簡析復(fù)雜地表區(qū)地震勘探的鉆進(jìn)技術(shù)

張 偉，丁洪文，劉 偉

（1.東方地球物理公司大慶物探一公司2283地震隊，黑龍江 大慶 163700；2.東方地球物理公司大慶物探一公司2122地震隊，黑龍江 大慶 163700；3.東方地球物理公司大慶物探一公司2289地震隊，黑龍江 大慶 163700）

地震勘探技術(shù)是尋找油氣田的一種途徑，也是當(dāng)前運用較為廣泛的以中國勘探手段，我國當(dāng)前勘探開發(fā)已經(jīng)進(jìn)入成熟階段，因此對勘探的地形也從簡單過渡到越來越復(fù)雜，例如流沙區(qū)、丘陵區(qū)等等，這些復(fù)雜區(qū)域普遍存在地表地震地質(zhì)條件不夠充足，因此為地震勘探帶來了巨大的挑戰(zhàn)，然而鉆井技術(shù)對激發(fā)層面有著至關(guān)重要的作用[1]，使用鉆井技術(shù)對層面進(jìn)行激發(fā)的過程中如果深度過淺，會造成干擾波過大，另外因為強(qiáng)虛反射面的效應(yīng)，地震波很難傳播到地下，這種情況會造成地震信號過弱、主頻過低的現(xiàn)象。

1 復(fù)雜地表區(qū)地震勘探的鉆進(jìn)技術(shù)的現(xiàn)狀

想要對地震勘探所提供的資料具有科學(xué)性，要對勘探技術(shù)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新和調(diào)整，從而能夠得到更好的地震資料，采集地震資料是地震勘探中極其重要的一部分，要通過科學(xué)的激發(fā)方式對地層進(jìn)行激發(fā)工作，從而得到地超強(qiáng)的地震信號和主頻。

我國油田勘探開發(fā)工作越來越成熟，當(dāng)前未經(jīng)開發(fā)的地區(qū)普遍是地表較為復(fù)雜的區(qū)域，對復(fù)雜地表區(qū)域進(jìn)行地震勘探是一項難度較大的工作，通過地震勘探對復(fù)雜地表進(jìn)行激發(fā)，井深普遍選擇在高速層，通過以往地震勘探的經(jīng)驗，激發(fā)深度在高速層1m～3m出能夠達(dá)到最佳效果，但是在地震勘探的過程中，因為所激發(fā)從的巖性不盡相同，所以在實際工作過程中中要根據(jù)實際情況，可能會產(chǎn)生0.5m～1.5m的變化，因此對于復(fù)雜地表區(qū)域的地震勘探而言，確定效果最好的激發(fā)井深之后，能夠成功鉆進(jìn)成孔并且下藥也面臨著巨大的難度挑戰(zhàn)。

我國當(dāng)前勘探技術(shù)在發(fā)展過程中不斷創(chuàng)新，許多地表較為復(fù)雜區(qū)域還未經(jīng)開發(fā)，當(dāng)前鉆進(jìn)困難的區(qū)域可以分為以下幾點：

1.1 山地丘陵地區(qū)

這種地區(qū)是典型的地表復(fù)雜區(qū)域，山地丘陵地區(qū)中有大量的巖石處于地表外部，并且風(fēng)化層較薄，對地震勘探而言，鉆機(jī)車在山地丘陵地區(qū)通行較為困難，采用鉆井技術(shù)對地層進(jìn)行激發(fā)工作時，由于大量巖石的阻礙[2]，加大了鉆桿向地下鉆進(jìn)的阻力，會導(dǎo)致鉆桿卡進(jìn)地層等現(xiàn)象。

1.2 山地森林覆蓋區(qū)

這種區(qū)域數(shù)目繁多，因此地層下樹木的根系和各種腐殖經(jīng)過長時間的堆積，在地表形成一層黏土層，，黏土層覆蓋在巖層之上，然而地震勘探需要對巖層進(jìn)行激發(fā)，因此就為鉆井加大了工作難度。

1.3 礫石區(qū)

在對礫石區(qū)域進(jìn)行鉆井工作時，由于礫石的特點是較為松動，加上井壁坍塌因素，鉆井過程中時常出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，另外，礫石地區(qū)的地質(zhì)條件具有多樣性，因此對鉆井工作者的技術(shù)和經(jīng)驗也有著更高的要求。

1.4 流沙區(qū)

對流沙區(qū)進(jìn)行地震勘探，主要難度是下藥問題，因為流沙區(qū)與的地質(zhì)條件活動性較強(qiáng)，所以極其容易出現(xiàn)井壁坍塌現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的發(fā)生為下藥工作帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

1.5 沙漠區(qū)

沙漠地區(qū)進(jìn)行地震勘探也面臨者巨大的挑戰(zhàn)，沙漠區(qū)的沙土大多是因為風(fēng)化作用從而形成的，成分和其所在地的木質(zhì)基本相同，但是沙城的主要成分具有化學(xué)性質(zhì)，質(zhì)地較為剪影，多以石英石和二氧化硅居多，沙漠區(qū)域的沙塵顆粒極其碎小，沒有水分，所以流動性較強(qiáng)，在沙漠區(qū)進(jìn)行鉆井技術(shù)容易出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，同時對下藥工作也帶來了巨大的難度。

2 對復(fù)雜地表進(jìn)行鉆井技術(shù)的針對性策略

對于山地丘陵地區(qū)的地震勘探而言，鉆機(jī)車通行受阻，導(dǎo)致沒有辦法到達(dá)固定的點位，針對這個難題，地震勘探相關(guān)人員可以選用山地鉆，用人工搬運的方式將山地鉆運到點位，山地鉆普遍利用發(fā)動機(jī)作為動力，從而對液壓系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動，這種發(fā)動機(jī)一般是比較方便攜帶的小型汽油或柴油發(fā)動機(jī)，并且比較方便拆卸，所以進(jìn)行人工搬運也相對輕松，山地鉆能夠?qū)⑶鹆甑乇淼膸r石震碎，震碎的巖石會變成粉末，可以用風(fēng)將粉末吹走，因此山地鉆應(yīng)用在丘陵地區(qū)的地震勘探也比較方便，另外，對山地丘陵地區(qū)進(jìn)行鉆井工作時，要通過泡沫劑進(jìn)行潤滑，井深達(dá)到最佳效果時可以氣鉆，繼而進(jìn)行下藥工作。

山地森林覆蓋區(qū)對于鉆井工作而言，是最具有挑戰(zhàn)性的地區(qū)，這種地區(qū)不僅樹木相連，并且由于植物的根系和腐殖的堆積，在地表形成一層黏土[3]，所以對這種復(fù)雜地表區(qū)域進(jìn)行鉆井時，要通過不同的鉆頭進(jìn)行工作，另外還需要通過古井劑對井壁進(jìn)行加固，在進(jìn)行鉆井的過程中，會采用山地水鉆，這種鉆頭成孔速度較快，并且鉆孔能夠達(dá)到20m左右，相對其他鉆頭可以更深。

礫石區(qū)域普遍分布在河灘地區(qū)，并且存在在固定的礫石層中，對礫石區(qū)進(jìn)行鉆井首先要掌握礫石區(qū)域淺層巖性的具體結(jié)構(gòu)和特征，繼而根據(jù)礫石區(qū)域的實際情況對套管進(jìn)行合理的選擇，對礫石區(qū)進(jìn)行鉆井工作時，套管要跟隨沖擊器一同進(jìn)入，這種成井方式是通過沖擊的原理，通過機(jī)械重錘帶動鉛錘體，用重力敲擊的方式，將礫石區(qū)中的石塊進(jìn)行擠壓，直到擠壓在井壁外部，或者通過重?fù)舴绞綄⒌[石擊碎，在敲擊過程中達(dá)到最佳深度后，方可將炸藥下入井中，在下藥過程中，要注意炸藥要沿套管下入，悶井之后，再通過重錘反方向進(jìn)行敲擊，將套管取出，這種鉆井方式在對礫石區(qū)進(jìn)行地震勘探時被廣泛使用，能夠大量的節(jié)約成本，并且速度較快。

對礫石區(qū)進(jìn)行鉆井時時常出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，卡鉆會導(dǎo)致設(shè)備損壞，一定程度上也會造成成本的大量投入，為了能夠降低成本的使用，避免卡鉆現(xiàn)象的發(fā)生，在鉆井施工中要加入固井劑，固井劑的作用是通過自身的粘性[4]，將井壁中的顆粒黏在一起，通過固井劑的作用能夠在2個～5個小時之內(nèi)保證井壁不會出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，在一定程度上降低了卡鉆事故的發(fā)生，在鉆井施工過程中，如果出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，可以通過鉆桿反作用利小幅震動的方式進(jìn)行提升，也可以通過巖石腐蝕液幫助鉆桿進(jìn)行提升。

上文提到對流沙地區(qū)進(jìn)行地震勘探會出現(xiàn)打井難和下藥難的問題，所以，地震勘探相關(guān)工作人員利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和調(diào)整，研發(fā)了不提桿下藥鉆機(jī)，這種鉆機(jī)利用鉆頭的動力頭部位，將炸藥放入鉆桿的底部位置，繼而將鉆桿像上提拉，完成下藥工作，不提桿下藥鉆機(jī)解決了對流沙地區(qū)地震勘探中的難度，使井壁容易坍塌、下藥艱難的問題得到有效的解決，同時也對沼澤地區(qū)的地震勘探工作提高了效率。

在沙漠區(qū)進(jìn)行鉆井工作，為了能夠在沙漠中快速形式，鉆機(jī)利用越野車的底盤作為運載工具，與此同時，運用鉆機(jī)技術(shù)進(jìn)行地震勘探時，要選取綜合鉆機(jī)能力的鉆機(jī)，綜合能力較強(qiáng)的鉆機(jī)具有多種優(yōu)勢功能，能將泥漿、空氣震擊和空氣反循環(huán)等功能，在沙漠地區(qū)進(jìn)行地震勘探工作中被廣泛使用。

3 結(jié)語

綜上所述，我國當(dāng)前勘探開發(fā)已經(jīng)進(jìn)入成熟階段，當(dāng)前未經(jīng)開發(fā)的地區(qū)普遍是地表較為復(fù)雜的區(qū)域，對復(fù)雜地表區(qū)域進(jìn)行地震勘探是一項難度較大的工作，復(fù)雜地表地區(qū)的地質(zhì)特征和表層巖性具有多樣性，因此需要依靠多種鉆井技術(shù)對其進(jìn)行施工，在對復(fù)雜地表區(qū)地震勘探的鉆進(jìn)施工之前，要通過各種收集的地質(zhì)資料對鉆井區(qū)域進(jìn)行全面的掌握繼而詳細(xì)的進(jìn)行分析，并且要在鉆井施工開始前設(shè)計好施工方案，通過科學(xué)的鉆井方案和合理的鉆井技術(shù)對復(fù)雜地表區(qū)域進(jìn)行地震勘探，從而完成鉆井工作。