身的可再生清潔新能源，其開發(fā)利用越來越受到重視。對于高溫地?zé)豳Y源的開發(fā)，鉆井技術(shù)是關(guān)鍵。合理的選擇鉆井技術(shù)有助于提高機(jī)械鉆速，降低鉆井成本。 本文依托西藏羊易深部地?zé)嵘a(chǎn)井鉆井項目，介紹了羊易zk212井的鉆井工藝情況并對其采用的清水鉆井技術(shù)進(jìn)行了研究。 首先，針對影響機(jī)械鉆速的壓差因素，分析了鉆井過程中的井底壓力平衡問題，包括地層壓力和環(huán)空壓力的分析，結(jié)果顯示：地層壓力當(dāng)量密度隨井深的增加而逐漸增大，變化范圍為0.74~0.87g/cm3，變化幅度不大；二開井段和三開井段的環(huán)空壓力當(dāng)量密度略大于1.0g/cm3，隨井深的變化幅度不大。其次，進(jìn)行了現(xiàn)場漏失試驗，分析了鉆井液溫度對漏失量的影響情況，并將漏失量和壓差的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了分析。再次，對鉆井過程中巖屑的清離問題進(jìn)行了討論，認(rèn)為：在zk212井的鉆井過程中，鉆頭水力因素沒有起到清洗井底巖屑的作用；鉆進(jìn)二開井段時的環(huán)空返速為0.42m/s，三開時則為0.81m/s，三開井段的清巖效果要好于二開井段。最后，對zk212井的機(jī)械鉆速進(jìn)行了分析，總結(jié)了機(jī)械鉆速隨井深的變化規(guī)律，并對其變化原因進(jìn)行了分析。 高溫巖石遇到溫度較低的鉆井液時發(fā)生了新的熱破裂現(xiàn)象是影響機(jī)械鉆速的另一個重要原因。高溫地?zé)峋貙訙囟容^高，在鉆井過程中，由于鉆井液的使用，在鉆井液與井底高溫巖石接觸的瞬間，會使井底高溫巖石產(chǎn)生溫度應(yīng)力，巖石的強(qiáng)度和變形會隨之發(fā)生變化。 不同溫度狀態(tài)下的巖石受清水冷卻后會表現(xiàn)出不同的性質(zhì)，因此研究高溫巖石經(jīng)清水冷卻后的物理力學(xué)性質(zhì)具有重要的理論和工程意義。本文以花崗巖為研究對象，先將加工好的花崗巖樣品進(jìn)行不同溫度的處理，再將巖樣放入水中快速冷卻，最后對處理過的巖樣分別進(jìn)行縱波波速測量、單軸壓縮試驗，將高溫花崗巖經(jīng)清水快速冷卻后的物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行對比研究。根據(jù)羊易熱田地層溫度情況，如果設(shè)定巖石經(jīng)歷的高溫為200℃，結(jié)果顯示：200℃的高溫花崗巖遇到清水冷卻后的縱波波速下降了25%左右，彈性模量下降了20%左右，單軸抗壓強(qiáng)度則略有增加。 【關(guān)鍵詞】：清水鉆井技術(shù) 壓力平衡 攜巖 溫度應(yīng)力 機(jī)械鉆速
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)（北京）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P314;P634
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-17
• 1.1 研究目的及意義10
• 1.2 研究內(nèi)容10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.1 井底壓差對鉆速影響的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 水力因素對鉆速影響的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.3 溫度對巖石破碎影響的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 研究方法與技術(shù)路線14-15
• 1.4.1 研究方法14-15
• 1.4.2 技術(shù)路線15
• 1.5 完成的工作15-17
• 第2章 清水鉆井技術(shù)及其溫度對鉆速的影響17-25
• 2.1 機(jī)械鉆速方程17-18
• 2.2 清水鉆井技術(shù)對鉆速的影響18-22
• 2.2.1 井底壓差對鉆速的影響18-20
• 2.2.2 水力因素對鉆速的影響20-22
• 2.3 鉆井液溫度對鉆速的影響22-24
• 2.3.1 高溫地?zé)徙@井液22-23
• 2.3.2 鉆井液溫度影響井底巖石性質(zhì)23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 羊易 zk212 井清水鉆井技術(shù)25-51
• 3.1 羊易 zk212 地?zé)峋艣r25-34
• 3.1.1 區(qū)域地質(zhì)條件25-30
• 3.1.2 鉆井工藝技術(shù)30-34
• 3.2 清水鉆井技術(shù)分析34-49
• 3.2.1 壓力平衡分析35-43
• 3.2.2 比水功率和環(huán)空返速43-47
• 3.2.3 機(jī)械鉆速分析47-49
• 3.3 本章小結(jié)49-51
• 第4章 清水對花崗巖性質(zhì)影響試驗51-70
• 4.1 巖樣的制備51-55
• 4.1.1 巖樣制備要求51
• 4.1.2 巖樣制備51-53
• 4.1.3 巖樣后期處理53-55
• 4.2 縱波波速測試實驗55-63
• 4.2.1 試驗設(shè)備及參數(shù)55-57
• 4.2.2 試驗過程57-59
• 4.2.3 試驗結(jié)果分析59-63
• 4.3 單軸壓縮試驗63-68
• 4.3.1 試驗設(shè)備及理論基礎(chǔ)63-64
• 4.3.2 試驗過程64-65
• 4.3.3 試驗結(jié)果分析65-68
• 4.4 本章小結(jié)68-70
• 第5章 結(jié)論與展望70-72
• 5.1 結(jié)論70-71
• 5.2 展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 附錄77

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