Сибирский федеральный университет

Перевод названия: STUDY AND DEVELOPMENT OF MUDS FOR WIRELINE CORE DRILLING AT TALNAKHSKOE DEPOSITS

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2014

Ключевые слова: аргиллит, mudstone (argillite), hydration, chlorite, muscovite, sodium silicate, stability of borehole walls, гидратация, хлорит, мусковит, силикат натрия, устойчивость стенок скважины

Аннотация: Рассмотрена актуальная задача по повышению эффективности сооружения скважин в сложных геологических условиях на Талнахском рудном узле комплексами КССК с использованием биополимерных безглинистых и малоглинистых силикатных растворов. Дан анализ геологических особенностей Талнахского рудного узла, показано, что неустойчивость стенок скважин обусловлена минеральным составом материала, заполняющего трещины рудных зон и слагающего стенки скважин в осадочных толщах. Лабораторные исследования показали, что вмещающие горные породы представляют пористую смесь (0,1-5 мкм) кристаллических и аморфных минералов, во всех образцах присутствует монтмориллонит. Разрушение аргиллитов при взаимодействии с буровыми растворами на водной основе происходит за счет проникновения воды в микропоры и микротрещины, способствуя их раскрытию, гидратации глинистых минералов с образованием площадок скольжения и, как следствие, приводит к разрушению. Наличие тектонических зон снижает устойчивость пород вне зависимости от их минерального состава. Проведены лабораторные исследования буровых растворов, содержащих силикат натрия, разработана технология приготовления растворов с добавками крахмала. Показано, что добавление жидкого стекла от 40 мл/л раствора благоприятно сказывается на сохранности хлоритовых образцов. На поверхности образца образуется нерастворимая силикатная пленка, которая препятствует гидратации образца. Визуальный осмотр показал, что фильтрат не проникает внутрь образца, что свидетельствует о взаимодействии силиката с катионами, в результате наблюдается естественная силикатизация хлоритов и монтмориллонита. Применение модифицированного крахмала позволяет контролировать фильтрационные потери совместно с жидким стеклом. Проявляется синергизм при содержании жидкого стекла от 80 до 100 мл/л раствора. Силикат натрия, как показали наши исследования, характеризуется отличной кольматирующей способностью, а хлорид натрия работает как ионный насос, засасывая в глинистую породу воду, что впоследствии приводит к повышению подвижности пород и осыпанию стенок скважины. The article treats a relevant problem of improving the well construction efficiency in complex geological conditions at Talnakhskoye ore cluster by means of wireline core drilling using biopolymer clayless and thin clay silicate drilling muds. Having analyzed the geological features of the Talnakh ore cluster it was showed that the instability of the borehole walls is determined by the mineral composition of the material filling the cracks in ore zones and composing the borehole walls in sedimentary strata. Laboratory studies have shown that the host rocks are represented by a porous mixture (0.1-5 ?m) of crystalline and amorphous minerals. Montmorillonite was detec-ted in all the samples. The destruction of mudstones under the interaction with water-based drilling fluids takes place when water penetrates into micropores and microcracks, facilitating their opening, hydration of clay minerals with the formation of slip pads and, as a result, leads to their destruction. The presence of tectonic zones reduces the stability of rocks, regardless of their mineral composition. Laboratory investigations of drilling muds containing sodium silicate allowed to develop the preparation technology for solutions with starch additives. Addition of liquid glass from the 40 ml/l of solution is shown to be beneficial for the preservation of chlorite samples. An insoluble silicate film formed on the sample surface prevents the hydration of the sample. Visual inspection showed that filtrate does not penetrate the sample. It is indicative of the silicate and cations interaction that results in natural silicification of chlorites and montmorillonite. The use of modified starch allows to control filtration losses and liquid glass. Synergism occurs if the content of liquid glass is from 80 to 100 ml/l of solution. Our researches showed that sodium silicate has an excellent bridging ability, whereas sodium chloride acts as an ion pump, sucking into argillaceous rocks everything that later leads to the increase in the mobility of rocks and shattering of the borehole walls.

Журнал: Известия Сибирского отделения секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, поиски и разведка рудных месторождений

Выпуск журнала: № 3

Номера страниц: 61-73

ISSN журнала: 0130108X

Место издания: Иркутск

Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет"

• Неверов Александр Леонидович (Сибирский федеральный университет)
• Рожков Владимир Павлович (Сибирский федеральный университет)
• Самородский Павел Николаевич (Сибирский федеральный университет)
• Каратаев Дмитрий Давидович (ООО «Норильскгеология»)
• Неверов Александр Александрович (Сибирский государственный аэрокосмический университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)