小口徑巖心鉆探技術(shù)問題研究

劉 鵬

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，新疆 昌吉 831100）

巖芯鉆探作為一種重要的勘探手段，發(fā)揮著非常重要的作用，近年來隨著探礦項(xiàng)目數(shù)量的不斷增加以及程度的不斷加深，在實(shí)施小口徑巖芯鉆探過程當(dāng)中，鉆孔縮徑問題變得越發(fā)突出起來，給鉆探工作造成非常嚴(yán)重的影響，為此，很有必要針對這一問題展開分析與研究，探討有效的預(yù)防與處理措施，降低此類事故的發(fā)生幾率，推動巖芯鉆探工作的持續(xù)健康發(fā)展[1]。

1 巖心鉆探

1.1 基礎(chǔ)概念

巖芯鉆探在固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘探過程當(dāng)中應(yīng)用比較普遍，具體開展作業(yè)過程中，通過鉆頭鉆進(jìn)來獲取地層不同深度地質(zhì)樣品，并進(jìn)行專業(yè)化的分析，為相關(guān)地質(zhì)工程施工以及作業(yè)需求，提供詳實(shí)而又精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)參考。工作人員在開展巖心地質(zhì)鉆探工作時，主要采用的鉆頭、鉆具為圓筒形，在巖石區(qū)域呈環(huán)狀破碎進(jìn)行鉆掘，并將一個柱狀巖芯預(yù)留在鉆孔底部中間部位，之后從鉆孔中將巖心取出，通過對巖心進(jìn)行分析研究，了解區(qū)域地質(zhì)特征與礦產(chǎn)分布情況[2]。

在巖心鉆探技術(shù)研究方面，相較于國外一些發(fā)達(dá)國家還存在很大不足，鉆探過程中一些核心的零件還主要依靠進(jìn)口，這對鉆探技術(shù)的快速發(fā)展形成很大阻礙，同時也使鉆機(jī)生產(chǎn)成本進(jìn)一步擴(kuò)大。在巖心鉆探研究方面相關(guān)工作人員，也在積極借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行自主巖心鉆探技術(shù)開發(fā)，但是效果卻不是非常理想，技術(shù)引進(jìn)還難以得到有效推廣與應(yīng)用，有快速發(fā)展的巖心鉆探領(lǐng)域，要求還有很大差距，亟待提升，在借鑒國外先進(jìn)技術(shù)的同時，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加大自主研發(fā)力度。

1.2 巖心鉆探的技術(shù)

在巖心鉆探過程當(dāng)中，高超的鉆探技術(shù)，以及操作人員較強(qiáng)的專業(yè)操作能力，是提高巖心鉆探效率與工作質(zhì)量的關(guān)鍵，鉆進(jìn)過程當(dāng)中，由于使用的鉆頭不同，巖心鉆探技術(shù)又有合金鉆探技術(shù)和鉆粒鉆探技術(shù)以及金剛石鉆探技術(shù)之分。同時通過液壓沖擊器形成的沖擊波也可以進(jìn)行回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，并且在轉(zhuǎn)進(jìn)過程當(dāng)中，可以聯(lián)合應(yīng)用金剛石鉆進(jìn)技術(shù)與合金鉆進(jìn)技術(shù)，這樣能夠大大提高工作效率，保證鉆探效果。

2 小口徑巖心鉆探縮徑原因的分析

在具體鉆探工作開展過程當(dāng)中，具有非常豐富的巖石種類，而且?guī)r石厚度上也存在很大的差異性，在鉆進(jìn)強(qiáng)風(fēng)化帶區(qū)域以及摻雜粘土層和構(gòu)造破碎帶位置的巖層時，縮徑事故發(fā)生率明顯增加，對井下設(shè)備安全性造成巨大影響，如果盲目地開展鉆探，極易導(dǎo)致鉆井事故的發(fā)生，更甚者導(dǎo)致整個鉆井工程報(bào)廢，在對鉆探過程中相關(guān)事故進(jìn)行分析研究。地層問題是引發(fā)鉆孔縮頸問題的主要因素，在面對復(fù)雜地質(zhì)情況時，未采取有效的措施進(jìn)行應(yīng)對，造成縮井問題出現(xiàn)。而且這種事故在鉆探過程中發(fā)生頻率較高，是影響工程鉆進(jìn)速度的關(guān)鍵因素，還會進(jìn)一步擴(kuò)大施工成本，所以，鉆探過程中將前期準(zhǔn)備工作做好非常關(guān)鍵，發(fā)現(xiàn)問題及時應(yīng)對[3]。

3 小口徑巖心鉆探鉆孔縮徑的預(yù)防措施

為了更好地應(yīng)對鉆孔縮徑問題，首先，必須要確定問題出現(xiàn)的具體部位，在長期鉆探工作實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，鉆孔縮徑問題發(fā)生最多的部位主要出現(xiàn)在構(gòu)造破碎帶以及強(qiáng)風(fēng)化地層和念土層夾生的地層中，同時，這些區(qū)域伊利石和蒙脫石具有較高的含量，就很強(qiáng)的水敏感性，受損因素的影響會發(fā)生膨脹，使井壁出現(xiàn)應(yīng)力，如果超過井壁應(yīng)力范圍，便會對其形成破壞，引發(fā)縮徑問題。

為了更好地控制鉆探過程，當(dāng)中鉆孔縮徑問題出現(xiàn)，工作人員在鉆探過程當(dāng)中，必須要對鉆孔縮徑層有一個充分的了解，依照實(shí)際情況展開詳細(xì)分析，研究事故發(fā)生的主要原因，并通過有效的措施進(jìn)行科學(xué)預(yù)防。具體鉆探開展過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)對鉆井具體情況充分了解與掌握，如鉆機(jī)運(yùn)行過程中的相關(guān)參數(shù)以及鉆井內(nèi)部的具體情況，再有異常問題發(fā)現(xiàn)時立即將鉆機(jī)停止工作，對問題展開詳細(xì)分析，采用有效的措施進(jìn)行應(yīng)對[4]。

鉆井工程開展過程當(dāng)中，要求泥漿配制必須要符合相關(guān)要求，泥漿配置水平的高低對鉆探工作的順利開展有著重要的影響，應(yīng)當(dāng)科學(xué)調(diào)整泥漿的密度以及粘度和PH值等。將增粘降失水劑合理的加入到泥漿當(dāng)中，控制其失水量，增強(qiáng)泥漿粘度，可以有效控制綠葉的滲入深度，避免水化現(xiàn)象對地層造成破壞。為了對泥漿水化性能進(jìn)行科學(xué)控制，可以將和適量的水化沖洗液加入到泥漿當(dāng)中，促進(jìn)泥漿礦化程度不斷提升，能夠有效控制地層中滲水強(qiáng)度，為使泥漿在孔內(nèi)環(huán)空具有良好的流動特征，應(yīng)當(dāng)科學(xué)控制泥漿粘度，以免影響施工質(zhì)量，工作人員在處理縮徑地層當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)科學(xué)控制鉆具的升降速度，合理的進(jìn)行操作，降低井內(nèi)壓力，倘若鉆探過程中鉆頭遇到較大阻力，可以通過掃孔的手段，降低縮徑問題的發(fā)生。

如果一些部位有縮徑問題出現(xiàn)，此時應(yīng)當(dāng)采取擴(kuò)孔處理。并用大一號的鉆具進(jìn)行擴(kuò)孔，在縮徑層內(nèi)鉆頭超過兩米之后，應(yīng)當(dāng)通過套管進(jìn)行處理，有效控制和降低縮徑事故發(fā)生幾率。

4 小口徑巖心鉆探鉆孔縮徑的處理技術(shù)

鉆探過程中如果遇到縮徑地層，必須要充分了解和掌握井內(nèi)具體情況，針對實(shí)際開展詳細(xì)的評估工作，設(shè)計(jì)工作中，通過一些有效措施進(jìn)行應(yīng)對，這樣不但能夠有效增強(qiáng)工作效率，還能控制和降低縮徑問題的發(fā)生。科學(xué)選擇鉆井參數(shù)，合理控制井內(nèi)壓力，科學(xué)調(diào)控鉆壓。

不穩(wěn)定地層鉆進(jìn)過程當(dāng)中，由于巖石硬度不高，為了不破壞井壁，應(yīng)當(dāng)采用輕壓鉆井的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)進(jìn)，不然會造成巖粉揚(yáng)起，導(dǎo)致埋鉆問題出現(xiàn)。科學(xué)的控制鉆井速度，尤其是縮徑地層當(dāng)中進(jìn)行鉆探工作時，要求鉆頭必須在合理的鉆速范圍內(nèi)，必要時要將鉆速合理降低，或者采用手動鉆進(jìn)。而且為了有效控制縮徑問題出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)采取有效措施保護(hù)井壁。在具體鉆探過程中采用和鉆進(jìn)速度，以免出現(xiàn)抱鉆問題，引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，增加經(jīng)濟(jì)損失。

鉆探工作實(shí)際，應(yīng)當(dāng)對鉆井洗井工作給予充分重視，根據(jù)鉆探工作實(shí)際科學(xué)、合理地開展洗井工作，將鉆井維護(hù)工作做好，這樣才能有效控制鉆探過程中，孔內(nèi)事故的發(fā)生幾率，保證鉆探工作的順利開展，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。所以，鉆探工作人員在具體鉆探過程當(dāng)中，一定要嚴(yán)格依照維護(hù)程序，科學(xué)認(rèn)真的做好鉆探過程中鉆井維護(hù)工作，及時的清理鉆探過程中堆積的泥漿成份，保證泥漿使用效果。為確保鉆探工作的正常開展，提高專探工作效率，在鉆探工作當(dāng)中，必須要對襲警維護(hù)工作給予充分重視，認(rèn)識到該項(xiàng)工作的重要性，這樣才能進(jìn)一步提升鉆探工作效率，提高工作質(zhì)量。

5 結(jié)語

目前在地質(zhì)鉆探過程，當(dāng)中小口徑巖心鉆探技術(shù)得到了非常普遍的應(yīng)用，但是利用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行鉆探過程中常常受到復(fù)雜地形因素的影響，引發(fā)縮徑問題出現(xiàn)，導(dǎo)致鉆探過程中孔內(nèi)事故發(fā)生，不僅對鉆探工作效率造成極大影響，同時還會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，所以在具體鉆探工作當(dāng)中必須要對鉆孔縮徑問題給予充分的重視，采取有效的措施合理應(yīng)對，并不斷優(yōu)化鉆井工作程序，做好洗井維護(hù)工作，這樣才能有效提升鉆探工作效率，提高鉆探工作質(zhì)量。