煤田地質(zhì)鉆探中鉆孔漏失及堵漏問(wèn)題分析

魏智遠(yuǎn)

摘要：科技的進(jìn)步，促進(jìn)人們對(duì)能源需求的增多。煤炭作為重要社會(huì)生產(chǎn)能源，為滿足日趨上漲的需求量，近年來(lái)煤田開(kāi)采技術(shù)在不斷更新，以求進(jìn)一步提高開(kāi)采作業(yè)效率。其中，重視地質(zhì)鉆探鉆孔漏失問(wèn)題的分析，做好堵漏處理，對(duì)實(shí)現(xiàn)煤田高效開(kāi)采具有重要意義。尤其是面對(duì)復(fù)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(diǎn)問(wèn)題，提前根據(jù)分析結(jié)果選擇針對(duì)性強(qiáng)的措施進(jìn)行防治應(yīng)對(duì)，避免造成鉆孔報(bào)廢。本文就煤田地質(zhì)鉆探中鉆孔漏失及堵漏問(wèn)題展開(kāi)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(guò)程中，當(dāng)鉆進(jìn)遇到斷層、揉皺、裂隙發(fā)育帶、構(gòu)造破碎帶這些復(fù)雜地層時(shí)，通常會(huì)發(fā)生鉆井液的漏失，容易引起孔內(nèi)事故，造成鉆孔報(bào)廢。因此，要認(rèn)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(wèn)題，但是其影響十分惡劣，也難以采取措施進(jìn)行有效預(yù)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(wèn)題，表現(xiàn)為孔內(nèi)泥漿只進(jìn)不出，在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)展成快速泄露，如果無(wú)法及時(shí)采取措施應(yīng)對(duì)，很可能會(huì)造成孔內(nèi)垮塌、卡埋鉆具，嚴(yán)重時(shí)鉆孔直接報(bào)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(wèn)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(wú)法正常鉆孔，產(chǎn)生了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

2煤田地質(zhì)鉆探中鉆孔漏失常見(jiàn)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(lèi)的土、碎石類(lèi)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(dāng)量循環(huán)密度超過(guò)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(dāng)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(huì)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(tuán)。

2.2裂隙性漏失

在鉆井時(shí)，若遇到斷層破碎帶、裂隙發(fā)育地區(qū)等，則會(huì)出現(xiàn)鉆孔裂隙性漏失現(xiàn)象。這種漏失危害較大，特點(diǎn)是漏失速度快、孔內(nèi)泥漿只進(jìn)不出，全泵漏失。這種漏失類(lèi)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(dǎo)致的鉆孔漏失

造成煤田地質(zhì)鉆探中因地層被壓縮而導(dǎo)致的鉆孔漏失的主要原因是由于鉆孔內(nèi)的壓力過(guò)高，這種過(guò)高的壓力超出了地層自身的抗張強(qiáng)度和鉆孔周?chē)臄D壓壓力時(shí)，地層就會(huì)在這種強(qiáng)大的壓力下而被擠壓出裂縫，導(dǎo)致鉆井液的滲入。

3煤田鉆孔堵漏策略要點(diǎn)

3.1增阻堵漏技術(shù)

如果鉆孔漏失發(fā)現(xiàn)及時(shí)，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(dá)到提高漏失通道內(nèi)液體流動(dòng)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(wèn)題后方可繼續(xù)鉆進(jìn)。其中此種堵漏工藝常用的泥漿種類(lèi)主要包括：第一，稠泥漿。此類(lèi)泥漿在靜止?fàn)顟B(tài)下巖粉和黏土?xí)恋恚憧梢詫?duì)漏失通道進(jìn)行堵塞，減少甚至消除漏失問(wèn)題，但是必須要維持24h以上的沉淀時(shí)間才可以達(dá)到堵漏效果。第二，高黏、高切、地相對(duì)密度泥漿。多選擇優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土造漿，同時(shí)添加適量的高聚物進(jìn)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(qiáng)的泥皮，對(duì)微裂隙進(jìn)行有效封閉，以免漏失問(wèn)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(lái)對(duì)漏失通道進(jìn)行封堵，消除漏失問(wèn)題。并且惰性材料可以單獨(dú)或者復(fù)配使用，所選顆粒大小、粒度、形狀、數(shù)量以及級(jí)配等均會(huì)對(duì)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(lèi)泥漿材料，然后用于堵漏處理。不同種類(lèi)的泥漿在堵漏處理中效果不同，需要根據(jù)實(shí)際條件來(lái)對(duì)比擇優(yōu)選擇，達(dá)到最佳處理效果。

3.2常用的化學(xué)漿液護(hù)壁堵漏法

在面對(duì)煤田鉆孔漏失的時(shí)候采用化學(xué)漿液護(hù)壁堵漏法，主要有采用尿醛樹(shù)脂漿液來(lái)進(jìn)行堵漏，采用“氰凝”漿液堵漏與護(hù)壁，但是化學(xué)堵漏的方法成本比較高，而且操作比較難，所以一般在實(shí)際的操作中應(yīng)用得相對(duì)要少一點(diǎn)。

3.3注漿固結(jié)技術(shù)

選擇適應(yīng)性最強(qiáng)的泥漿材料注入漏失段，對(duì)漏失通道進(jìn)行可靠封堵，避免孔漏問(wèn)題進(jìn)一步發(fā)展造成更大損失，維持鉆孔作業(yè)能夠繼續(xù)進(jìn)行。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，注漿固結(jié)法適應(yīng)性強(qiáng)，且形成的不漏失固結(jié)圈強(qiáng)度高，后續(xù)繼續(xù)鉆進(jìn)時(shí)可以選擇的沖洗介質(zhì)種類(lèi)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(shù)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(dāng)添加速凝劑、減水劑、早強(qiáng)劑等外加劑，對(duì)漿液性能進(jìn)行調(diào)節(jié)優(yōu)化，提高漿液的實(shí)際應(yīng)用適應(yīng)性。水泥漿液在實(shí)際應(yīng)用中材料來(lái)源廣泛、漿液性能可調(diào)節(jié)、成本較低、工藝簡(jiǎn)單以及結(jié)石強(qiáng)度大，應(yīng)用比較廣泛。但是要注意，想要達(dá)到預(yù)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(shù)脂漿液。如水玻璃漿液、脲醛樹(shù)脂漿液、聚丙烯酰胺漿液、不飽和樹(shù)脂漿液等化學(xué)漿液，主要以人工合成樹(shù)脂作為主要原料，通過(guò)固化劑作用來(lái)形成具有較大強(qiáng)度的固結(jié)物，對(duì)出現(xiàn)漏失的鉆孔位置進(jìn)行封堵。

結(jié)語(yǔ)

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

參考文獻(xiàn)：

[1]聞家俊.煤田地質(zhì)鉆探中鉆孔漏失與堵漏情況分析[J].科技風(fēng)，2018（21）：135.

[2]劉建標(biāo).煤田鉆孔漏失孔段堵漏技術(shù)[J].西部探礦工程，2018，30（2）：41-44.

[3]牛彥杰.煤田地質(zhì)鉆探中鉆孔漏失與堵漏情況探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2017（20）：56-57.

[4]唐文穎，曹麗文，王晚中，等.某井田煤田鉆孔漏失原因分析[J].能源技術(shù)與管理，2017（3）：8-9.