煙臺(tái)渤海海域工程地質(zhì)勘察鉆探泥漿體系研究及應(yīng)用

王延寧，郭曜欣，宋世杰，李曉東

(1. 山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東煙臺(tái) 264004；2. 山東省地礦局鉆探工程技術(shù)研究中心，山東煙臺(tái) 264004；3. 北京探礦工程研究所，北京 100083)

0 引言

海島作為我國(guó)領(lǐng)土的一個(gè)組成部分，既是經(jīng)濟(jì)發(fā)展延伸的末端，又是對(duì)外改革開放的前沿。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和經(jīng)濟(jì)類別的細(xì)化，海島及其周邊海域的經(jīng)濟(jì)開發(fā)潛力日益凸顯。在山東省煙臺(tái)市大力推進(jìn)海洋強(qiáng)省、海洋強(qiáng)市建設(shè)的大背景下，海島及其周邊海域的開發(fā)意義重大。

1 項(xiàng)目背景

自2016年我單位陸續(xù)承接煙臺(tái)周邊海域地質(zhì)勘察項(xiàng)目若干，如煙臺(tái)市崆峒群島及毗鄰海域綜合地質(zhì)調(diào)查設(shè)計(jì)項(xiàng)目、龍口港10萬(wàn)噸級(jí)新航道導(dǎo)標(biāo)、山東省長(zhǎng)島海洋牧場(chǎng)示范區(qū)海底沉積物地球化學(xué)調(diào)查以及招遠(yuǎn)核電海上勘察等項(xiàng)目等。這些項(xiàng)目區(qū)域海底地層主要為第四系松散土層及風(fēng)化基巖，勘探期間揭露深度內(nèi)主要以第四系松散土層為主。

以往工程項(xiàng)目由于針對(duì)類似地層的泥漿研究不足，鉆進(jìn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)孔壁護(hù)壁困難，進(jìn)而導(dǎo)致孔壁坍塌、縮徑、卡鉆及埋鉆等孔內(nèi)事故，給勘察鉆探工作帶來(lái)很多困難。

針對(duì)前海海域工程勘察中第四系地層，尤其是軟土和松散的砂土等鉆探施工難點(diǎn)問題，結(jié)合歷史經(jīng)驗(yàn)，通過室內(nèi)試驗(yàn)和野外施工兩方面優(yōu)化海水泥漿體系，最終得到較優(yōu)的海水泥漿配方。

2 試驗(yàn)概況

2.1 海水性質(zhì)

海水總礦化度一般在3.3%～3.7%(即33000～37000 mg/L)，pH 7.4～8.4，密度1.03 g/cm3(海水中鹽類構(gòu)成比例和各離子含量見表1、表2)。……