(高清版)DZT 0409-2022 陆域天然气水合物钻探技术规程.pdf

ICS73.020ICS73.020CCS D 81中华人民共和国地质矿产行业标准中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T 04092022DZ/T 04092022陆域天然气水合物钻探技术规程陆域天然气水合物钻探技术规程Codeofpracticeonthepermafrostzonegashydratedrilling technology2022-08-24发布2022-12-01 实施2022-08-24发布2022-12-01 实施中华人民共和国自然资源部发 布中华人民共和国自然资源部发 布IDZ/T 04092022目次目次前言.1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14基本要求.25钻探工程设计.25.1设计要求.25.2设计依据.25.3设计书内容.25.4审批与变更.36钻进方法与钻孔结构.46.1钻进方法.46.2钻孔结构.47施工设备选择.47.1钻探设备.47.2录井设备.57.3测井设备.67.4其他设备.68钻探工程施工.68.1施工准备.68.2钻进工艺.78.3常见孔内事故预防与处理.108.4岩芯样品采集.118.5地质岩芯编录.128.6岩芯影像资料采集.128.7录井.138.8测井测井.138.9封孔封孔.138.10施工验收.149泥浆.149.1基本要求.149.2配制材料配制材料.149.3配制方法及注意事项配制方法及注意事项.149.4泥浆维护泥浆维护.159.5泥浆冷却装置使用要求泥浆冷却装置使用要求.1510钻探工程质量管理钻探工程质量管理.1610.1钻探工程质量指标钻探工程质量指标.16DZ/T 0409202210.2资料存档资料存档.1911健康、安全与环境管理.2011.1健康管理健康管理.2011.2安全管理安全管理.2011.3环境管理.21附录A(规范性)陆域天然气水合物钻探用表.22参考文献参考文献.27DZ/T04092022DZ/T04092022前言前言本文件按照 GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。起草。本文件由中华人民共和国自然资源部提出。本文件由全国自然资源与国土空间规划标准化技术委员会(SAC/TC93)归口。本文件起草单位：中国地质科学院勘探技术研究所。本文件主要起草人：张永勤、李鑫森、刘秀美、尹浩、孙建华、王志刚、梁健、李宽、李小洋。1DZ/T04092022DZ/T04092022陆域天然气水合物钻探技术规程陆域天然气水合物钻探技术规程1范 围1范 围本文件规定了陆域天然气水合物资源调查钻探工程设计、钻进方法与钻孔结构、施工设备选择、钻探工程施工、泥浆、钻探工程质量管理及健康、安全与环境管理等方面的技术操作要求和技术规则。本文件适用于陆域天然气水合物钻探施工。2规范性引用文件2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB39800.1个体防护装备配备规范第1部分：总则AQ2004地质勘探安全规程DZ/T0002含煤岩系钻孔岩心描述DZ/T0032地质勘查钻探岩矿心管理通则DZ/T0078固体矿产勘查原始地质编录规程DZ/T02272010地质岩心钻探规程SY/T5974钻井井场设备作业安全技术规程3术语和定义3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1陆域天然气水合物permafrost zone gas hydrate3.1陆域天然气水合物permafrost zone gas hydrate赋存于陆地多年冻土区地下一定深度，由水分子和烃类气体分子在高压低温状态下形成的具有笼状结构的似冰雪状的类结晶化合物。3.2陆域天然气水合物钻探3.2陆域天然气水合物钻探permafrost zone gas hydrate drilling为调查陆域天然气水合物资源实施的钻探工程。3.33.3天然气水合物稳定带gas hydrate stable zone满足天然气水合物形成与分布的温度和压力条件的地下深度范围。3.43.4低温泥浆lowtemperature mud工作时的温度低于原始环境温度的泥浆。2DZ/TDZ/T3.50409202204092022泥浆冷却装置cooling system for mud天然气水合物钻探施工中，用于降低和保持低温泥浆所需温度的专用设备。4基本要求4基本要求4.1工程施工前，应根据地质设计收集冻土区地质、物探、化探、遥感、水文地质和区域矿产等资料。4.2应根据调查区地质资料，结合异常和地质特征，编制陆域天然气水合物钻探施工设计。4.3工程施工前，应到当地自然资源及环境管理等有关部门办理施工手续。4.4陆域天然气水合物资源调查评价钻探施工多分布在无人区，环境比较恶劣，应全面做好健康、安全和环保等工作。4.5进行现场踏勘，了解施工区域地理位置、气候、地形地貌、水源水质、交通状况、物资供应、工区选址、青苗赔偿、民风民俗和宗教信仰等。4.6钻孔直径应满足地质目的及测井要求，终孔直径不应小于96 mm,岩芯直径不应小于60 mm。5钻探工程设计5.1设计要求5.1.15钻探工程设计5.1设计要求5.1.1根据地质设计及施工任务书或合同，分析施工区域地质资料和以往钻探施工情况。5.1.25.1.2根据钻孔结构、地质要求和绿色勘查需求，结合施工单位的设备、器具、人员、后勤物资保障等，制定合理可行的工程设计。5.2设计依据5.2设计依据设计依据主要包括以下内容：a)地质设计；b)任务书或合同；c)钻探工程技术要求；d)有关的规程、规范和标准；e)现场踏勘资料；f)地理及气候环境等。5.3设计书内容5.3.1前 言5.3设计书内容5.3.1前 言说明项目名称、工作性质、目的任务、工程期限、施工要求、工区气候和生活条件等。5.3.2地质概况5.3.2地质概况包含地层岩性及序列、地质构造、目的层特征、水文地质条件等影响施工的地质因素。5.3.3施工要求5.3.3施工要求包括场地及钻孔布置、工作量、工程质量指标、取样要求、岩芯采取率、样品保存、泥浆性能、测井要求、孔内气体防喷处置等。3DZ/T040920225.3.4钻孔结构DZ/T040920225.3.4钻孔结构包括各孔段钻孔直径与钻进深度、套管直径与下入深度等。5.3.5钻进方法和工艺5.3.5钻进方法和工艺包括钻进方法的确定、钻具的选用、钻进技术参数设计、取芯取样技术、钻孔护壁方法、低温泥浆性能及配制、新技术的应用等。5.3.6施工设备5.3.6施工设备确定天然气水合物钻探施工设备的类型和技术参数，包括钻机、钻塔、泥浆泵、泥浆冷却装置、液氮罐、固控设备、绳索取芯绞车、录井设备、发电机、搅拌机等。5.3.7水源和电源供应5.3.7水源和电源供应阐明施工过程中动力供应方式、工区水源条件及供给方式，提出具体供电及供水措施。5.3.8质量保证5.3.8质量保证提出钻进、岩芯采取、天然气水合物识别及样品保存等质量保证措施。5.3.9录井要求5.3.9录井要求按照陆域天然气水合物资源调查评价钻探施工要求，配备满足相关参数要求的录井监测仪器及专门的录井技术人员。5.3.10测井要求5.3.10测井要求按照陆域天然气水合物资源调查评价钻探施工要求，确定钻探施工期间及终孔时测井所需仪器及参数。5.3.11封孔要求5.3.11封孔要求临近终孔时，应根据施工过程中地质技术人员提供的实际钻孔柱状图，提交封孔设计。5.3.12安全生产及环境保护5.3.12安全生产及环境保护包括防寒、防火、防洪、高原反应预防、地质灾害预防、钻探安全措施、废弃泥浆处理及施工场地环境恢复等。5.3.13施工组织及管理5.3.13施工组织及管理包括施工组织管理机构、人员配备及分工、施工工序及进度计划等。5.3.14工程预算5.3.14工程预算包括编制依据、编制说明和预算总表及明细表等。5.4审批与变更5.4.15.4审批与变更5.4.1钻探工程设计书应根据工程项目管理权限进行审批，设计书完成后，应组织相关部门和专家进行会审，修改完善后由责任人签字批准。无钻探工程设计书或设计书未经审批，不得开展相关施工。4DZ/T040920225.4.2DZ/T040920225.4.2发现钻探工程设计书与实际情况不符时，应先征得项目管理部门同意，再进行设计书更改。5.4.3钻探工程设计书有关重要事项的变更，应得到原设计书审批单位的批准。6钻进方法与钻孔结构6.1钻进方法6.1.16钻进方法与钻孔结构6.1钻进方法6.1.1根据钻探取样目的、钻进地层等选择钻进方法。可钻性级别5级及以下岩石选用硬质合金钻进，6级及以上岩石选用金刚石钻进，部分6级7级岩石可选用金刚石复合片(PDC)钻进。6.1.26.1.2应优先选择金刚石绳索取芯钻进；较浅钻孔、地层复杂或对岩芯有特殊要求时，可选择提钻取芯钻进。6.1.3复杂地层开孔或探采结合孔开孔，可采用牙轮或刮刀钻头不取芯钻进。6.2钻孔结构6.2.1资源勘查孔6.2钻孔结构6.2.1资源勘查孔资源勘查孔推荐采用以下钻孔结构：a)一开：采用174mm 钻头，下入168 mm 套管；b)二开：采用152 mm 钻头钻进一定深度，下人146 mm技术套管；c)三开：采用127mm 或114mm 绳索取芯钻具钻穿天然气水合物异常层段至预定深度，钻进孔径分别为135mm 和122mm,或当难以继续钻进时，下入127 mm 或114 mm 技术套管，孔壁极不稳定时，127 mm 或114 mm 钻杆可作为技术套管留在孔内；d)四开：采用108 mm 或89 mm 绳索取芯钻具钻至终孔，钻进孔径分别为113 mm和96 mm。6.2.2探采结合孔6.2.2探采结合孔探采结合孔推荐采用以下钻孔结构：a)一开：采用311.1mm 钻头钻至稳定基岩，钻进深度不小于50 m,下入219 mm 套管，并用PO42.5 水泥将套管固结；b)二开：采用190.5 mm 钻头继续钻进至预定深度，下入177.8 mm 技术套管；c)三开：采用127mm 或114 mm 绳索取芯钻具钻穿目的层以下30m 后，拔出177.8 mm 套管，采用190.5 mm扩孔钻头钻至孔底，下入177.8 mm开采套管。7施工设备选择7.1钻探设备7.1.1钻机7.1.1.17施工设备选择7.1钻探设备7.1.1钻机7.1.1.1依据高寒、高海拔地区交通不便和设备功率衰减的特性，应选择功率较大、性能可靠、便于搬迁和易于维修的钻机。7.1.1.27.1.1.2依据施工地区水合物埋藏深度、钻探取样要求、钻进方法、钻孔直径、终孔深度等，推荐选用钻进深度不小于1000m、终孔直径不小于96mm、卷扬机单绳提升能力不小于75kN、起拔力不小于150 kN的钻机。5DZ/T040920227.1.2泥浆泵7.1.2.1DZ/T040920227.1.2泥浆泵7.1.2.1根据钻孔深度、钻孔结构、钻进工艺和钻具组合等选择泥浆泵，泵量和泵压应满足泥浆循环要求。7.1.2.27.1.2.2宜选择泵量大于或等于320 L/min、泵压大于或等于10 MPa 的三缸往复式泥浆泵。7.1.3钻塔7.1.3.17.1.3钻塔7.1.3.1机械立轴式钻机钻进时，可选择四角钻塔或 A 字形钻塔。7.1.3.27.1.3.2宜选择18 m 及以上高度、承载能力大于或等于300 kN 的钻塔。7.1.3.3选择动力头钻机时，宜配备9m 及以上高度的钻塔。7.1.4搅拌机7.1.4搅拌机应选择搅拌容量大于1m 的电动搅拌机。7.1.5绳索取芯绞车7.1.5绳索取芯绞车应配备提升速度大于或等于0.5 m/s、提升能力大于或等于7kN、容绳量大于或等于1000m 的绳索取芯绞车。7.1.6固控设备7.1.6固控设备应配备除砂器、除泥器、除气器等固控设备，处理能力不小于钻进过程所需泥浆量。7.1.7泥浆冷却装置7.1.7.17.1.7泥浆冷却装置7.1.7.1应配备泥浆冷却装置，防止钻进过程中钻头回转升温后天然气水合物样品分解。7.1.7.27.1.7.2泥浆冷却装置应采用撬装稳固底座，采用电机驱动方式，工作时安装平稳。7.1.7.37.1.7.3泥浆冷却装置制冷压缩机组及各循环管路应有防震功能，其性能应适应高原及高寒空气稀薄及早晚温差较大的特殊工作环境。7.1.7.47.1.7.4性能应满足泥浆冷却要求，冷却泥浆量应大于钻进时泥浆输入孔内的循环量，并保证入孔泥浆温度小于或等于3。7.1.8发电机组7.1.8发电机组依据高寒、高海拔地区设备功率衰减的特性，应选择功率大于施工现场总消耗功率30%的撬装发电机组。7.2录井设备7.2.17.2录井设备7.2.1应配备以下录井设备：a)录井仪器；b)气相色谱仪；c)密度测定仪；d)地球化学录井仪；e)荧光录井仪等。7.2.27.2.2录井仪器应满足以下检测要求：a)C-s、CO、H、HS 的数据测试与记录；6DZ/T04092022DZ/T04092022b)全烃最小检测浓度小于或等于0.02%;c)CH 最小检测浓度小于或等于0.003%;d)CO 最小检测浓度小于或等于0.1%;e)HS 最小检测浓度小于或等于0.0002%。7.3测井设备7.3.17.3测井设备7.3.1应配备以下测井设备：测井仪器、绞车、电缆、小型发电机和运输设备、刻度装置、测试仪表和器材等。7.3.27.3.2测井仪器应具备以下性能：电阻率、补偿密度、自然伽马、补偿声波、补偿中子、双侧向电阻率、自然电位、双井径、井斜、井温等参数测试。7.4其他设备7.4.1红外热像仪7.4其他设备7.4.1红外热像仪红外热像仪应具备以下性能：a)检测岩芯表面温度及成像；b)检测内部温度并成像。7.4.2液氮罐7.4.2液氮罐液氮罐配备要求如下：a)施工现场应配备4套6套液氮罐；b)每个液氮罐容积大于或等于30 L。8钻探工程施工8.1施工准备8.1.1场地平整和地基修筑8.1.1.18钻探工程施工8.1施工准备8.1.1场地平整和地基修筑8.1.1.1场地面积应满足施工需要，在满足设备布置摆放的前提下，减少用地面积和修筑工作量。8.1.1.28.1.1.2应合理规划场地，以满足泥浆冷却装置、综合录井系统和岩矿芯等的摆放和使用。8.1.1.38.1.1.3根据安全和环保要求，不得去除地表冻土层，以免地面塌陷。8.1.1.48.1.1.4倾斜地表需要填方时，填方面积不应超过塔基面积的1/4。8.1.1.58.1.1.5钻塔底座应采用混凝土墩基加固，一般不少于8根，直径和深度均不小于500 mm。8.1.1.68.1.1.6场地与地基修筑时，在考虑环保的同时，应执行绿色勘查理念。8.1.2设备安装8.1.2.18.1.2设备安装8.1.2.1机台、钻塔、钻机、泥浆泵、发电设备、安全防护设备的安装应按 DZ/T02272010 中5.2执行。8.1.2.2泥浆冷却装置应安装在距泥浆池2 m 左右的位置，安放平稳。8.1.2.38.1.2.3泥浆循环系统应搭建防晒棚或遮阳设施。8.1.2.48.1.2.4脱气器应安装在孔口附近，安装平稳，并配建沉淀池。8.1.2.58.1.2.5综合录井设备应安装在脱气器附近，安装平稳，距离脱气器的距离一般不大于10m。7DZ/T040920228.1.3开钻验收8.1.3.1DZ/T040920228.1.3开钻验收8.1.3.1设备安装完成后，应调试、保养和试运转并组织验收。8.1.3.28.1.3.2应对施工现场布置、物资摆放、安全通道、施工安全防范措施、安全及环境保护警示标识等进行全面检查验收。8.1.3.38.1.3.3应对施工设备、器具、人员及组织管理等是否符合施工设计要求进行检查验收。8.1.3.48.1.3.4检查验收结果应有检查组负责人及被检查现场施工技术负责人共同签字。8.1.3.58.1.3.5经安全、设备、生产、技术和地质等人员验收合格后方可正式开钻。8.2钻进工艺8.2.1硬质合金钻进8.2.1.1钻 压8.2钻进工艺8.2.1硬质合金钻进8.2.1.1钻 压开孔段一般采用硬质合金钻头，并根据地层及进尺情况调控钻压。中硬以下地层正常钻进时，钻头适用钻压见表1。表 1硬质合金钻头钻进适用钻压表 1硬质合金钻头钻进适用钻压钻头规格mm174152130110最大压力kN16141210正常压力kN12141012911688.2.1.2转 速8.2.1.2转 速硬质合金钻头在中硬以下地层钻进时，根据地层及进尺情况，调控转速在10r/min30r/min之间。正常钻进时，钻头适用转速见表2。表 2硬质合金钻头钻进适用转速表 2硬质合金钻头钻进适用转速钻头规格mm174152130110钻头转速r/min201003015050200602508.2.1.3泵 量8.2.1.3泵 量硬质合金钻头在中硬以下地层钻进时，一开钻进宜采用大泵量。正常钻进时，钻头适用泵量见表3。8DZ/T04092022表 3硬质合金钻头钻进适用泵量DZ/T04092022表 3硬质合金钻头钻进适用泵量钻头规格mm174152130110泵量L/min1501801301509011060908.2.1.4工艺要求8.2.1.4工艺要求采用硬质合金钻头钻进施工时，应注意以下事项：a)应优先选用地质矿山常用的G 系列硬质合金镶焊钻头；b)新钻头下孔时应在距孔底1m 以上慢转扫孔到底，逐渐调整到正常钻进参数；c)下钻中途遇阻，不应猛暾，可用自由钳扭动钻杆或开车试扫；d)钻进中应保持压力均匀，不应无故提动钻具或随意增大钻压，倒杆后开车时，应降低钻压；e)当出现糊钻、憋泵或岩芯堵塞等异常时，若处理无效应立即提钻；f)取芯时应选择合适的卡料或卡簧，投入卡料后应冲孔，待卡料到达钻头部位后再开车；g)干钻取芯时，单次干钻时间不应超过2 min;h)使用肋骨钻头或刮刀钻头钻进时，应经常扫孔；i)每次提钻后，应检查钻头磨损情况，调整下一回次的钻进参数；j)在水溶性或松软地层钻进取芯，应采用单动双管钻具，并限制回次进尺长度。8.2.2金刚石绳索取芯钻进8.2.2.1钻压8.2.2金刚石绳索取芯钻进8.2.2.1钻压金刚石绳索取芯钻进中硬及坚硬地层时，钻头适用钻压见表4。表4金刚石绳索取芯钻进钻头适用钻压表4金刚石绳索取芯钻进钻头适用钻压钻头规格mm17415213512296表镶钻头最大压力kN2018171614正常压力kN16181214141610121113孕镶钻头最大压力kN2220191817正常压力kN182016181416141612149DZ/T040920228.2.2.2转 速DZ/T040920228.2.2.2转 速金刚石绳索取芯钻进中硬及坚硬地层时，钻头适用转速见表5。表 5金刚石绳索取芯钻进钻头适用转速表 5金刚石绳索取芯钻进钻头适用转速钻头规格mm17415213512296表镶钻头r/min100220150300200350250350300500孕镶钻头r/min1202501803502204402605203506808.2.2.3泵 量8.2.2.3泵 量金刚石绳索取芯钻进中硬及坚硬地层时，钻头适用泵量见表6。表 6金刚石绳索取芯钻进钻头适用泵量表 6金刚石绳索取芯钻进钻头适用泵量钻头规格mm17415213512296泵量L/min1501801301501001309011060908.2.2.4工艺要求8.2.2.4工艺要求采取金刚石绳索取芯钻进工艺时，施工过程中应注意以下事项：a)不应使用水槽严重磨损的金刚石钻头，确保钻头冷却良好，降低岩芯周围温升；b)应时刻观察泵压、孔口返浆有无气泡现象及入孔的泥浆温度；c)当孔内液面较低时，应先补充泥浆再投放内管总成；d)漏失特别严重时，应使用打捞器将内管总成送至孔底；e)内管总成投放到位后方可正常钻进；f)应预防钻杆内壁结泥皮导致的内管总成投放、打捞受阻问题；g)在天然气水合物稳定带钻进时，回次钻进时间不应超过1 h,回次进尺长度不应超过1.5 m;h)在天然气水合物稳定带钻进时，操作人员应灵活控制钻进参数，可适当增加钻压和降低钻头转速，根据钻进情况，随时决定是否进行打捞岩芯操作；i)其他注意事项按 DZ/T02272010中第8章和本文件8.2.1.4执行。8.2.3金刚石复合片绳索取芯钻进8.2.3.1钻 压8.2.3金刚石复合片绳索取芯钻进8.2.3.1钻 压金刚石复合片绳索取芯钻进中硬及硬地层时，钻头适用钻压见表7。10DZ/T04092022表7金刚石复合片绳索取芯钻进中钻头适用钻压DZ/T04092022表7金刚石复合片绳索取芯钻进中钻头适用钻压钻头规格mm17415213512296复合片数量片22242022161814161011PDC钻 头 钻 压kN112410228187165118.2.3.2转速8.2.3.2转速金刚石复合片绳索取芯钻进中硬及硬地层时，钻头适用转速见表8。表8金刚石复合片绳索取芯钻进中钻头适用转速表8金刚石复合片绳索取芯钻进中钻头适用转速钻头规格mm17415213512296PDC钻头转速r/min301505020060250803001004008.2.3.3泵量8.2.3.3泵量金刚石复合片绳索取芯钻进中硬及硬地层时，钻头适用泵量见表9。表9金刚石复合片绳索取芯钻进中钻头适用泵量表9金刚石复合片绳索取芯钻进中钻头适用泵量钻头规格mm17415213512296泵量L/min15018013015010013090110801008.2.3.4工艺要求8.2.3.4工艺要求采用金刚石复合片钻进时，钻进过程中应注意以下事项：a)钻进过程中随着钻头复合片的磨钝，应逐渐增大钻压；b)采用金刚石复合片钻头钻进时，应适当增大泵量；c)其他注意事项按8.2.2.4执行。8.3常见孔内事故预防与处理8.3.1孔内事故预防8.3常见孔内事故预防与处理8.3.1孔内事故预防钻进施工过程中，应采取以下事故预防措施：a)使用滤失量小、抑制性强、矿化度合适及黏度较高的防塌泥浆，抑制地层水化和塌落；b)适当增大泥浆密度，保持孔内有足够的液柱压力，以平衡地层压力；11DZ/T04092022DZ/T04092022c)提钻或打捞岩芯时，回灌泥浆；d)降低提下钻速度，减少提下钻对孔壁造成的抽汲与挤压作用；e)在天然气水合物稳定带钻进时，如短时间停钻，应保持泥浆循环，并间断活动钻具，如长时间停钻，应将钻具全部提至地表，以免钻具在孔内被冻结。8.3.2孔内事故处理8.3.2孔内事故处理发生孔内事故后，应采取以下措施进行处理：a)出现坍、塌、掉、块、卡钻时，立即停止钻进，并上下活动和回转钻具，及时将钻头提升至套管或稳定孔段中；b)卡钻初期时，应适当增大泵量，同时保持钻具回转和上下活动，回转和活动钻具遇阻时，不得强拉强扭，立即分析卡钻原因，采取相应的处理方法；c)钻具被冻结在孔内，应采取反复振击的方法，并尝试用常温泥浆循环，钻具可提动时，应立即将钻具提出孔外；d)其他处理措施参照 DZ/T02272010 执行。8.4岩芯样品采集8.4岩芯样品采集8.4.1天然气水合物现场常用识别方法主要包括：a)肉眼观测：岩芯出现灰白色晶体，岩芯起泡，岩芯“冒汗”或蜂窝状构造等现象之一时，可定为疑似天然气水合物样品，出现灰白色晶体并伴有起泡、“冒汗”现象时，可定为天然气水合物样品；b)红外测温：对天然气水合物稳定带的岩芯，用红外热像仪扫描测温，出现明显的低温异常区确定为疑似天然气水合物样品；c)明火试燃：对疑似天然气水合物样品进行明火试燃，出现燃烧现象可定为天然气水合物样品。8.4.2天然气水合物岩芯样品采集与保存要求如下：a)钻获肉眼可见的天然气水合物样品时，应立刻将大部分样品用锡纸包好装入布袋并编号，放入液氮罐中保存，并填写陆域天然气水合物钻探野外样品采集记录表(见表A.1);b)每天检查一次液氮罐，确保天然气水合物样品始终浸没在液氮中；c)液氮罐应放置在安全和阴凉避光处，并用帆布遮盖，确保液氮罐密封良好。8.4.3非天然气水合物样品采集注意事项如下：a)非天然气水合物岩芯应清洗干净，按从上到下、从左到右的顺序依次摆放在岩芯箱中，供地质人员测量、拍照或取样；b)在每回次岩芯最下部用透明胶带粘贴岩芯牌，未获取岩芯的回次也应填写岩芯牌放入岩芯箱中，并注明原因；c)长度大于5 cm 的完整岩芯应顺序编号；d)岩芯箱装满后，应用油漆在侧壁注明矿区名称、钻孔编号、起止孔深及岩芯箱顺序号，最后一箱应写上“终孔”二字。8.4.48.4.4样品运输注意事项如下：a)运送样品之前，应检查液氮罐内液氮含量，确保液氮量足够，同时备用1罐液氮；b)保存于液氮罐中的天然气水合物样品，应由专人、专车护送至指定的实验室；c)在样品护送途中，液氮罐应放置稳固，每天早、中、晚都应检查样品在液氮罐中的保存状态，保证样品完全浸没在液氮中，如液氮不足，应及时补充，直至样品交至实验室；d)对此类样品派送应全程填写天然气水合物样品送样过程监测表(见表10);e)非天然气水合物岩芯运输时按 DZ/T0032执 行。12DZ/T04092022DZ/T04092022送样单位：表10天然气水合物样品送样过程监测表表10天然气水合物样品送样过程监测表送样内容：日期起止地点测量温度液氮距罐口高cm备注司机：护送人员：接样人员：8.5地质岩芯编录8.5.1岩层划分8.5.1.18.5地质岩芯编录8.5.1岩层划分8.5.1.1按照地质工作相关技术规程进行岩性分层。8.5.1.28.5.1.2含天然气水合物层段、有益矿层、单层厚度小于0.5m 时，也应单独分层。8.5.1.38.5.1.3具有特殊意义的标志层、天然气水合物层顶板和底板应单独分层。8.5.1.48.5.1.4当两种不同岩石单层厚度均小于0.5m,且交替出现时可采用互层方式划分。8.5.2岩芯编录及地层描述8.5.2.18.5.2岩芯编录及地层描述8.5.2.1应从宏观构造到岩石成分、结构、构造对天然气水合物全孔岩芯进行详细鉴定，并做记录。8.5.2.28.5.2.2应对岩芯的颜色、矿物组成、结构、构造及充填物、地层倾角与接触关系、含天然气水合物及油气情况等进行描述，并对特殊岩芯进行拍照。8.5.2.38.5.2.3岩石颜色描述可参照 DZ/T0032 执行，描述方法应遵循DZ/T0002 执行。8.5.2.48.5.2.4天然气水合物赋存特征描述应包括产生的岩层裂隙、孔隙、浸染、冰屑状、团块状、薄层状、岩层特征、远红外温度等方面的记录。8.5.2.58.5.2.5应进行精细岩芯裂缝识别、裂缝类型描述，并统计岩石质量指标(RQD)值，同时应关注矿物充填裂缝的程度及产状特征，如与天然气水合物伴生的碳酸盐矿物和金属硫化物等。8.5.2.68.5.2.6天然气水合物储存空间特征描述应分别记录层段顶部、中部和底部0.5 m 岩芯表面裂隙发育条数、宽度、长度等信息。8.5.2.78.5.2.7天然气水合物异常层段的描述应包括有无气体或气泡冒出、地层结构、远红外温度扫描等。8.5.3技术要求8.5.3.18.5.3技术要求8.5.3.1地质人员应跟班随钻观测，或进行岩芯采集、记录、地质编录和其他相关工作。8.5.3.28.5.3.2每班应负责岩芯回次编录、岩性编录、钻探日志填写、样品采集、照相(录像)、录井、泥浆冷却装置温度检测及地质信息登记等。8.5.3.38.5.3.3“裂隙型”天然气水合物肉眼可见，一旦观测到，应立刻放入现场液氮罐保存，不应用手直接触摸裂隙表面。8.5.3.48.5.3.4编录过程中应利用碳酸盐岩含量进行分析，利用各种鉴定试剂准确鉴定并描述岩性。8.6岩芯影像资料采集8.6.18.6岩芯影像资料采集8.6.1岩芯影像资料包含如下类别：a)普通天然气水合物岩芯照片；接样单位：送样人：13DZ/T04092022DZ/T04092022b)采集天然气水合物样品时的录像；c)异常的远红外照片。8.6.28.6.2岩芯影像资料采集要求如下：a)应搜集岩芯典型构造、沉积特征、天然气水合物异常现象及全孔岩芯照相等影像。b)采集影像资料时，应避免在逆光和人影下照相(录像)。c)应在被拍摄物旁放置合适的参照物，完成照相(录像)全过程。d)应现场做好普通影像资料的信息登记和编辑工作。e)利用红外热像仪录制天然气水合物岩芯样品时，应在每回次取芯时提前打开热红外照相仪，站于取芯器一侧等待。f)岩芯取出的第一时间，红外热像仪镜头应垂直岩芯保持0.3m0.4m距离，匀速沿同一方向扫过岩芯表面。g)如遇低温异常应立即拍照，并记录照片对应的孔深信息、照片编号等。h)本回次温度异常录制完毕后，应及时在天然气水合物野外影像记录表中登记温度异常必要信息，同时，在钻探日志上记录本次录制的影像资料时间、编号，并拷贝电子资料保存。8.7录 井8.7.18.7录 井8.7.1钻探施工现场应为录井设备安放提供足够的空间，场地平整、设备稳固；孔口及泥浆池等设置应为录井设备及各种传感器使用提供必要的支持。8.7.2钻探施工人员应配合录井监测记录人员，确保录井资料准确。8.7.38.7.3具体录井参数及要求，应按照施工设计及陆域天然气水合物勘查与资源评价要求执行。8.7.48.7.4地质人员有特殊要求时，应增加或补充录井参数。8.8测 井8.8.18.8测 井8.8.1钻探施工完工后，应由钻探施工项目组向测井工程承担单位发出“测井通知书”约定，并经地质和测井负责人签字确认。8.8.28.8.2需要测井时，钻探项目组应提前1d2d通知测井单位；同时，机台人员应按测井规范要求，换浆冲孔，提前做好测井准备。8.8.38.8.3测井单位应根据接到的“测井通知书”约定，在1 d2d到达现场。8.8.48.8.4钻孔换径及终孔时，钻探施工技术负责人应提前做好测井准备。终孔时应进行全面综合测井，填写全孔测井质量表(见附录 A 中 表 A.2)。8.8.58.8.5具体内容、测井参数及要求，应按照施工设计及陆域天然气水合物勘查及资源评价要求执行。8.9封孔8.9.18.9封孔8.9.1临近终孔时，施工单位应根据施工设计及地质方面提供的实际钻孔柱状图和封孔要求，编写封孔设计，由施工机台负责实施。8.9.2封孔前，计算好水泥浆用量，确保封孔质量，同时取样备查。8.9.38.9.3按封孔设计的要求在1 m 铁皮箱内按比例配制好水泥浆，用清水冲洗钻孔，直至孔口返出清水(或稀泥浆)。8.9.48.9.4用泵入法将调配好的水泥浆通过钻杆注入孔内。8.9.58.9.5需要分段封孔时，选择合适的架桥材料做隔离塞，并将其固定在预定的孔深部位，钻具下端水泥浆的出口处与隔离塞上端的距离应控制在0.5 m 以内。8.9.68.9.6水泥浆灌注完毕后，应将钻具提出水泥浆液面10 m15m,再用清水清洗钻具及水泵。14DZ/T04092022DZ/T040920228.9.7孔口应埋设明标，注明孔号、终孔深度、开孔日期、终孔日期等信息。8.9.88.9.8机长应将钻孔封孔设计和封孔记录送交设计部门和施工单位存档。根据设计要求对封孔质量进行验证时，应进行透孔取样。8.10施工验收8.10施工验收8.10.1施工结束进行验收时应提供以下资料：a)施工任务书或施工合同；b)施工设计；c)施工总结报告；d)所有原始资料及实物资料。8.10.2验收程序如下：a)钻探施工全部完成后，施工单位向工程上一级管理单位提出验收申请，并做好各项准备；b)施工负责人向验收专家组汇报工程进展及成果，并进行质询和答疑；c)专家组对照施工任务或施工合同及施工设计，检查工程完成情况、原始资料等；d)专家组形成验收意见。9泥浆9.1基本要求9泥浆9.1基本要求配制的低温泥浆，应满足以下基本要求：a)有较好的低温流动性；b)有效抑制天然气水合物分解；c)具有较好的悬浮及携带岩屑的能力；d)具有环保和易降解性能；e)添加剂应满足降低凝固点要求；f)制冷剂应确保低温泥浆的流动性等性能。9.2配制材料9.2配制材料配制低温泥浆除必要的黏土粉及泥浆处理剂外，还应准备降低低温泥浆凝固点的添加剂及有机制冷剂等。9.3配制方法及注意事项9.3.19.3配制方法及注意事项9.3.1低温泥浆的配制方法及要求如下：a)配备专门的泥浆工程师，并熟悉低温泥浆性能及使用要求；b)低温泥浆包括主浆液、基础液及处理剂，其中主浆液由膨润土和水配制，基础液由NaCl、KCl、CaCl 等盐类化学物质配制，处理剂宜采用液体乙二醇或乙烯乙醇；c)配制主浆液时，应对膨润土进行充分水化；d)NaCl、KCl、CaCl等盐类化学物质应充分水解，以降低泥浆凝固点和保持低温泥浆性能；e)液体乙二醇或乙烯乙醇等处理剂应进行稀释处理，以保持泥浆耐低温性能和良好的流动性；f)主浆液、基础液及添加剂三种组分按比例混合并充分搅拌均匀后，方可注入泥浆池；g)陆域天然气水合物钻探用低温泥浆推荐配方见表11。15DZ/T04092022表11陆域天然气水合物钻探用低温泥浆推荐配方DZ/T04092022表11陆域天然气水合物钻探用低温泥浆推荐配方体系泥浆配方密度g/cm凝固点温度漏斗黏度S表观黏度mPa s塑性黏度mPa s滤失量mL/30 min泥饼厚度mm无固相体系清水+8%KL+0.5%NaOH+15%18%NaCl+5%8%GC1.141.16-12常温596345482832-1013013463675357清水+4%PAM+0.5%NaOH+15%18%NaCl+5%8%GC1.141.16-12常温283222261620-10303430332325清水+8%XC+0.5%NaOH+15%18%NaCl+5%8%GC1.141.16-12常温1031054043202251-101982025053263051低固相体系清水+5%钠土+20%22%NaCl+1%NaOH+2%4%SX1.171.20-12常温333519211215511.171.20-12-1045472931202351注：表中泥浆配方及性能参数供施工中参考。9.3.2低温泥浆配制时应注意以下事项：a)根据钻孔设计、地质设计，确定的泥浆性能，对所需材料、处理剂及基浆材料进行严格计算，确保加量准确；b)按照所用材料的使用说明，对需要预处理的材料进行预处理，如静泡、稀释、加热等；c)配制泥浆主浆液时，应先加水再加膨润土粉，向搅拌机内加膨润土粉时，应边搅拌边加入，待膨润土粉搅拌均匀后再加基础液及处理剂；d)如需添加几种处理剂时，应先加入相对分子质量小的处理剂，再加入相对分子质量大的处理剂；e)充分搅拌均匀后用测试仪器测定低温泥浆性能，并记录在陆域天然气水合物钻探泥浆性能监测记录表(见附录 A 中表 A.3),泥浆性能符合要求后方可使用。9.4泥浆维护9.4.19.4泥浆维护9.4.1每 4 h 监测一次泥浆性能参数，并记录在陆域天然气水合物钻探泥浆性能监测记录表(见附录 A中表 A.3)中，以便及时调整添加剂的用量。9.4.29.4.2每0.5 h 观测一次泥浆温度，控制泥浆入孔温度小于或等于3,并记录观测数据。9.4.39.4.3泥浆池及循环槽应做保温处理，降低环境温度影响。9.4.49.4.4每个回次应对泥浆循环槽进行一次捞砂作业。9.5泥浆冷却装置使用要求9.5.19.5泥浆冷却装置使用要求9.5.1采用乙二醇水溶液作为制冷剂，乙二醇体积分数一般为30%45%。9.5.29.5.2应按使用说明书连接好动力源、制冷剂循环管路及泥浆冷却循环管路，保证各管路循环畅通、无16DZ/T04092022DZ/T04092022泄漏。9.5.3启动前，应提前4 min5min开启乙二醇制冷剂循环泵。9.5.4乙二醇制冷剂应在一515之间逐渐调低至适当温度，使其与泥浆换热达到动态平衡。9.5.5注意观察泥浆循环压力，发现升高到0.2 MPa0.3MPa时，应及时关闭乙二醇制冷剂泵，待压力恢复正常值后再启动。9.5.6应用篷布等遮盖泥浆冷却装置，降低环境温度的影响。9.5.7定期用清水高