2015QC小組（甘肅李壩金礦區(qū)沖洗液優(yōu)化）

1、 質(zhì)量管理小組成果報告 課題名稱：甘肅李壩金礦區(qū)沖洗液優(yōu)化 小組名稱：地質(zhì)工程勘查所 107 QC小組 課題類型：現(xiàn)場型、服務(wù)型發(fā) 布 人： 寧夏核勘院地質(zhì)工程勘查所 二零一六年元月寧夏核勘院地質(zhì)工程分院107 QC小組成果材料123匯報提綱一、課題簡介二、小組概況三、現(xiàn)狀、選題及目標(biāo)四、原因及目標(biāo)可行性分析五、對策與實施六、成果發(fā)布4一、課題簡介李壩金礦區(qū)位于甘肅省隴南市禮縣，為甘肅的中型金礦床之一。礦區(qū)地層復(fù)雜，存在多層構(gòu)造角礫巖及千枚巖，吸水易分散剝落，孔壁易坍塌；鉆孔傾角小，全部是4657，孔壁容易掉塊，鉆機阻力大。107井隊QC小組針對礦區(qū)地層特點，對比優(yōu)選泥漿體系，最終采用具有良好

2、隔水及強抑制性特點的成膜防塌無固相沖洗液鉆進，鉆進效率高，完成鉆孔6個，共完成鉆探工作量2489.26米。5二、小組概況序號姓名性別年齡學(xué)歷職務(wù)組內(nèi)分工1王文林男42本科副院長組織協(xié)調(diào)2曹學(xué)斌男43本科機 長技術(shù)指導(dǎo)3何玉云男31本科副機長報告編寫4吳樹明男50中專班 長方案實施5劉應(yīng)亮男26中專班 長方案實施6康小軍男25中專班 長資料收集7李強旺男25中專記錄員效果檢查8趙環(huán)祥男24中專泥漿工泥漿配制6三、現(xiàn)狀、選題及目標(biāo)（一）現(xiàn)狀及存在的問題（1）地層復(fù)雜，存在多層構(gòu)造角礫巖及千枚巖，水敏性強，吸水易分散剝落，孔壁易坍塌（見圖1）礦區(qū)上部地層較破碎，而且裂隙發(fā)育明顯，沖洗液易漏失。（2）

3、鉆孔傾角大（4657），不利于孔壁穩(wěn)定。7在該礦區(qū)施工的多臺鉆機普遍存在以下問題：1、孔壁坍塌嚴(yán)重，剛鉆進完1個單根后，再接單根需掃孔約1h后方能鉆進；2、有2個機臺（今年在該礦區(qū)施工的機臺總共有5部）出現(xiàn)塌孔，鉆具被埋入孔內(nèi)，導(dǎo)致長時間處理事故，原施工單位撤退；3、構(gòu)造角礫巖地層取心質(zhì)量差，取出的巖心全部破碎。8礦物名稱伊利石綠泥石石英長石黃鐵礦含量/%35302555 為了研究礦區(qū)構(gòu)造角礫巖見水易分散坍塌的原因，委托北京探礦工程研究所對該巖心進行了X射線粉晶衍射分析，測試結(jié)果見表2。表2 礦區(qū)構(gòu)造角礫巖分析結(jié)果9構(gòu)造角礫巖主要由伊利石和綠泥石礦物組成，這兩種礦物含量高達65%。而伊利石與綠

4、泥石均為水敏性粘土礦物，易見水分散剝落。這說明該礦區(qū)孔壁失穩(wěn)的主要原因是地層中含有大量的水敏性伊利石與綠泥石礦物。圖 2 礦物含量10（二）選題根據(jù)107井隊在該李壩金礦鉆探施工中遇到的問題，QC小組最終選擇“甘肅李壩金礦沖洗液選擇”為QC課題。11（三）目標(biāo)確定現(xiàn)狀地層松散破碎孔壁失穩(wěn)孔內(nèi)事故頻發(fā)采取率低（80%）鉆孔傾角?。?6-57）根據(jù)現(xiàn)狀確定目標(biāo)確保孔內(nèi)安全順利穿越破碎帶提高鉆進效率巖芯采取率達到90%以上提高機臺管理水平12四、原因及目標(biāo)可行性分析礦區(qū)其他機臺采用由植物膠、纖維素、腐植酸鉀等配制的無固相沖洗液及由膨潤土、纖維素等配制的低固相沖洗液鉆進時，鉆進效率低，孔壁易坍塌，甚至

5、出現(xiàn)鉆孔報廢。這說明常用的無固相沖洗液及低固相沖洗液體系不能解決該礦區(qū)構(gòu)造角礫巖、千枚巖等地層孔壁坍塌問題。13各井隊施工難度大因果圖取芯困難鉆孔傾角小（46-57）構(gòu)造角礫巖較松散導(dǎo)致縮徑、孔壁坍塌、采取率低等復(fù)雜情況最終增加施工難度，影響施工質(zhì)量，成本較高。構(gòu)造角礫巖是“病因”圖 3 各井隊施工難度大因果圖14 構(gòu)造角礫巖15 構(gòu)造角礫巖16五、對策與實施（一）體系優(yōu)選為了找到適合該礦區(qū)的沖洗液體系，QC小組進行了現(xiàn)場試驗，分別用清水、成膜防塌無固相沖洗液和普通無固相體系進行現(xiàn)場試驗，分別設(shè)置為A、B、C三組對比。不同體系對比結(jié)果見表3。序號體系名稱浸泡時間浸泡結(jié)果A清水30 min1 m

6、in 完全剝落B成膜防塌體系30 min30 min 無變化C普通無固相體系30 min30 min破碎17現(xiàn)場試驗表明，構(gòu)造角礫巖樣品，在清水中浸泡后，很快崩塌剝落，普通無固相體系浸泡30 min后巖芯樣品變得破碎，成膜防塌無固相體系浸泡 30 min后巖芯樣品無變化，對比效果見圖3。18 浸泡前圖4 浸泡前巖芯 19 浸泡30 min 后20 清水浸泡21 成膜防塌體系浸泡后22 普通無固相體系浸泡后23（二）對策及技術(shù)方案采用成膜防塌無固相沖洗液進行施工，成膜防塌無固相沖洗液具有良好隔水及強抑制作用，由成膜體系A(chǔ)劑、成膜體系B劑、防塌減阻劑、封堵劑、抗鹽共聚物及包被劑組成，體系中各處理劑

7、主要作用詳見表4。24表4 體系中各處理劑的主要作用材料名稱作用成膜體系A(chǔ)劑具有成膜抑制性及降低濾失量的效果，能夠在孔壁快速形成具有隔水作用的保護層成膜體系B劑進一步提高體系抑制分散性能防塌減阻劑（GFT）軟化變形填充孔壁裂縫以及提高沖洗液的潤滑性能封堵劑（GFD-1）封堵孔壁微裂縫抗鹽共聚物（GTQ）提高沖洗液粘度和切力，降低濾失量包被劑（GBBJ）絮凝巖粉251、成膜防塌無固相沖洗液現(xiàn)場使用配方現(xiàn)場沖洗液配方為：1m3水+3050kg 成膜體系A(chǔ)劑+015kg成膜體系B劑+510kg GFT+1020kg GFD-1+0.51.5kg GBBJ+1.53.0kg GTQ?，F(xiàn)場沖洗液性能為：

8、密度1.061.12g/cm3，漏斗粘度2535s，濾失量68mL。26（三）方案實施根據(jù)設(shè)計方案的要求，按照QC小組制定的方案完成每一步的工作。泥漿配制嚴(yán)格按照設(shè)計方案執(zhí)行，三個班組的泥漿配制均由本組泥漿工來完成，并做好記錄。27（四）檢查與改進方案實施過程中，為了提高泥漿利用率，節(jié)約成本，在MZK47-5孔機臺布置過程中增加了兩個兩方的沉淀池（見圖4左），MZK47-5孔的施工過程中只更換了一次泥漿就完成了全孔460米的鉆探任務(wù)，以往460米的鉆，全孔一般需要更換5次泥漿，有效節(jié)約了泥漿成本；MZK23-2孔的機臺較狹窄，為了讓泥漿中的巖粉得到充分沉淀，增加了幾道泥漿槽（圖4右），巖粉沉淀

9、效果明顯。28圖 5 泥漿循環(huán)系統(tǒng)29泥漿循環(huán)系統(tǒng)30（四）實施效果使用成膜防塌無固相沖洗液完成鉆孔6個，分別為MZK23-2孔、MZK31-4孔、MZK51-2孔、MZK39-6孔、ZK119-2孔及MZK47-5孔，共完成鉆探工作量2489.26m，并取得了很好地應(yīng)用效果，具體表現(xiàn)在以下幾方面：（1）沖洗液護壁效果顯著（2）取心質(zhì)量顯著提高（3）良好的流變性（4）鉆進效率高31 成膜體系護壁效果32 成膜體系護壁效果33 成膜體系護壁效果34表5 不同沖洗液體系鉆進效率沖洗液體系孔號施工時間終孔深度/m施工周期/d平均日進尺/米其他沖洗液ZZK39-22015.3.202015.4.101

10、67.58218.0MZK51-12015.3.252015.4.10170.111610.6WZK71-22014.6.282014.7.16232.631910.2WZK63-62014.9.52014.10.9357.503510.2成膜防塌無固相沖洗液MZK23-22015.4.72015.5.9530.143316.1MZK31-42015.5.222015.7.4470.004410.7MZK51-22015.7.122015.7.28310.001718.2MZK39-62015.9.12015.9.18268.681914.1ZK119-22015.9.232015.10.18450.282617.3MZK47-52015.11.12015.12.3460.153214.435圖 9 不同沖洗液平均進尺對比36六、成果發(fā)布根據(jù)QC小組幾個月以來的精心準(zhǔn)備和認(rèn)真實施技術(shù)方案，有效的解決了107井隊在隴南紫金李壩金礦鉆探施工中遇到的實際問題，對該地區(qū)的勘探找礦工作意義深遠。本小組具體成果如下：371、QC小組活動開展之前，面對新的地層條件，井隊三個班組施工進度慢，平均6米/臺班，通過改進之后平均臺班進尺12米，提高100%。2、完成的6個鉆孔施工質(zhì)量全部符合地質(zhì)