沖洗液在鉆探施工中的重要性

馬玉軍 榮忠良

1.遼寧省有色地質局107隊，遼寧大連 116113；2.遼寧省有色地質局103隊，遼寧丹東 118008

沖洗液在鉆探施工中的重要性

馬玉軍1榮忠良2

1.遼寧省有色地質局107隊，遼寧大連 116113；2.遼寧省有色地質局103隊，遼寧丹東 118008

對于金剛石繩索取心鉆進而言，沖洗液的主要功能是冷卻鉆頭、排除和攜帶巖粉、保護孔壁、潤滑鉆具、傳遞孔底沖擊功等。要想使沖洗液達到我們需要的效果，在沖洗液的選擇，處理劑的使用、沖洗液的配置、日常的維護管理等方面都得做的很好才能使我們選用的沖洗液，達到我們預期的效果，提高鉆進效率，降低鉆探成本。

1 沖洗液的種類

鉆探用的沖洗液的種類有多種，大致可分為以下幾種：按流體介質：分為水基、油基、泡沫、氣體型、合成基鉆井液；按密度：分為非加重和加重鉆井液；按水化作用強弱：分為非抑制性和抑制性鉆井液；按固相：分為高、低、無固相鉆井液。目前金剛石繩索取心鉆進廣泛采用的沖洗液多為水基沖洗液，以低固相和無固相為主。

2 沖洗液的制作工藝

在實際工程施工中，根據地層的情況和以往的施工經驗對該地層相適應的沖洗液進行設計，對采用的沖洗液的處理劑進行選配，特別是對于復雜地層鉆進時沖洗液質量的好壞對鉆進的效果尤為重要。沖洗液的制作工藝具體應該按照如下的步驟進行。

2.1 首先應根據地層情況選擇沖洗液和處理劑，并了解處理劑的性能；

2.2 確定沖洗液的性能參數，進行室內實驗確定固相和處理劑的用量，得出沖洗液的配方；

2.3 確定配制工藝，具體應做到嚴格計量、分別溶解、依次加入、充分攪拌。并能夠做好記錄，以利于泥漿性能的調整。

3 沖洗液的維護

3.1 切實做好對返漿性能的測定

定時、定人對返漿性能進行認真的測定，使鉆井液的性能保持在最佳值。掌握鉆井液性能的細微變化對鉆進工作的影響，并能及時地進行維護和處理。

3.2 及時調整鉆井液性能和新液的補充

發現鉆井液或施工地層發生變化，應根據變化情況及時調整鉆井液性能或配制新液替換或者補充，以滿足鉆進施工的需要。

3.3 預防、解決地層特性對鉆井液的侵害

預防、解決地層特性對鉆井液的侵害，是鉆井液維護的一個重要措施。對地層中的鈣、鎂、鹽等對鉆井液的侵害，采取相應的預防措施和解決方法。

3.4 防止自然條件和人為因素對鉆井液的損害

自然條件：如地表含泥沙水流、室外溫度等。人為因素：如意外加入、無知加入。

3.5 認真、及時對有害固相進行清除

認真、及時清除有害固相，是保障鉆井液性能穩定的一個積極措施。使鉆井液保持較低固相或設定比重，防止因固相偏高或偏低而造成各種施工困難和井下事故的發生。

4 沖洗液在工程施工的應用

4.1 河南省盧氏縣夜長評鉬礦屬于矽卡巖型礦床，礦床產于花崗巖、花崗閃長巖、斜長花崗巖等巖體與石灰巖的接觸帶及其附近的圍巖中。在孔深600米以上的巖石，由于巖石的風化蝕變的程度較強，鉆進的過程中在鉆桿轉動的作用下，孔壁的巖石顆粒脫落的現象比較嚴重，這樣就嚴重的影響鉆進的效率，有的程控都很困難，甚至出現了鉆孔報廢的現象。針對這種情況，我們采取了相應的措施，配置了有針對性較強的PAB無固相沖洗液。沖洗液的主要成分有清水、PA粉2%、PB粉0.2%組成。

配制方法如下：首先PA粉按照5%比例將PA粉配制成的5%PA水溶液（配制水溶液的過程為將PA干粉按照5%比例加入水中攪拌24小時）；PB粉按照1.5%比例將PB粉配制成1.5%PB水溶液（配制水溶液的過程為將PB干粉按照1.5%比例加入水中攪拌24小時）。然后，在預先放好的清水中加入24%的5%PA水溶液充分攪拌均勻（約需要10～20分鐘），在加入13.3%的1.5%PB水溶液充分攪拌均勻（約需要10～20分鐘）。

配制好沖洗液的性能如下：漏斗粘度24S，表觀粘度8mPa·S，失水量中壓（0.7MPa）9ml/30分鐘。

在施工過程中，沖洗液的性能始終保持的比較穩定，鉆進基本上正常進行，巖粉的脫落情況得到了控制，每回次孔底的巖粉量只有很小的一點。可是在施工ZK1202鉆孔時，由于工人操作的原因，沖洗液的性能得不到保證，時好時壞，嚴重時候孔底的巖粉達到4～5米，一度使得鉆進不能正常進行，重新調整沖洗液性能，經過20幾個小時的調整和掃孔工作，才使得鉆進正常進行。

4.2 遼寧朝陽康杖子礦區施工時，由于地層漏失比較嚴重，局部還有坍塌的現象存在，采用PAB沖洗液一年內成功完成了近千米的鉆孔5個；在這之前的幾次施工中每年最多只能完成1個鉆孔。

4.3 黑龍江七臺河北興農場煤田勘探設計孔深1200m，直孔，分級鉆進。要求終孔直徑80mm，巖心采取率90%以上，礦心采取率95%以上。地層構造巖性大體如下：0～11m，沖積層；11m～245m，玄武巖層，致密，有氣孔，漏失現象嚴重；245m～1000.66m，砂巖、泥巖、頁巖互層，砂巖中粗砂、含水大，頁巖、泥巖水敏性強，極易坍塌、縮徑。該井地層特別復雜，地層上部與下部巖性差別大，且軟硬巖層互生。硬層破碎易坍塌，軟層松散易水敏。并伴有涌水和漏失。采取膠結性防塌和強抑制性護壁及中密度壓涌方式，加強防涌和防漏的預防。因此，采用低固相沖洗液，即：清水+膨潤土+多效天然植物膠SD-1+KP共聚物+聚乙烯醇+硅酸鈉+CMC+KCl+多效堵漏劑(隨鉆型)

沖洗液性能參數：粘度23s，密度1.12g/cm3濾失量10ml/30nim，PH值9，泥餅厚度0.8mm。

嚴格按照鉆井液配制工藝要求操作。即“嚴格計量、分別溶解、依次加入、性能調整、充分攪拌”。記錄、總結，為后續工作打好基礎。

采用這種低固相泥漿作為沖洗液，每個班次至少簡單的測量一次泥漿的性能，發現性能改變及時調整，保證鉆進的正常，中途也出現泥漿變化很大的情況，造成鉆進終止，無法進行下去，這時強迫重新調整泥漿，每次調整都得用去10幾個小時，孔深時達到20多個小時。一時的疏忽給工程造成極大地損失，這種泥漿管理的松懈嚴重時還會造成孔內事故，甚至費孔。

5 結語

通過兩年多的鉆探施工中沖洗液應用實踐證明，優質的沖洗液配方和良好的沖洗液維護和管理在鉆探施工過程中起到了節能增效的作用，提高了工程質量。工人勞動強度、井內事故率和鉆井液成本均有所下降，效率和效益明顯增加。

10.3969/j.issn.1001-8972.2013.06.028