2016年第41卷第1期
Vol. 41 No.1
doi:10.3969/j-isn.16729943.2016.01.051
能源技术与管理
Energy Technology and Management
柴达木盆地钾盐矿复杂地层钻井液技术
杜文斌，王正浩
（河南省煤田地质局一队，河南新郑451150）
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【摘要］青海柴达木盆地钾盐矿地层复杂松散破碎，泥岩膨胀缩径，砂砾碎屑岩未胶结易
塌掉块，属于典型的“水敏性泥岩和钾盐互层、松散的砂、卵砾石破碎和高压涌水” 复杂地层，钻进取心和维护并壁困难。通过近几年对钻并液的系列研究，针对不同钾盐复杂地层特点采用不同的钻井液，对于钻遇的异常高压卤水层，采取压喷近平衡钻井液钻进，保持并壁稳定技术，并通过改良钻井液配方，提高了钻进效率，减少了钻井事故，实现了安全生产，提高了效益，形成独特的卤水钻并液技术。
[关键词]钾盐矿区；复杂地层；深孔；卤水钻井液
[中图分类号】P619.21*1［文献标识码】B［[文章编号］1672-9943(2016)01-0129-03
1矿区地层简况
被誉为中国聚宝盆的青海柴达木盆地，蕴藏着极为丰富的钾盐类矿产资源。柴达木盆新近纪钾盐矿位于青海省的西部，盆地东西长约700km，南北宽约20km。矿区内地层复杂，以察汉斯拉图区块最具有代表性，现以察ZK02孔为例介绍地层情况
该钾盐矿地层属于新近纪湖湘机械化学沉积，系硫酸盐一氟化物型的现代盐湖沉积矿床，从钻探施工的角度出发，该矿区地层可划分为：（ 0~120m，地层为石盐夹粘土层，岩石的可钻性 1~2级，地下水位在3m左右。为新近纪松散沉积物，呈层状分布。②120~630m，为含石膏的粘土层，由灰白色的石盐、粘土粉砂、淤泥粉砂、含杂卤石的粘土粉砂，粘土层易膨胀缩径，其盐层含晶间卤水污染钻井液，钻井液受“盐浸”影响。③ 630~910m，粉砂粘土，灰黄色粉砂与粘土互层，粉砂松散不胶结，岩心采取率偏低，易发生期塌、缩径等现象。④910~1500m，砂砾碎屑岩，岩石可钻性在4~6级，岩石破碎，钻进取芯困难，易出现塌、掉块，又含有孔隙卤水，影响钻井液性能，钻井
液不易维护。 2钻探难点
该钾盐矿地层钻探难点有：①上部粘土含盐矿地层水敏性强，遇水膨胀、缩径，松软不稳定，下部砂砾碎屑岩地层破碎未胶结，钻进时易产生岩心堵塞，回次进尺短，钻头寿命短，取心取样困难。
2②盐矿体遇水溶解，导致并径扩大，形成“大肚子”，井径不规则。③盐膏矿层污染钻井液，受“盐浸”影响，钻井液滤失量增大，岩屑携带困难，钻井液胶体率低。④钻井液受钻井内外环境温差的影响，出现盐重结晶现象，影响绳钻内管的打捞。③ 深孔取心钻进泵压高，井内液柱压力大，易发生漏失、涌水等情况。③取心钻进至设计终孔深度，等待扩孔下套管，进行水文地质抽水，施工周期长，期间钻井裸眼时间长，井壁不易维护。河南煤田地质一队在该盐矿区已完成4口钻井，均为大口径水文地质钻井，总工作量5202.12m，其中松散破碎比较严重的钻孔有3个，存在不同程度的涌水情况，多数钻井出现缩径、掉块、期塌情况。
该矿区地质设计要求钻孔取心口径不小于 91mm，上部扩孔口径最大为380mm（此段为下泵段），取心钻进终孔口径≥150mm，其余严格按
照地质钻探六大质量指标执行。 3钻并液使用依据
该钾盐矿区使用Φ152mm双管单动取心器钻进工艺。钻井液使用的基本依据是针对该矿区地层的钻进特性（钾盐矿地层的破碎、珊塌、涌水、稳定性）、钻井深度、裸眼长度、钻头类型及要素、钻进方法及钻井结构等，按井段、地层或通过取岩样的方法，来选择合适的钻井液类型及性能指标使用。只有掌握地层特征，才能有针对性地做好钻并液设计。根据柴达木盆地西部钾盐矿地层特点对钻井液做了试验分析。钻井液处理剂样品，常用的配浆材料有增粘护胶抗盐类的抗盐共聚物（简