地質(zhì)鉆探中孔內(nèi)復(fù)雜情況的應(yīng)對(duì)措施分析

焦德全 李明昊

摘 要：針對(duì)提高地質(zhì)鉆探工作效率及質(zhì)量、確保工作人員安全工作，需要對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及地質(zhì)條件、環(huán)境等都需要進(jìn)行充分且詳細(xì)的調(diào)查與分析。通過(guò)對(duì)有關(guān)資料進(jìn)行收集分析得知，地質(zhì)鉆探工作開(kāi)展時(shí)，復(fù)雜地層中的鉆進(jìn)工作成本約占總工程的三分之一左，此部分的工作全部完成所需成本占工程整體施工費(fèi)用的五分之三。因此需要對(duì)復(fù)雜的孔內(nèi)狀況開(kāi)展地質(zhì)鉆探工作時(shí)需采用有效措施，來(lái)防范安全事故。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)鉆探；復(fù)雜孔內(nèi)情況；措施；探索

1 淺析復(fù)雜地層的結(jié)構(gòu)性質(zhì)

地質(zhì)鉆探工作中經(jīng)常會(huì)遇到的復(fù)雜結(jié)構(gòu)類型為兩種：一種是被地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響之后產(chǎn)生的破碎性復(fù)雜地層。破碎性復(fù)雜地層形成原因大多是由于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)收到了剪切、張拉及擠壓，使巖石層出現(xiàn)節(jié)理、斷層、縫隙和片理等狀況，而在地層中最為堅(jiān)硬的巖石由于被構(gòu)造力影響比較多，從而形成了破碎復(fù)雜的地層結(jié)構(gòu)；另一種是由于被外來(lái)地質(zhì)影響，所以產(chǎn)生了破碎性復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)的地層包括風(fēng)積層、沖積層和洪積層。巖石受到風(fēng)化作用之后，就會(huì)變得松散，繼而產(chǎn)生薄弱的膠結(jié)狀風(fēng)化層。并且，因?yàn)槠扑榈貙觾?nèi)碎塊巖石的膠結(jié)性不高，換層的頻率還比較頻繁、巖石塊的大小也不夠均勻，地層結(jié)構(gòu)也比較松散等特性。所以，在開(kāi)展鉆探工作時(shí)，碎塊巖石是不能有效承受外來(lái)的荷載的，導(dǎo)致在進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)出現(xiàn)巖石滾動(dòng)的現(xiàn)象，從而出現(xiàn)較多的切削面，致使采集巖心的工作與破巖的工作開(kāi)展效率較為低下，使掉塊、垮孔和卡鉆等鉆進(jìn)工作的安全性降低。并且，由于破碎的地層擁有極高的滲透性，所以在開(kāi)展鉆進(jìn)工作時(shí)會(huì)發(fā)生涌水事故或是沖洗液漏失。

2 應(yīng)對(duì)復(fù)雜孔內(nèi)狀況的有效策略

使應(yīng)用超過(guò)常規(guī)開(kāi)孔口徑：利用超過(guò)常規(guī)口徑大約一級(jí)的開(kāi)孔口徑是因?yàn)橐獙?duì)一些上部結(jié)構(gòu)層較為復(fù)雜的鉆孔。由于在進(jìn)行鉆探作業(yè)時(shí)所要應(yīng)用的口徑級(jí)別要高出普通口徑，因此，當(dāng)進(jìn)行鉆進(jìn)工作時(shí)若是遇到較為麻煩的復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí)，在下入套管時(shí)需要更換一個(gè)小級(jí)別或是小一倍的口徑鉆頭來(lái)繼續(xù)開(kāi)展鉆進(jìn)工作，從而確保對(duì)巖心進(jìn)行采取時(shí)的直徑可以滿足地質(zhì)鉆探作業(yè)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。以A地區(qū)的金礦鉆進(jìn)工程為例，此工程所要求的直徑是在90mm的繩索來(lái)開(kāi)展取心作業(yè)，因此，開(kāi)孔口徑的直徑要在150mm；若是鉆探工程的施工要求是要利用直徑是71mm的繩索來(lái)進(jìn)行取心作業(yè)或是應(yīng)用直徑為88mm的普通雙管來(lái)進(jìn)行實(shí)際施工，在一致要求孔徑大一級(jí)的施工原則上，其開(kāi)孔的直徑需要保持在110mm，以此來(lái)保障基于復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中開(kāi)展鉆探工作的質(zhì)量與效率。深孔不要一徑到底：深孔主要指鉆孔深度在1200～3000m之內(nèi)的鉆孔；而小徑主要是指直徑基于80～55mm之內(nèi)的繩索取心口徑或是普通雙管口徑，但普通的雙管口徑要保持在74mm左右。在開(kāi)展深孔鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)，施工人員不允許在已經(jīng)下過(guò)孔口管以后或是未存在過(guò)度孔段的基礎(chǔ)上開(kāi)展鉆進(jìn)工作，此種情況下需要將鉆進(jìn)過(guò)程中需要的工具變成通用口徑，以此保證鉆進(jìn)的過(guò)程不受阻礙。當(dāng)鉆孔深度超過(guò)200m時(shí)，如果選擇擴(kuò)孔下套管的方法完成隔離，容易使孔段過(guò)長(zhǎng)，繼而影響鉆進(jìn)工作的進(jìn)度；而若是在開(kāi)展鉆進(jìn)工作時(shí)不利用下套管的方式進(jìn)行隔離，就會(huì)不能高效治理復(fù)雜情況下的孔段，致使后期深孔鉆進(jìn)工作中，上部的鉆進(jìn)的孔段殘留一些安全隱患，導(dǎo)致施工作業(yè)受到阻礙，無(wú)法高效率、高質(zhì)量的完成工作。選取合適的鉆井液：通常狀況下，在一些水資源較為豐富的地域開(kāi)展地質(zhì)鉆探工作，所要應(yīng)用的方式幾乎都是清水鉆探。與其他鉆探技術(shù)相對(duì)比，清水鉆探技術(shù)具有操作便利、使用簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，并且它具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性，在進(jìn)行鉆進(jìn)工作時(shí)所遇到的制約因素相對(duì)于較少，可以大力度提高鉆探設(shè)備的鉆進(jìn)效率。在實(shí)際鉆探作業(yè)時(shí)，鉆探人員需要對(duì)施工場(chǎng)地的地質(zhì)條件與以往的鉆孔資料進(jìn)行充分探索與研究，若是發(fā)現(xiàn)其之前有出現(xiàn)過(guò)復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的狀況，為了確保鉆進(jìn)作業(yè)的經(jīng)濟(jì)性能，需要選取低固相泥漿，這對(duì)于保障鉆進(jìn)工作順利完成具有不可或缺的地位。基于此可以看出，低固相泥漿在應(yīng)用上比較適用在松散且穩(wěn)固性能較差的鉆進(jìn)工作中。因?yàn)樵谟龅綇?fù)雜的地層結(jié)構(gòu)開(kāi)展鉆進(jìn)工作是比較困難的，因?yàn)橹T多因素影響，若想有效的保障施工安全需要充分依據(jù)施工要求來(lái)開(kāi)展工作，全面探究所要進(jìn)行工作的施工場(chǎng)地，從而規(guī)避安全事故發(fā)生。

3 治理復(fù)雜孔內(nèi)地層情況有效策略

（1）因受力不穩(wěn)定產(chǎn)生的復(fù)雜地層：力學(xué)不穩(wěn)定的復(fù)雜地層主要是因巖石受到較大外力沖擊所形成的，而又因其內(nèi)部受力不均，若是鉆穿的情況出現(xiàn)，原本平衡地層狀態(tài)就會(huì)遭到破壞，進(jìn)而在重力影響下造成孔壁不穩(wěn)的狀況。對(duì)于此種不穩(wěn)定且復(fù)雜的地層，要對(duì)泥漿的粘稠度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)試，使其被打成流塑的狀態(tài)，隨后需要應(yīng)用擅長(zhǎng)傳輸泥漿的螺桿泵來(lái)有效完成鉆孔內(nèi)的送漿循環(huán)工作，基于此來(lái)保障孔內(nèi)鉆進(jìn)施工的質(zhì)量與效率，確保在開(kāi)展鉆進(jìn)工作時(shí)護(hù)孔效果可以達(dá)到地質(zhì)鉆探的施工標(biāo)準(zhǔn)及作業(yè)規(guī)范，這樣才會(huì)使地質(zhì)鉆探工作順利完成。（2）針對(duì)于漏通地層的處置措施：漏通地層主要是因其受到地質(zhì)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)作用影響下，所造成地層中出現(xiàn)縫隙而連通的漏失模式，漏通地層的存在對(duì)于鉆探工作順利開(kāi)展影響是巨大的。依據(jù)當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)現(xiàn)狀來(lái)看漏失地層所包含的漏失形式有兩種，其中包含了孔底與孔段。判斷這漏通地層的方法有以下兩點(diǎn)：一是基于鉆進(jìn)過(guò)程為前提所進(jìn)行的判斷。若在對(duì)地質(zhì)進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)突發(fā)漏失狀況，并且還伴有鉆進(jìn)效率突然加大或是鉆進(jìn)工具忽然掉落的狀況，遇到的地質(zhì)結(jié)構(gòu)是大裂縫與大溶度的地層。二是基于孔內(nèi)水位為核心所進(jìn)行的判斷。但是不包含水位出現(xiàn)漏失現(xiàn)象，孔內(nèi)的水位就會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象；若是含水層出現(xiàn)漏失情況，孔內(nèi)中穩(wěn)定的水位與地下水位是相一致的，只有基于此才會(huì)有效控制漏通地層對(duì)鉆探工作的影響力度。（3）提升力學(xué)的穩(wěn)定性地層在受到外力的作用下，對(duì)地層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)會(huì)造很大程度上的影響，并且由于其內(nèi)部的承受力相對(duì)不均勻。在這樣的情況下，地質(zhì)鉆探的過(guò)程中，一旦發(fā)生穿透的現(xiàn)象，其內(nèi)部的孔壁就會(huì)相對(duì)不穩(wěn)定，很容易造成安全事故的發(fā)生。因此，在地質(zhì)鉆探的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)針對(duì)這一問(wèn)題，可以利用“三高”鉆井液的形式，采用高速鉆進(jìn)的形式，從而有效的提升了井內(nèi)力學(xué)的穩(wěn)定性。另外，在地質(zhì)鉆探的過(guò)程中，可以采用傳統(tǒng)泥漿的形式，提升力學(xué)的穩(wěn)定性。但是，在利用泥漿的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)泥漿自身的粘稠度根據(jù)地質(zhì)鉆探中孔內(nèi)復(fù)雜情況，進(jìn)行的全面的調(diào)整，并且通過(guò)利用相應(yīng)的技術(shù)達(dá)到流塑的形狀。同時(shí)，在利用最為螺桿泵的形式，完成泥漿的傳輸工作，這樣不僅僅有效的提升了地質(zhì)鉆探工作的效率，其質(zhì)量也有著很大程度上的提升，增強(qiáng)內(nèi)部孔壁力學(xué)的穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在地質(zhì)鉆探工作逐步完善的今天，其運(yùn)用范圍愈發(fā)廣泛，當(dāng)鉆探人員在對(duì)孔位進(jìn)行設(shè)計(jì)與規(guī)劃時(shí)，是需要充分依據(jù)以預(yù)防為主要目的的規(guī)劃原則，通常使用封堵的方式處理復(fù)雜的孔內(nèi)狀況。當(dāng)鉆孔作業(yè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)狀況太過(guò)復(fù)雜時(shí)，鉆探人員必須將漏失類型進(jìn)行科學(xué)且規(guī)范的的分辨，從而構(gòu)建出有效措施。除此之外，鉆進(jìn)液是影響地質(zhì)鉆探工作質(zhì)量的直接因素，施工人員必須根據(jù)具體的地層復(fù)雜情況，選最佳施工作業(yè)的鉆井液，從而保障鉆探工作順利進(jìn)行.

參考文獻(xiàn)：

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