• 2021年第48卷第8期文章目次
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    • >能源资源钻采
    • 北美非常规油气超长水平井优快钻井技术及实例分析

      2021, 48(8):1-11. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.001

      摘要 (1028) HTML (471) PDF 3.55 M (718) 评论 (0) 收藏

      摘要:非常规油气田开发中,超长水平井应用广泛。近几年中国国内各油气田在超长水平井钻井技术上相继有重大突破,但在优快钻井方面,有待进一步提高技术的有效性和可重复性。北美非常规油气开发较早,优快钻井技术已经非常成熟,超过3000 m的超长水平井也相当普遍,而且钻井效率明显高于国内同类型井。本文针对北美超长水平井先进的钻井设备、钻井设计、井下工具、施工参数以及施工操作和管理等方面,结合美国二叠纪盆地2口水平井的实钻数据,概要介绍北美超长水平井优快钻井技术及效果,供借鉴与参考。

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    • 滇东地区页岩气调查云宣地1井钻探施工难点及对策

      2021, 48(8):12-18. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.002

      摘要 (781) HTML (1247) PDF 1.53 M (755) 评论 (0) 收藏

      摘要:云宣地1井是滇东地区一口小口径页岩气调查井,该井主要钻遇了寒武系、泥盆系、石炭系及二叠系地层。钻探施工过程中遇到了恶性漏失、裂缝性漏失、岩石挤压破碎及井内掉块等井下复杂情况。通过钻头优选、钻井液优化、多种堵漏措施相结合、顶漏钻进及侧钻施工技术等针对性措施,解决了大套灰岩地层因大型溶洞或纵向裂隙发育而引起的恶性漏失、井内掉块等问题,避免了钻井液密度过大而导致井壁失稳的井下复杂情况的发生,提高了机械钻速,保证该井顺利完钻。该钻探施工经验可为后期滇东地区复杂灰岩地层钻探施工提供借鉴。

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    • 苏14-19-34井组水平井轨迹控制技术研究与应用

      2021, 48(8):19-25. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.003

      摘要 (656) HTML (577) PDF 621.00 K (648) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着苏里格气田的深度开发,大井丛、三维水平井施工逐渐增多,增大了轨迹控制难度。丛式三维水平井存在防碰风险高,斜井段长导致摩阻和扭矩大滑动钻进困难,水平段长及产层不稳定导致钻压传递困难和井壁失稳、井壁清洁困难等问题。针对这些问题,通过优化剖面设计和钻具组合,采用盐水钻井液体系、螺杆优选及现场技术管理和操作人员精心应对,形成了配套的技术对策,有效地实现了钻井工程的安全高效。

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    • 长庆油田小套管二次固井工艺技术研究与应用

      2021, 48(8):26-32. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.004

      摘要 (697) HTML (599) PDF 1.46 M (689) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对长庆油田?139.7 mm生产套管中下?88.9 mm小套管二次固井环空间隙小、固井施工压力高,水泥环薄、密封完整性难以满足后期措施需求,固井前井筒界面环境差、二界面水泥胶结不佳等技术难点,通过技术创新及改进,研制出适用于小套管二次固井的低摩阻耐压防漏水泥浆体系、热固性树脂水泥浆体系,结合自主研发的界面增强型冲洗液和固井压塞液体系,形成一套长庆油田小套管固井工作液体系。优选性能可靠的固井配套工具,优化小套管固井管串结构,按照平衡压力固井原理,采用一次上返固井工艺,总结出了一套小套管二次固井工艺技术。现场应用10口井,固井质量优良率95%,增产效果显著,为长庆油田老井增潜挖效及套损井治理提供了有力的技术支撑。

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    • 新型同径分层止水工艺在地热探采深井的应用

      2021, 48(8):33-39. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.005

      摘要 (703) HTML (490) PDF 829.66 K (627) 评论 (0) 收藏

      摘要:原平大营地热探采结合深井完钻井深3088 m,为探明494~3088 m变质岩地层的水文地质参数和水源补给情况,基于岩心和测井资料划分4个抽水试验段,且试验后需要恢复目的含水层。根据“一孔同径分层止水”原则,设计了管内止水托盘止水、管外止水伞止水的新型同径分层止水工艺。该工艺简化了井身结构,避免了管外投粘土球、注水泥等堵塞含水层的情况。现场实施表明,该工艺止水效果完全满足水文地质抽水试验要求,可为同类工程提供经验和借鉴。

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    • >地质钻探
    • 基于Selfrag高压电脉冲放电破岩试验的仿真模拟

      2021, 48(8):40-46. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.006

      摘要 (623) HTML (530) PDF 3.00 M (772) 评论 (0) 收藏

      摘要:高压电脉冲破岩在高温等离子弧的作用下,产生的热应力超过岩石的强度极限时就会使岩石破碎,其破碎坚硬岩石有显著效果。为研究电压、岩石矿物成分、孔隙率3个参数对岩石内电场强度分布的影响,本文基于Selfrag高压电脉冲破岩的试验数据,利用COMSOL Multiphysics仿真软件建立了一种针针电极结构仿真模型。结果表明,施加的电压不同,岩石内部电场强度分布不同;电场在不同矿物成分边界发生畸变,不同矿物成分相对介电常数变化越大,产生畸变越明显,高压电脉冲破碎优先发生在不同矿物成分的接触面;岩石内孔隙的存在,使其周围的电场发生了畸变,其他参数一定,孔隙率越大,岩石越容易被电击穿。研究结论可为高压电脉冲钻井破岩参数的选取提供参考。

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    • 内管超前绳索取心技术在松散沉积物调查中的应用

      2021, 48(8):47-52. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.007

      摘要 (698) HTML (1214) PDF 17.90 M (763) 评论 (0) 收藏

      摘要:松散沉积物是覆盖层的主要物质存在形式,是推动绿色发展、建设生态文明的主要研究对象。随着研究内容的不断丰富,对覆盖层调查的深度与精度不断提高,能否实现对松散沉积物的精准、原位无污染取样是制约后续研究的关键要素之一。本文基于锡林郭勒盟-通辽地区钻探调查实践,将绳索取心钻进工艺、超前取心技术与成膜护壁冲洗液技术相结合,提高孔壁稳定性和松散岩心完整性,解决制约厚覆盖层调查钻探取样技术难点,可为相关领域松散沉积物调查提供技术借鉴。

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    • 西南天山复杂地层绳索取心钻探跑钻事故处理方法

      2021, 48(8):53-58. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.008

      摘要 (614) HTML (616) PDF 5.38 M (622) 评论 (0) 收藏

      摘要:新疆西南天山萨尔干矿区地层极其破碎复杂,近年来施工的钻孔多全孔破碎、漏失,钻进过程中时有掉块、卡钻、钻孔坍塌等现象发生,严重时发生孔内事故,施工难度较大。本文结合该区一例钻孔施工案例,介绍了破碎复杂地层取心钢丝绳断裂导致岩心内管脱落,进而引发严重跑钻事故的处理过程以及注意事项。结合现场事故情况,通过导向扩孔钻进等方法有效地处理了该起复杂事故,使钻孔得以顺利终孔,取得了所需地质资料,挽回了经济损失。

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    • 广西向阳坪铀矿床钻探施工技术及改进措施

      2021, 48(8):59-67. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.009

      摘要 (666) HTML (821) PDF 8.70 M (646) 评论 (0) 收藏

      摘要:广西向阳坪铀矿床岩性以花岗岩为主,研磨性强,部分地层复杂,构造裂隙密集发育,岩石破碎,绿泥石化、高岭土化强烈,钻探施工困难。通过采用金刚石绳索取心钻探技术和施工工艺,并针对钻进中遇到的问题,引进了便携式全液压钻机,采用了成膜防塌无固相冲洗液体系及延迟交联凝胶堵漏工艺,优选了环齿式孕镶金刚石钻头,并采取了严格的预防和控制防斜措施,解决了钻进效率低、孔壁不稳定、金刚石钻头寿命短及钻孔弯曲等一系列问题。生产实践证明,该施工技术和工艺具有钻进效率高、岩(矿)心采取率高、劳动强度低等优点,可为花岗岩及复杂岩层钻进施工提供借鉴。

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    • 西岭勘查区海水冲洗液的研究与应用

      2021, 48(8):68-71. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.010

      摘要 (636) HTML (434) PDF 464.51 K (608) 评论 (0) 收藏

      摘要:西岭勘查区多数钻孔布置在海边,施工过程中,造浆用水为海水或海浸水。传统的淡水冲洗液体系在携带岩粉、润滑钻具、保护孔壁等方面效果不明显,甚至失效,影响了钻探施工的顺利进行。在传统冲洗液材料使用的基础上进行创新,引进新型海水抗盐冲洗液材料,研究了适合该矿区的海水冲洗液配方,使冲洗液体系性能提高,减少了安全隐患,提高了生产效率。

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    • >钻探装备
    • XD-40型钻机在雄安新区地热勘探井施工中的应用

      2021, 48(8):72-77. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.011

      摘要 (749) HTML (541) PDF 5.16 M (659) 评论 (0) 收藏

      摘要:深部矿产资源勘查技术装备XD-40型钻机应用于雄安新区地热勘探井施工,圆满完成了D13井钻探任务,完钻井深2506.14 m,完钻口径152.4 mm。本文主要从工程概况、设备特点、施工情况、事故处理等方面,介绍D13井的施工情况,总结了XD-40型钻机的总体性能、事故处理、多工艺性、能耗等方面的表现。验证了XD-40型钻机的能力及安全可靠、智能控制、节能环保方面的优越性,可应用于井深2500~2800 m的地热井施工。

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    • 机械液压复合套管整形工艺技术的研究与应用

      2021, 48(8):78-82. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.012

      摘要 (564) HTML (440) PDF 1.14 M (616) 评论 (0) 收藏

      摘要:辽河油田是一个有着40多年开发历史的老油田,其稠油产量占据原油产量的半壁江山,其稠油开采工艺主要为蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD和火驱。以加热原油温度降低其粘度的方法,在多轮次生产之后套管都会不同程度地受到损坏。套管整形技术是套管修复主体技术之一。针对梨形胀管器整形技术难应用于近井口井段、液压整形技术单次整形的长度有限等问题,研制了一种新型的机械液压复合套管整形工具。新型机械液压复合套管整形工具主要由高强度合金钢多级胀头、加长管柱(选配)、液压增力器、水力锚、安全泄压装置等部分组成。通过理论计算,给出了胀头的材料强度、液压增力器推力、水力锚锚爪数量及压力阀值等建议值,通过梨形胀管器技术和复合套管整形技术现场应用对比,证实使用机械液压复合套管整形技术,可将作业时间大幅度缩短,具有良好的应用前景和推广价值。

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    • 定向钻进技术与装备在穿层定向长钻孔中的应用

      2021, 48(8):83-88. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.013

      摘要 (918) HTML (546) PDF 822.54 K (612) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对硫磺沟煤矿工作面常规施工单孔深度不足、有效孔段短、钻进施工效率低、钻孔孔径小等诸多问题,提出采用窄体式ZDY4000LD(C)型履带钻机、第二代随钻测量系统(YHD2-1000(A)型)等附属定向设备进行穿层定向长钻孔成孔技术,以提高钻孔成孔精度、钻孔深度,增大钻孔孔径等参数,减小煤层因受采动影响,导致工作面瓦斯涌出量增大的问题。现场试验施工了4个大直径穿层定向长钻孔,孔深300 m以上钻孔成孔率达到100%,孔深最深399 m,最大钻孔孔径193 mm,钻进总进尺1581 m,平均孔深395.25 m,钻孔抽采效率显著增加。其中3号钻孔最大抽采混合流量8.3 m3/min,最大抽采纯量1.6 m3/min,瓦斯抽采浓度51%,瓦斯抽采效果显著。

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    • >民生地质
    • 藏东南地区冰碛物斜坡钢花管注浆加固试验研究

      2021, 48(8):89-95. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.014

      摘要 (560) HTML (487) PDF 7.45 M (551) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以藏东南地区帕隆藏布流域冰碛物斜坡为例,针对其架空结构较多、固结程度欠佳的特点,提出钢花管注浆加固技术。通过15个注浆孔现场注浆、现场开挖、取样测试等,探讨其施工工艺及加固效果,并结合FLAC3D数值模拟,进一步阐明其加固机理及设计方法。研究结果表明,冰碛物浅表层注浆有效加固半径为20~55 cm,浆液扩展路径与架空结构展布息息相关;注浆加固后土体粘聚力、内摩擦角、压缩模量均得到改善,竖直渗透系数变小;其注浆压力宜采用0.5~1.0 MPa;水灰比宜选用2、1;注浆孔间距与有效加固半径的比值不宜大于8。通过现场试验,形成一套基于3.5 m3空压机、YT28型凿岩机、空心自钻式锚杆及气动式注浆机的花管注浆工艺,轻便快捷,施工效率高,尤其适用于交通不便、施工条件差的情形。

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    • 地源热泵系统中钻孔回填材料研究进展

      2021, 48(8):96-102. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.015

      摘要 (586) HTML (491) PDF 520.11 K (581) 评论 (0) 收藏

      摘要:当今社会快速发展,能源需求与环境问题逐渐加剧,利用地源热泵系统采取浅层地温这一清洁能源,可以实现节能减排与充分利用资源的目标。而在地源热泵技术中影响地温能开采效率的重要因素即为回填材料的研发与应用。该文对地源热泵技术中回填材料的力学性能、导热性能和施工性能及其当前存在的问题及发展趋势进行综述,指出了当前回填材料的导热性能的研发虽能使其达到较高的导热效率,但其往往会影响材料的力学强度等物理特性,增加其施工难度,而相变材料可能是解决回填材料性能缺陷的关键。此外,随着科技的发展,将数值模拟与试验相结合,可以对理论创新与工程效益起到很大的提升作用。

    • >岩土工程
    • 建筑工程抗浮设防的勘察设计要求及分析

      2021, 48(8):103-109. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.016

      摘要 (744) HTML (1037) PDF 524.55 K (555) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来建筑工程上浮事故屡见报道,相关已有司法判例判罚结果差异巨大,对勘察和设计单位极为不利。本文从抗浮的原理出发,在分析既有判例的基础上,结合相关标准规范的要求和实践中存在的问题,就勘察和设计文件在抗浮问题上的应有关切点提出了建议。本文首次对“水盆效应”作了动态的、过程上的解释说明,提出了“盆中盆”技术措施,并提出大型基坑配备自动监测与报警系统等建议。本文旨在明确勘察、设计条件,避免工程事故、案件争议及由此引发的不利结果,可供勘察设计单位参考借鉴。

    • 武汉地区建筑废弃泥浆泥水分离试验研究

      2021, 48(8):110-117. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.017

      摘要 (574) HTML (441) PDF 1.38 M (651) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对武汉地区不同地层、不同工艺产生的建筑工程废弃泥浆,通过光谱仪分析了其主要化学成分,并通过过滤、真空抽滤、离心以及不同絮凝剂的正交试验,以上清液浊度和清液率为主要指标对废弃泥浆泥水分离效果进行评价。试验发现:废弃泥浆固相颗粒以有机质为主;采用过滤方式取得的清液浊度较低,但清液率较少;采用真空抽滤方式处理废弃泥浆可以获得较多的上清液;采用离心方式能处理除含特细颗粒外的多数废弃泥浆;正交试验表明阳离子絮凝剂(PAM)处理废弃泥浆效果较好。

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    • 天津某项目长大桩检测实例分析与探讨

      2021, 48(8):118-124. DOI: 10.12143/j.ztgc.2021.08.018

      摘要 (614) HTML (701) PDF 2.30 M (528) 评论 (0) 收藏

      摘要:基桩承载力与完整性检测是隐蔽工程验收的关键环节,通常于桩基设计阶段即规划好检测方法,在施工阶段安放好检测设施或解决好地基处理问题,以利于后续检测工作的顺利开展。大直径超长桩因设计承载力大、桩身情况复杂,对检测工作要求较高,更应遵循检测与设计同步的原则。本文所述天津某项目恰恰忽视了基桩检测的事前设计,致使长大桩检测遇到棘手问题。作者在有限条件下通过专业技术分析,利用多年实践经验,因地制宜制定检测方法措施,采取分步加载法解决了大吨位堆载试验对长大桩承载力的验证性试验问题,综合利用低应变法与高应变法解决了长大桩的完整性检测问题,为类似工程提供了宝贵经验。

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