روش‌های رایج پیکربندی سیال حفاری و الزامات نسبت

۱. انتخاب مواد گلی

(1) خاک رس: از بنتونیت با کیفیت بالا استفاده کنید و الزامات فنی آن به شرح زیر است: 1. اندازه ذرات: بالای 200 مش. 2. میزان رطوبت: حداکثر 10٪. 3. سرعت خمیر شدن: حداقل 10 متر مکعب در هر تن. 4. میزان افت آب: حداکثر 20 میلی لیتر در دقیقه.
(2) انتخاب آب: کیفیت آب باید آزمایش شود. به طور کلی، آب نرم نباید از 15 درجه تجاوز کند. اگر بیشتر باشد، باید نرم شود.

(3) پلی آکریل آمید هیدرولیز شده: انتخاب پلی آکریل آمید هیدرولیز شده باید پودر خشک، آنیونی، با وزن مولکولی حداقل 5 میلیون و درجه هیدرولیز 30٪ باشد.

(4) پلی‌اکریلونیتریل هیدرولیز شده: پلی‌اکریلونیتریل هیدرولیز شده باید پودر خشک، آنیونی، وزن مولکولی 100000-200000 و درجه هیدرولیز 55-65٪ باشد.

(5) خاکستر سودا (Na2CO3): برای بهبود عملکرد بنتونیت، آن را کلسیم‌زدایی کنید. (6) هومات پتاسیم: پودر سیاه با مش 20 تا 100 بهترین گزینه است.

۲. آماده‌سازی و استفاده

(1) مواد اولیه در هر گل مکعبی: 1. بنتونیت: 5%-8%، 50-80 کیلوگرم. 2. خاکستر سودا (NaCO3): 3% تا 5% حجم خاک، 1.5 تا 4 کیلوگرم خاکستر سودا. 3. پلی آکریل آمید هیدرولیز شده: 0.015% تا 0.03%، 0.15 تا 0.3 کیلوگرم. 4. پودر خشک پلی آکریلونیتریل هیدرولیز شده: 0.2% تا 0.5%، 2 تا 5 کیلوگرم پودر خشک پلی آکریلونیتریل هیدرولیز شده.
علاوه بر این، با توجه به شرایط سازند، به ازای هر متر مکعب گل، 0.5 تا 3 کیلوگرم ماده ضد ریزش، ماده مسدود کننده و ماده کاهش دهنده اتلاف سیال اضافه کنید. اگر سازند کواترنری به راحتی فرو می‌ریزد و منبسط می‌شود، حدود 1٪ ماده ضد ریزش و حدود 1٪ هومات پتاسیم اضافه کنید.
(2) فرآیند آماده‌سازی: در شرایط عادی، حدود 50 متر مکعب گل برای حفر یک گمانه 1000 متری مورد نیاز است. با در نظر گرفتن آماده‌سازی 20 متر مکعب گل به عنوان مثال، فرآیند آماده‌سازی «گل پلیمری دوگانه» به شرح زیر است:
۱. ۳۰ تا ۸۰ کیلوگرم خاکستر سودا (NaCO3) را در ۴ متر مکعب آب بریزید و خوب مخلوط کنید، سپس ۱۰۰۰ تا ۱۶۰۰ کیلوگرم بنتونیت اضافه کنید، خوب مخلوط کنید و قبل از استفاده بیش از دو روز خیس کنید. ۲. قبل از استفاده، گل پر شده را در آب تمیز بریزید تا رقیق شود و یک دوغاب پایه ۲۰ متر مکعبی ایجاد شود. ۳. ۳ تا ۶ کیلوگرم پودر خشک پلی آکریل آمید هیدرولیز شده را با آب حل کنید و آن را به دوغاب پایه اضافه کنید؛ ۴۰ تا ۱۰۰ کیلوگرم پودر خشک پلی آکریلونیتریل هیدرولیز شده را با آب رقیق و حل کنید و آن را به دوغاب پایه اضافه کنید. ۴. بعد از اضافه کردن همه مواد، خوب هم بزنید

(3) آزمایش عملکرد خواص مختلف گل باید قبل از استفاده آزمایش و بررسی شوند و هر پارامتر باید استانداردهای زیر را داشته باشد: محتوای فاز جامد: کمتر از 4٪ وزن مخصوص (r): کمتر از 1.06 ویسکوزیته قیف (T): 17 تا 21 ثانیه حجم آب (B): کمتر از 15 میلی لیتر در 30 دقیقه کیک گل (K):

مواد تشکیل دهنده گل حفاری در هر کیلومتر

۱. خاک رس:
بنتونیت با کیفیت بالا را انتخاب کنید و الزامات فنی آن به شرح زیر است: ۱. اندازه ذرات: بالای ۲۰۰ مش ۲. میزان رطوبت: حداکثر ۱۰٪ ۳. سرعت خمیرسازی: حداقل ۱۰ متر مکعب در تن ۴. میزان از دست دادن آب: حداکثر ۲۰ میلی لیتر در دقیقه ۵. مقدار مصرف: ۳۰۰۰ تا ۴۰۰۰ کیلوگرم
۲. خاکستر سودا (NaCO3): ۱۵۰ کیلوگرم
۳. انتخاب آب: آب باید از نظر کیفیت آزمایش شود. به طور کلی، آب نرم نباید از ۱۵ درجه سانتیگراد بیشتر باشد. اگر بیشتر باشد، باید نرم شود.
۴. پلی‌اکریل‌آمید هیدرولیز شده: ۱. پلی‌اکریل‌آمید هیدرولیز شده باید به صورت پودر خشک، آنیونی، با وزن مولکولی حداقل ۵ میلیون و درجه هیدرولیز ۳۰٪ انتخاب شود. ۲. مقدار مصرف: ۲۵ کیلوگرم.
۵. پلی‌اکریلونیتریل هیدرولیز شده: ۱. پلی‌اکریلونیتریل هیدرولیز شده باید به صورت پودر خشک، آنیونی، وزن مولکولی ۱۰۰۰۰۰-۲۰۰۰۰۰ و درجه هیدرولیز ۵۵-۶۵٪ انتخاب شود. ۲. مقدار مصرف: ۳۰۰ کیلوگرم.
۶. سایر مواد یدکی: ۱. عامل ضد ریزش ST-1: ۲۵ کیلوگرم. ۲. عامل مسدودکننده ۸۰۱: ۵۰ کیلوگرم. ۳. هومات پتاسیم (KHm): ۵۰ کیلوگرم. ۴. NaOH (سود سوزآور): ۱۰ کیلوگرم. ۵. مواد بی‌اثر برای مسدود کردن (فوم اره، پوسته پنبه دانه و غیره): ۲۵۰ کیلوگرم.

گل ضد ریزش فاز جامد کم کامپوزیت

۱. ویژگی‌ها
۱. سیالیت خوب و توانایی قوی در حمل پودر سنگ. ۲. عملیات ساده با گل، نگهداری راحت، عملکرد پایدار و عمر طولانی. ۳. کاربرد گسترده، می‌توان آن را نه تنها در لایه‌های سست، شکسته و فروریخته، بلکه در لایه‌های سنگی شکسته گل‌آلود و لایه‌های سنگی حساس به آب نیز استفاده کرد. این محصول می‌تواند الزامات حفاظت از دیواره سازندهای سنگی مختلف را برآورده کند.
۴. آماده‌سازی آن آسان است، بدون نیاز به حرارت دادن یا خیساندن اولیه، فقط کافی است دو دوغاب فاز کم جامد را مخلوط کرده و خوب هم بزنید. ۵. این نوع گل ضد اسلامپ ترکیبی نه تنها عملکرد ضد اسلامپ دارد، بلکه عملکرد ضد اسلامپ را نیز دارد.

۲. تهیه گل ضد اسلامپ کم جامد کامپوزیتی مایع A: گل ضد اسلامپ کم جامد پلی آکریل آمید (PAM)─کلرید پتاسیم (KCl) ۱. بنتونیت ۲۰٪. ۲. خاکستر سودا (Na2CO3) ۰.۵٪. ۳. سدیم کربوکسی پتاسیم سلولز (Na-CMC) ۰.۴٪. ۴. پلی آکریل آمید (وزن مولکولی PAM برابر با ۱۲ میلیون واحد است) ۰.۱٪. ۵. پتاسیم کلرید (KCl) ۱٪. مایع B: گل ضد اسلامپ فاز جامد کم جامد پتاسیم هیومات (KHm)
۱. بنتونیت ۳٪. ۲. خاکستر سودا (Na2CO3) ۰.۵٪. ۳. هومات پتاسیم (KHm) ۲.۰٪ تا ۳.۰٪. ۴. پلی آکریل آمید (وزن مولکولی PAM برابر با ۱۲ میلیون واحد است) ۰.۱٪. هنگام استفاده، مایع آماده شده A و مایع B را با نسبت حجمی ۱:۱ مخلوط کرده و کاملاً هم بزنید.
۳. تحلیل مکانیسم محافظت از دیواره گلی ضد اسلامپ کامپوزیتی با درصد جامد کم

مایع A، گل ضد رکود کم جامد پلی آکریل آمید (PAM)-کلرید پتاسیم (KCl) است که گلی با کیفیت بالا و عملکرد ضد رکود خوب است. اثر ترکیبی PAM و KCl می‌تواند به طور مؤثری انبساط هیدراتاسیون سازندهای حساس به آب را مهار کند و اثر محافظتی بسیار خوبی در حفاری در سازندهای حساس به آب دارد. این گل به طور مؤثر انبساط هیدراتاسیون این نوع سازند سنگی را در اولین باری که سازند حساس به آب در معرض دید قرار می‌گیرد، مهار می‌کند و در نتیجه از ریزش دیواره چاه جلوگیری می‌کند.
مایع B، گل ضد اسلامپ کم جامد پتاسیم هیومات (KHm) است که گلی با کیفیت بالا و عملکرد ضد اسلامپ خوب است. KHm یک عامل تصفیه گل با کیفیت بالا است که وظایف کاهش هدررفت آب، رقیق‌سازی و پراکندگی، جلوگیری از ریزش دیواره چاه و کاهش و جلوگیری از پوسته پوسته شدن گل در ابزارهای حفاری را بر عهده دارد.
اول از همه، در طول فرآیند گردش گل ضد ریزش فاز کم جامد هومات پتاسیم (KHm) در سوراخ، از طریق چرخش پرسرعت لوله مته در سوراخ، هومات پتاسیم و رس موجود در گل می‌توانند تحت عمل نیروی گریز از مرکز به داخل سازند سنگی سست و شکسته نفوذ کنند. لایه‌های سنگی سست و شکسته نقش سیمان‌سازی و تقویت را ایفا می‌کنند و در وهله اول از نفوذ رطوبت و غوطه‌ور شدن در دیواره سوراخ جلوگیری می‌کنند. ثانیاً، در جایی که شکاف‌ها و فرورفتگی‌هایی در دیواره سوراخ وجود دارد، رس و KHm موجود در گل تحت عمل نیروی گریز از مرکز به داخل شکاف‌ها و فرورفتگی‌ها پر می‌شوند و سپس دیواره سوراخ تقویت و تعمیر می‌شود. در نهایت، گل ضد ریزش فاز کم جامد پتاسیم هومات (KHm) برای مدت زمان مشخصی در سوراخ گردش می‌کند و می‌تواند به تدریج یک پوسته گلی نازک، سفت، متراکم و صاف روی دیواره سوراخ تشکیل دهد که از نفوذ و فرسایش آب روی دیواره منافذ جلوگیری می‌کند و همزمان نقش تقویت دیواره منافذ را نیز ایفا می‌کند. پوسته گلی صاف باعث کاهش نیروی درگ روی مته شده و از آسیب مکانیکی به دیواره سوراخ ناشی از ارتعاش ابزار حفاری به دلیل مقاومت بیش از حد جلوگیری می‌کند.
وقتی مایع A و مایع B در یک سیستم گلی با نسبت حجمی ۱:۱ مخلوط می‌شوند، مایع A می‌تواند در اولین بار از انبساط هیدراتاسیون سازند سنگی «گلی شکل با ساختار شکسته» جلوگیری کند و مایع B می‌تواند در اولین بار استفاده شود. این مایع در دیالیز و سیمان‌سازی سازندهای سنگی «شل و شکسته» نقش دارد. با گردش طولانی مایع مخلوط در سوراخ، مایع B به تدریج یک پوسته گلی در کل بخش سوراخ تشکیل می‌دهد و در نتیجه به تدریج نقش اصلی محافظت از دیواره و جلوگیری از ریزش را ایفا می‌کند.

هومات پتاسیم + گل CMC

1. فرمول گل (1)، بنتونیت 5% تا 7.5%. (2)، خاکستر سودا (Na2CO3) 3% تا 5% از مقدار خاک. (3) هومات پتاسیم 0.15% تا 0.25%. (4)، CMC 0.3% تا 0.6%.

2. عملکرد گل (1)، ویسکوزیته قیف 22-24. (2)، میزان افت آب 8-12. (3)، وزن مخصوص 1.15 ~ 1.2. (4)، مقدار pH 9-10.

گل محافظ طیف گسترده

1. فرمول گل (1)، 5% تا 10% بنتونیت. (2)، خاکستر سودا (Na2CO3) 4% تا 6% از مقدار خاک. (3) 0.3% تا 0.6% ماده محافظ با طیف گسترده.

2. عملکرد گل (1)، ویسکوزیته قیف 22-26. (2) میزان افت آب 10-15. (3)، وزن مخصوص 1.15 ~ 1.25. (4)، مقدار pH 9-10.

عامل مسدود کننده گل و لای

1. فرمول گل (1)، بنتونیت 5٪ تا 7.5٪. (2)، خاکستر سودا (Na2CO3) 3٪ تا 5٪ از مقدار خاک. (3)، عامل مسدود کننده 0.3٪ تا 0.7٪.

2. عملکرد گل (1)، ویسکوزیته قیف 20-22. (2) میزان افت آب 10-15 است. (3) وزن مخصوص 1.15-1.20 است. 4. مقدار pH 9-10 است.