复杂地层岩心钻探综合治理的探讨

■范红兵

（甘肃省地矿局第四地质矿产勘查院甘肃酒泉735000）

复杂地层岩心钻探综合治理的探讨

■范红兵

（甘肃省地矿局第四地质矿产勘查院甘肃酒泉735000）

立足于实践工作经验，从钻探装备、冲洗液两个方面探讨影响复杂地层岩心钻探的主要因素。以此为根据，探讨复杂地层岩心钻探综合治理措施，总结实践工作体会。

复杂地层岩心钻探综合治理

0 引言

岩心钻探过程中常会发生孔壁坍塌、遇水溶解、钻孔漏水等情况，上述这些情况均属于复杂地层的范畴。钻进到复杂地层后，埋钻、卡钻、断钻是常见现象，导致下钻不彻底、钻杆磨损严重等问题，不仅造成施工效率低下，同时也会进一步增加施工成本，导致钻探质量无法满足实际需求。随着地质勘探工作的不断增多，复杂地层逐渐增加，在很大程度上影响钻探效率。

1 影响复杂地层岩心钻探的主要因素

1.1 钻探装备

在复杂地层上开展岩心钻探工作时，其质量、效率及施工进度往往会受到多种因素的影响，其中钻探装备对岩心钻探的影响最为显著。针对不同地层结构的岩心钻探作业，往往需要用到不同强度的装备。现阶段，我国多数地区在开展岩心钻探过程中，主要采用立轴式钻机，此种钻机施工成本低，而且非常便于携带，广泛应用在施工周期较长的矿井作业中[1]。但是，立轴式钻机使用缺陷也比较突出，钻孔取芯率低就是其中之一，因此无法满足施工规范中的相关要求。

1.2 冲洗液

在实施岩心钻探工作过程中，对于复杂地层而言，普通冲洗液很难发挥作用。采用冲洗液的主要目的是为了发挥保护孔壁的作用，避免孔壁坍塌等，并保证取芯成功。为充分预防上述现象的发生，要基于复杂地层结构，研发更为适宜的冲洗液。一般情况下，新型冲洗液中含水量要少，从而最大程度上避免坍塌等现象。

2 复杂地层岩心钻探的综合治理措施

2.1 严格按照实际情况，正确选择钻探装备

鉴于钻探装备对复杂地层钻探作业的影响，要不断强化对钻探装备的分析，结合实际施工情况，正确选择钻探装备，从而减少取芯失败率。首先，在钻探作业正式开展前，相关施工作业人员要对施工现场的地质结构进行勘探，并结合地质资料进行详细分析。若发现施工现场的地层结构比较复杂，则要开展多次勘察，按照勘察结果判断地层结构形成因素。其次，根据相应的分析、评估结果，选择最为合理的钻探装备及钻探技术，注意在选择钻探装备时，应充分兼顾到装备的经济性[2]。与此同时，由于复杂地层形成因素比较多，每种因素均对造成地层分布情况出现较大差异。因此，只有充分连接复杂地层的形成因素，才能详细分析施工现场的主要情况，进而采取对应措施进行解决，防止钻探事故，减少运行成本。

2.2 研究新型冲洗液，提高钻孔取芯效率

充分保护孔壁，是复杂地层综合治理措施中的关键环节。复杂地层结构松散，发生坍塌事故比较常见。因此，在进行岩心钻探施工作业时，要对孔壁进行相应处理，使相应位置附着泥浆，充分利用泥浆自身的黏性，有效固结松散地层，是处理护壁问题的重要措施。鉴于普通冲洗液在复杂地层使用的局限性，目前，已经研制出适宜用在复杂地层岩心钻探施工的冲洗液。不同于普通冲洗液，新型冲洗液的成分更加适合复杂地层，这是由于其含水量较少，在使用过程中并不会出现地层坍塌现象，同时也不会造成地层膨胀。同时，在无固相冲洗液中添加植物胶，能够有效提高其自身的粘度。实际上，添加植物胶的泥浆，可转变粘弹性液体，从而发挥固结作用，能够抵抗钻具及其他外力所产生的振动。通过试验，新型冲洗液对岩心钻探孔洞腐蚀程度比较小，因而能够保证钻孔取芯的效率。

2.3 优化钻探工艺，重视注浆处理

在开展钻探作业前，要充分做好施工准备，并制定万完善的紧急事故处理方案。根据施工现场实际情况，除套管外，正确选择封孔材料进行强制封孔处理，进而消除安全隐患。具体操作方法如下[3]：①在水泥砂浆中添加惰性材料，并按照比例添加适量细砂，从而有效加大水泥砂浆自身的密度，并提高其粘附作用，减少水稀释，阻断地下水进入孔洞内；②在配置好的砂浆中添加麻绳、锯末，按照注浆压力进一步明确注浆量，若在实际操作时发生无法明确注浆量的情况，要严格对注浆压力进行观察，从而判断停止注浆的时间；③注浆处理时，可对钻具进行转动处理，但是不能向上提拉钻探装置，直到注浆处理结束后才能向上提拉相关设施；④注浆处理后，要在36h后进行扫孔处理，扫孔至涌水位置时，要停止钻进作业，而是按照同等量的配比开展二次注浆施工，观察水泥砂浆不再发生泄漏后，停止注浆处理。

3 复杂地层岩心钻探实践体会

在复杂地层实施岩心钻探，要充分掌握地层的主要特征，并在此基础上采用合理的施工技术。针对易出现问题的环节，要采取必要措施进行预防，从而有效减少作业成本。

（1）无论何种形式的复杂地层结构，在开展钻探施工时，均要掌握地层特点，充分减少孔内事故；

（2）正确利用钻探装备，并做好其维护工作，根据实际情况，科学合理选用钻探装备。充分降低设备运行成本；

（3）严格控制冲洗液质量，为做好护壁工程奠定基础，实现提高岩心钻探经济、社会效益的目的；

（4）在实际工作中，相关人员要善于总结，通过实践，整理出行之有效的综合治理技术措施，为相关活动的顺利开展提供保障。

4 结束语

综上所述，复杂地层岩心钻探施工难度大，应采取必要的综合治理措施关键环节进行质量控制。为此，应明确复杂地层岩心钻探作业的主要影响因素，并在此基础上提出相应的整改措施，使钻探施工更具针对性，并为钻孔取芯的顺利施工提供科学保障。

[1]曾石友.嵩县多金属矿区复杂地层岩心钻探施工综合技术 [J].探矿工程 (岩土钻掘工程)，2010，09（11）：16-18.

[2]翟东旭.嵩县大西沟矿区复杂地层钻探施工综合治理 [J].探矿工程 (岩土钻掘工程)，2012，17（10）：32-35.

[3]耿会斌，翟永林.扎哈淖尔矿区复杂地层钻探的综合治理 [J].露天采矿技术，2012，22（06）：39-40.

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-6-282-1