復雜地層巖心鉆探綜合治理的探討

■范紅兵

（甘肅省地礦局第四地質礦產勘查院甘肅酒泉735000）

復雜地層巖心鉆探綜合治理的探討

■范紅兵

（甘肅省地礦局第四地質礦產勘查院甘肅酒泉735000）

立足于實踐工作經驗，從鉆探裝備、沖洗液兩個方面探討影響復雜地層巖心鉆探的主要因素。以此為根據，探討復雜地層巖心鉆探綜合治理措施，總結實踐工作體會。

復雜地層巖心鉆探綜合治理

0 引言

巖心鉆探過程中常會發生孔壁坍塌、遇水溶解、鉆孔漏水等情況，上述這些情況均屬于復雜地層的范疇。鉆進到復雜地層后，埋鉆、卡鉆、斷鉆是常見現象，導致下鉆不徹底、鉆桿磨損嚴重等問題，不僅造成施工效率低下，同時也會進一步增加施工成本，導致鉆探質量無法滿足實際需求。隨著地質勘探工作的不斷增多，復雜地層逐漸增加，在很大程度上影響鉆探效率。

1 影響復雜地層巖心鉆探的主要因素

1.1 鉆探裝備

在復雜地層上開展巖心鉆探工作時，其質量、效率及施工進度往往會受到多種因素的影響，其中鉆探裝備對巖心鉆探的影響最為顯著。針對不同地層結構的巖心鉆探作業，往往需要用到不同強度的裝備。現階段，我國多數地區在開展巖心鉆探過程中，主要采用立軸式鉆機，此種鉆機施工成本低，而且非常便于攜帶，廣泛應用在施工周期較長的礦井作業中[1]。但是，立軸式鉆機使用缺陷也比較突出，鉆孔取芯率低就是其中之一，因此無法滿足施工規范中的相關要求。

1.2 沖洗液

在實施巖心鉆探工作過程中，對于復雜地層而言，普通沖洗液很難發揮作用。采用沖洗液的主要目的是為了發揮保護孔壁的作用，避免孔壁坍塌等，并保證取芯成功。為充分預防上述現象的發生，要基于復雜地層結構，研發更為適宜的沖洗液。一般情況下，新型沖洗液中含水量要少，從而最大程度上避免坍塌等現象。

2 復雜地層巖心鉆探的綜合治理措施

2.1 嚴格按照實際情況，正確選擇鉆探裝備

鑒于鉆探裝備對復雜地層鉆探作業的影響，要不斷強化對鉆探裝備的分析，結合實際施工情況，正確選擇鉆探裝備，從而減少取芯失敗率。首先，在鉆探作業正式開展前，相關施工作業人員要對施工現場的地質結構進行勘探，并結合地質資料進行詳細分析。若發現施工現場的地層結構比較復雜，則要開展多次勘察，按照勘察結果判斷地層結構形成因素。其次，根據相應的分析、評估結果，選擇最為合理的鉆探裝備及鉆探技術，注意在選擇鉆探裝備時，應充分兼顧到裝備的經濟性[2]。與此同時，由于復雜地層形成因素比較多，每種因素均對造成地層分布情況出現較大差異。因此，只有充分連接復雜地層的形成因素，才能詳細分析施工現場的主要情況，進而采取對應措施進行解決，防止鉆探事故，減少運行成本。

2.2 研究新型沖洗液，提高鉆孔取芯效率

充分保護孔壁，是復雜地層綜合治理措施中的關鍵環節。復雜地層結構松散，發生坍塌事故比較常見。因此，在進行巖心鉆探施工作業時，要對孔壁進行相應處理，使相應位置附著泥漿，充分利用泥漿自身的黏性，有效固結松散地層，是處理護壁問題的重要措施。鑒于普通沖洗液在復雜地層使用的局限性，目前，已經研制出適宜用在復雜地層巖心鉆探施工的沖洗液。不同于普通沖洗液，新型沖洗液的成分更加適合復雜地層，這是由于其含水量較少，在使用過程中并不會出現地層坍塌現象，同時也不會造成地層膨脹。同時，在無固相沖洗液中添加植物膠，能夠有效提高其自身的粘度。實際上，添加植物膠的泥漿，可轉變粘彈性液體，從而發揮固結作用，能夠抵抗鉆具及其他外力所產生的振動。通過試驗，新型沖洗液對巖心鉆探孔洞腐蝕程度比較小，因而能夠保證鉆孔取芯的效率。

2.3 優化鉆探工藝，重視注漿處理

在開展鉆探作業前，要充分做好施工準備，并制定萬完善的緊急事故處理方案。根據施工現場實際情況，除套管外，正確選擇封孔材料進行強制封孔處理，進而消除安全隱患。具體操作方法如下[3]：①在水泥砂漿中添加惰性材料，并按照比例添加適量細砂，從而有效加大水泥砂漿自身的密度，并提高其粘附作用，減少水稀釋，阻斷地下水進入孔洞內；②在配置好的砂漿中添加麻繩、鋸末，按照注漿壓力進一步明確注漿量，若在實際操作時發生無法明確注漿量的情況，要嚴格對注漿壓力進行觀察，從而判斷停止注漿的時間；③注漿處理時，可對鉆具進行轉動處理，但是不能向上提拉鉆探裝置，直到注漿處理結束后才能向上提拉相關設施；④注漿處理后，要在36h后進行掃孔處理，掃孔至涌水位置時，要停止鉆進作業，而是按照同等量的配比開展二次注漿施工，觀察水泥砂漿不再發生泄漏后，停止注漿處理。

3 復雜地層巖心鉆探實踐體會

在復雜地層實施巖心鉆探，要充分掌握地層的主要特征，并在此基礎上采用合理的施工技術。針對易出現問題的環節，要采取必要措施進行預防，從而有效減少作業成本。

（1）無論何種形式的復雜地層結構，在開展鉆探施工時，均要掌握地層特點，充分減少孔內事故；

（2）正確利用鉆探裝備，并做好其維護工作，根據實際情況，科學合理選用鉆探裝備。充分降低設備運行成本；

（3）嚴格控制沖洗液質量，為做好護壁工程奠定基礎，實現提高巖心鉆探經濟、社會效益的目的；

（4）在實際工作中，相關人員要善于總結，通過實踐，整理出行之有效的綜合治理技術措施，為相關活動的順利開展提供保障。

4 結束語

綜上所述，復雜地層巖心鉆探施工難度大，應采取必要的綜合治理措施關鍵環節進行質量控制。為此，應明確復雜地層巖心鉆探作業的主要影響因素，并在此基礎上提出相應的整改措施，使鉆探施工更具針對性，并為鉆孔取芯的順利施工提供科學保障。

[1]曾石友.嵩縣多金屬礦區復雜地層巖心鉆探施工綜合技術 [J].探礦工程 (巖土鉆掘工程)，2010，09（11）：16-18.

[2]翟東旭.嵩縣大西溝礦區復雜地層鉆探施工綜合治理 [J].探礦工程 (巖土鉆掘工程)，2012，17（10）：32-35.

[3]耿會斌，翟永林.扎哈淖爾礦區復雜地層鉆探的綜合治理 [J].露天采礦技術，2012，22（06）：39-40.

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-282-1