煤田地质钻探中钻孔漏失及堵漏问题分析

魏智远

摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。煤炭作为重要社会生产能源，为满足日趋上涨的需求量，近年来煤田开采技术在不断更新，以求进一步提高开采作业效率。其中，重视地质钻探钻孔漏失问题的分析，做好堵漏处理，对实现煤田高效开采具有重要意义。尤其是面对复杂的地质条件，怎样处理好钻孔漏失为必须要解决的重点问题，提前根据分析结果选择针对性强的措施进行防治应对，避免造成钻孔报废。本文就煤田地质钻探中钻孔漏失及堵漏问题展开探讨。

关键词：煤田钻探;钻孔漏失;钻孔堵漏

引言

在煤田地质探施工过程中，当钻进遇到断层、揉皱、裂隙发育带、构造破碎带这些复杂地层时，通常会发生钻井液的漏失，容易引起孔内事故，造成钻孔报废。因此，要认真做好堵漏工作。

1煤田钻孔漏失影响

煤田地质钻探钻孔漏失为比较普遍的问题，但是其影响十分恶劣，也难以采取措施进行有效预防，尤其是多发生在松散岩层、裂隙发育地层以及断层破碎带等地层中。一旦出现孔漏问题，表现为孔内泥浆只进不出，在较短时间内发展成快速泄露，如果无法及时采取措施应对，很可能会造成孔内垮塌、卡埋钻具，严重时钻孔直接报废，产生巨大的损失。例如某井田煤田地质勘探钻孔阶段发生孔漏问题，表现为各种冲洗液漏失，不仅延误工期，还造成钻具卡埋无法正常钻孔，产生了严重的经济损失。

2煤田地质钻探中钻孔漏失常见的原因以及分析判断

2.1煤田地质钻探中的渗透性钻孔漏失

煤田地质钻探中的渗透性钻孔漏失主要发生在各种颗粒比较粗的地层中，这些地层基本都是未胶结或是有的是胶结性比较差，但是都有比较良好的渗透性，如在砂石类的土、碎石类的土、砂岩等地层中。造成这种钻孔漏失的主要原因是钻孔内压力的不平衡，即钻井液的当量循环密度超过了地层压力系数，由于两端的压力差而使得钻井液流入到地层当中，形成渗透性的钻孔漏失。这种渗透性的钻孔漏失形成的结果往往是钻井液会层层深入到地层的各层，并在地层的空隙中形成胶结的泥团。

2.2裂隙性漏失

在钻井时，若遇到断层破碎带、裂隙发育地区等，则会出现钻孔裂隙性漏失现象。这种漏失危害较大，特点是漏失速度快、孔内泥浆只进不出，全泵漏失。这种漏失类型一般采用惰性材料，速凝水泥封堵或者采取下套管隔离漏失段的方法才能处理好。

1.3煤田地质钻探中因地层被压缩而导致的钻孔漏失

造成煤田地质钻探中因地层被压缩而导致的钻孔漏失的主要原因是由于钻孔内的压力过高，这种过高的压力超出了地层自身的抗张强度和钻孔周围的挤压压力时，地层就会在这种强大的压力下而被挤压出裂缝，导致钻井液的渗入。

3煤田钻孔堵漏策略要点

3.1增阻堵漏技术

如果钻孔漏失发现及时，漏失情况比较轻微，则可以选择应用增阻堵漏的方法处理。即利用非故结硬化泥浆注入漏失带，达到提高漏失通道内液体流动阻力的目的，不断缩小漏失通道断面，或者是直接漏失通道全部堵塞，消除漏失问题后方可继续钻进。其中此种堵漏工艺常用的泥浆种类主要包括：第一，稠泥浆。此类泥浆在静止状态下岩粉和黏土会沉淀，便可以对漏失通道进行堵塞，减少甚至消除漏失问题，但是必须要维持24h以上的沉淀时间才可以达到堵漏效果。第二，高黏、高切、地相对密度泥浆。多选择优质膨润土造浆，同时添加适量的高聚物进行增黏与降失水，然后将其注入漏失段，其可以形成高密度且韧性强的泥皮，对微裂隙进行有效封闭，以免漏失问题继续加剧。第三惰性充填材料泥浆。即向泥浆材料内添加各种形状的惰性充填材料，利用此来对漏失通道进行封堵，消除漏失问题。并且惰性材料可以单独或者复配使用，所选颗粒大小、粒度、形状、数量以及级配等均会对最后的堵漏效果产生影响，其中利用粗颗粒形成骨架，小颗粒充填其中，具有最佳防渗漏效果，堵漏体系稳定性更高。第四，其他泥浆。向泥浆内添加适量的氯化钙、水泥、水玻璃、聚丙烯酰胺和石灰乳等材料，制成不同种类泥浆材料，然后用于堵漏处理。不同种类的泥浆在堵漏处理中效果不同，需要根据实际条件来对比择优选择，达到最佳处理效果。

3.2常用的化学浆液护壁堵漏法

在面对煤田钻孔漏失的时候采用化学浆液护壁堵漏法，主要有采用尿醛树脂浆液来进行堵漏，采用“氰凝”浆液堵漏与护壁，但是化学堵漏的方法成本比较高，而且操作比较难，所以一般在实际的操作中应用得相对要少一点。

3.3注浆固结技术

选择适应性最强的泥浆材料注入漏失段，对漏失通道进行可靠封堵，避免孔漏问题进一步发展造成更大损失，维持钻孔作业能够继续进行。从实践经验来看，注浆固结法适应性强，且形成的不漏失固结圈强度高，后续继续钻进时可以选择的冲洗介质种类更多。其中，最为常用的固结硬化堵漏浆液为水泥浆液和合成树脂浆液。第一，水泥浆液。水泥作为基础原料，添加拌合水制备。可以向其中适当添加速凝剂、减水剂、早强剂等外加剂，对浆液性能进行调节优化，提高浆液的实际应用适应性。水泥浆液在实际应用中材料来源广泛、浆液性能可调节、成本较低、工艺简单以及结石强度大，应用比较广泛。但是要注意，想要达到预期的堵漏效果，必须要提供足够大的泵送压力，且要根据地下水条件调节施工工艺，避免浆液被地下水稀释影响固结堵漏质量。第二，合成树脂浆液。如水玻璃浆液、脲醛树脂浆液、聚丙烯酰胺浆液、不饱和树脂浆液等化学浆液，主要以人工合成树脂作为主要原料，通过固化剂作用来形成具有较大强度的固结物，对出现漏失的钻孔位置进行封堵。

结语

护壁堵漏成败不仅决定钻探钻孔施工是否顺利进行，对整个煤田地质勘探工作也会产生较大影响。护壁堵漏措施较多，上述几种护壁堵漏工艺应用较普遍，有一定代表意义。

参考文献：

[1]闻家俊.煤田地质钻探中钻孔漏失与堵漏情况分析[J].科技风，2018（21）：135.

[2]刘建标.煤田钻孔漏失孔段堵漏技术[J].西部探矿工程，2018，30（2）：41-44.

[3]牛彦杰.煤田地质钻探中钻孔漏失与堵漏情况探讨[J].内蒙古煤炭经济，2017（20）：56-57.

[4]唐文穎，曹丽文，王晚中，等.某井田煤田钻孔漏失原因分析[J].能源技术与管理，2017（3）：8-9.