煤田地質(zhì)鉆探中鉆孔漏失及堵漏問題分析

魏智遠

摘要：科技的進步，促進人們對能源需求的增多。煤炭作為重要社會生產(chǎn)能源，為滿足日趨上漲的需求量，近年來煤田開采技術(shù)在不斷更新，以求進一步提高開采作業(yè)效率。其中，重視地質(zhì)鉆探鉆孔漏失問題的分析，做好堵漏處理，對實現(xiàn)煤田高效開采具有重要意義。尤其是面對復雜的地質(zhì)條件，怎樣處理好鉆孔漏失為必須要解決的重點問題，提前根據(jù)分析結(jié)果選擇針對性強的措施進行防治應(yīng)對，避免造成鉆孔報廢。本文就煤田地質(zhì)鉆探中鉆孔漏失及堵漏問題展開探討。

關(guān)鍵詞：煤田鉆探;鉆孔漏失;鉆孔堵漏

引言

在煤田地質(zhì)探施工過程中，當鉆進遇到斷層、揉皺、裂隙發(fā)育帶、構(gòu)造破碎帶這些復雜地層時，通常會發(fā)生鉆井液的漏失，容易引起孔內(nèi)事故，造成鉆孔報廢。因此，要認真做好堵漏工作。

1煤田鉆孔漏失影響

煤田地質(zhì)鉆探鉆孔漏失為比較普遍的問題，但是其影響十分惡劣，也難以采取措施進行有效預防，尤其是多發(fā)生在松散巖層、裂隙發(fā)育地層以及斷層破碎帶等地層中。一旦出現(xiàn)孔漏問題，表現(xiàn)為孔內(nèi)泥漿只進不出，在較短時間內(nèi)發(fā)展成快速泄露，如果無法及時采取措施應(yīng)對，很可能會造成孔內(nèi)垮塌、卡埋鉆具，嚴重時鉆孔直接報廢，產(chǎn)生巨大的損失。例如某井田煤田地質(zhì)勘探鉆孔階段發(fā)生孔漏問題，表現(xiàn)為各種沖洗液漏失，不僅延誤工期，還造成鉆具卡埋無法正常鉆孔，產(chǎn)生了嚴重的經(jīng)濟損失。

2煤田地質(zhì)鉆探中鉆孔漏失常見的原因以及分析判斷

2.1煤田地質(zhì)鉆探中的滲透性鉆孔漏失

煤田地質(zhì)鉆探中的滲透性鉆孔漏失主要發(fā)生在各種顆粒比較粗的地層中，這些地層基本都是未膠結(jié)或是有的是膠結(jié)性比較差，但是都有比較良好的滲透性，如在砂石類的土、碎石類的土、砂巖等地層中。造成這種鉆孔漏失的主要原因是鉆孔內(nèi)壓力的不平衡，即鉆井液的當量循環(huán)密度超過了地層壓力系數(shù)，由于兩端的壓力差而使得鉆井液流入到地層當中，形成滲透性的鉆孔漏失。這種滲透性的鉆孔漏失形成的結(jié)果往往是鉆井液會層層深入到地層的各層，并在地層的空隙中形成膠結(jié)的泥團。

2.2裂隙性漏失

在鉆井時，若遇到斷層破碎帶、裂隙發(fā)育地區(qū)等，則會出現(xiàn)鉆孔裂隙性漏失現(xiàn)象。這種漏失危害較大，特點是漏失速度快、孔內(nèi)泥漿只進不出，全泵漏失。這種漏失類型一般采用惰性材料，速凝水泥封堵或者采取下套管隔離漏失段的方法才能處理好。

1.3煤田地質(zhì)鉆探中因地層被壓縮而導致的鉆孔漏失

造成煤田地質(zhì)鉆探中因地層被壓縮而導致的鉆孔漏失的主要原因是由于鉆孔內(nèi)的壓力過高，這種過高的壓力超出了地層自身的抗張強度和鉆孔周圍的擠壓壓力時，地層就會在這種強大的壓力下而被擠壓出裂縫，導致鉆井液的滲入。

3煤田鉆孔堵漏策略要點

3.1增阻堵漏技術(shù)

如果鉆孔漏失發(fā)現(xiàn)及時，漏失情況比較輕微，則可以選擇應(yīng)用增阻堵漏的方法處理。即利用非故結(jié)硬化泥漿注入漏失帶，達到提高漏失通道內(nèi)液體流動阻力的目的，不斷縮小漏失通道斷面，或者是直接漏失通道全部堵塞，消除漏失問題后方可繼續(xù)鉆進。其中此種堵漏工藝常用的泥漿種類主要包括：第一，稠泥漿。此類泥漿在靜止狀態(tài)下巖粉和黏土會沉淀，便可以對漏失通道進行堵塞，減少甚至消除漏失問題，但是必須要維持24h以上的沉淀時間才可以達到堵漏效果。第二，高黏、高切、地相對密度泥漿。多選擇優(yōu)質(zhì)膨潤土造漿，同時添加適量的高聚物進行增黏與降失水，然后將其注入漏失段，其可以形成高密度且韌性強的泥皮，對微裂隙進行有效封閉，以免漏失問題繼續(xù)加劇。第三惰性充填材料泥漿。即向泥漿材料內(nèi)添加各種形狀的惰性充填材料，利用此來對漏失通道進行封堵，消除漏失問題。并且惰性材料可以單獨或者復配使用，所選顆粒大小、粒度、形狀、數(shù)量以及級配等均會對最后的堵漏效果產(chǎn)生影響，其中利用粗顆粒形成骨架，小顆粒充填其中，具有最佳防滲漏效果，堵漏體系穩(wěn)定性更高。第四，其他泥漿。向泥漿內(nèi)添加適量的氯化鈣、水泥、水玻璃、聚丙烯酰胺和石灰乳等材料，制成不同種類泥漿材料，然后用于堵漏處理。不同種類的泥漿在堵漏處理中效果不同，需要根據(jù)實際條件來對比擇優(yōu)選擇，達到最佳處理效果。

3.2常用的化學漿液護壁堵漏法

在面對煤田鉆孔漏失的時候采用化學漿液護壁堵漏法，主要有采用尿醛樹脂漿液來進行堵漏，采用“氰凝”漿液堵漏與護壁，但是化學堵漏的方法成本比較高，而且操作比較難，所以一般在實際的操作中應(yīng)用得相對要少一點。

3.3注漿固結(jié)技術(shù)

選擇適應(yīng)性最強的泥漿材料注入漏失段，對漏失通道進行可靠封堵，避免孔漏問題進一步發(fā)展造成更大損失，維持鉆孔作業(yè)能夠繼續(xù)進行。從實踐經(jīng)驗來看，注漿固結(jié)法適應(yīng)性強，且形成的不漏失固結(jié)圈強度高，后續(xù)繼續(xù)鉆進時可以選擇的沖洗介質(zhì)種類更多。其中，最為常用的固結(jié)硬化堵漏漿液為水泥漿液和合成樹脂漿液。第一，水泥漿液。水泥作為基礎(chǔ)原料，添加拌合水制備。可以向其中適當添加速凝劑、減水劑、早強劑等外加劑，對漿液性能進行調(diào)節(jié)優(yōu)化，提高漿液的實際應(yīng)用適應(yīng)性。水泥漿液在實際應(yīng)用中材料來源廣泛、漿液性能可調(diào)節(jié)、成本較低、工藝簡單以及結(jié)石強度大，應(yīng)用比較廣泛。但是要注意，想要達到預期的堵漏效果，必須要提供足夠大的泵送壓力，且要根據(jù)地下水條件調(diào)節(jié)施工工藝，避免漿液被地下水稀釋影響固結(jié)堵漏質(zhì)量。第二，合成樹脂漿液。如水玻璃漿液、脲醛樹脂漿液、聚丙烯酰胺漿液、不飽和樹脂漿液等化學漿液，主要以人工合成樹脂作為主要原料，通過固化劑作用來形成具有較大強度的固結(jié)物，對出現(xiàn)漏失的鉆孔位置進行封堵。

結(jié)語

護壁堵漏成敗不僅決定鉆探鉆孔施工是否順利進行，對整個煤田地質(zhì)勘探工作也會產(chǎn)生較大影響。護壁堵漏措施較多，上述幾種護壁堵漏工藝應(yīng)用較普遍，有一定代表意義。

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