复杂地层岩心钻探综合治理技术分析

2023-01-03

我们常说的复杂地层主要是指在钻探的工作中经常会发生一些坍塌或者掉块的现象。我国的地质岩心钻探技术起点低, 起步晚, 已经难以满足现有的地质发展现状。因此很多矿山的深部矿产资源得不到有效的利用, 矿山现有的服务年限非常短暂, 矿产资源非常有限。因此, 我国现阶段地质钻探的主要目的就是如何在现阶段提高我国复杂地层情况的岩心钻探技术水平。

1 复杂地层岩心钻探困难的原因

在钻探过程中, 可能由于一些地质或者其他人为的因素引起地质的破碎、裂隙、断裂等诸多现象, 这些状况继续发展下去就会产生地面的坍塌、漏水。产生这些现象的主要原因:

(1) 风化作用形成, 主要是通过风化作用破坏之前的分子结构, 打破了岩石颗粒之间的联系, 使岩石分子与分子间的距离增大了, 这样就加大了岩石的破坏性。

(2) 由于流水或者沉积作用形成的, 流水沉积作用极易将结构不牢固的岩石破坏掉, 造成更严重的坍塌现象。

(3) 地下水溶蚀作用形成的复杂地层。地下层的破坏往往是通过水化和溶解两种方式来形成的, 主要有如下的化学变化:2KAl Si O3O8+CO2+2H2O※Al2Si2O5 (OH) 4+4Si O2+K2CO3, 一般来说, 水中的花岗岩进过溶解之后, 里面的碳酸钾被暴露出来, 正长石高岭土石英碳酸钾石灰岩 (主要成份为Ca2CO3) 遇水中的碳酸 (气) 变成碳酸氢钙, 就像上述反应中描述的那样生成了我们常见的溶洞。也就产生了漏水、涌水的等反应。

2 在复杂地层进行钻进工作时应该考虑以下问题:

(1) 复杂地层中钻头寿命短、钻进效率低;在进行复杂地层的钻进工作时要考虑到钻头的使用寿命, 因为不同岩层间的硬度是不相同的, 因此在进行钻进时要充分考虑到这方面的因素。

(2) 不稳定地层的冲洗液配制措施:对于不稳定的低层, 应该多注意岩壁稳定方面的问题, 尤其对低层位的地层。

(3) 针对破碎 (漏失) 地层:我们一般是用冲洗液来对钻孔的孔壁进行清洗, 但是由于地层的破碎, 可能在冲洗的过程中出现拥堵或者其他情况。

3 如何解决复杂地层岩心钻探过程中出现的问题

在钻探生产过程中不仅要关注钻进结果更重要的是在钻进过程中要预防各种意外情况的发生, 采取施工和预防结合的方法对整个钻进过程进行管理。因此, 在钻进的过程中必须要进行完善、有效的防御措施。结合钻进工作的现场以及钻进材料的选择各个方面选择合适的钻进方案。在钻进的整个过程中我们要始终坚持“低层综合治理原则”, 低层综合治理是指在钻探过程中要延长各种钻探仪器的使用寿命, 提高钻探的效率, 降低钻探过程中的事故发生率。

3.1 针对钻头寿命短、钻进效率低下问题

对于坚硬致密低层, 我们可以采取四种方式来进行解决:一是选取软抬头钻头;第二酸溶法;第三就是投砂法;最后是微烧法。但是这四类方法都不能解决钻头寿命短的情况, 在进行钻进工作时, 我们通常采用光谱钻头来解决钻头寿命短的问题。主要依据的是这类钻头钻进效率比较高, 而且钻头的使用寿命也比较长的特点。因此, 对于坚硬致密地层的钻探工作就需要选择光谱钻头。

3.2 针对不稳定地层的冲洗液配制问题

针对不稳定地层, 更加需要用冲洗液对岩浆壁进行冲洗, 通过这种方式可以加强岩壁的稳定性。在施工的时候, 通常采用的是不停钻的随钻护壁堵漏技术, 采用这种方式可以提高施工的效率。

3.3 针对破碎 (漏失) 地层用冲洗液的配制问题

针对中度破碎 (漏失) 地层:通常针对这种地层我们可以采用PHP-水玻璃冲洗液来进行冲洗, 这种冲洗液的主要优点是:冲洗之前和冲洗完成后呈现不同的状态, 不会因为冲洗的原因造成浆液的拥堵, 这样既能够满足冲洗要求又不会造成灌浆壁的拥堵。对于严重破碎 (漏失) 地层:可以使用不分散水浆泥以及掺有加锯沫等填充材料的岩浆泥来进行填充。

4 保证顺利钻进的施工操作要求

在施工工作的过程中为了保障施工的顺利进行我们需要参照以下几项施工要求:

4.1 操作技术及工艺参数要求

在进行复杂地形的施工的时候, 应该注意按照施工地的具体情况来进行施工, 同时还应该要求施工人员具备一定的专业技能, 还需要不定时地对对施工人员进行思想教育, 这样才能养成良好的施工操作习惯。

在进行施工的时候, 最好采用的是进尺行程长的全液压钻机, 在器材的使用过程中尽量保证设备正常运行的有效时间, 减少设备的工作无效时间。在进行拧捏时, 要涂抹扣油, 减少施工器具的非正常磨损。另外我们在施工过程中常说的复杂地层失稳, 主要是因为在施工的时候冲洗液没有及时进行维修和维护, 这样冲洗液就失效了, 因此在钻进过程中必须应该保证在一定的时间效力内进行冲洗液的工作, 使冲洗液更好地发挥作用, 或者在施工的时候, 尽量等到冲洗液充分沉淀之后再进行施工, 这样就能避免岩粉重复破碎。当然冲洗液的管理工作也十分重要, 因此在施工的过程中应该聘请专业的人员来管理冲洗液, 以便随时对冲洗液的性能进行检测。

4.2 生产组织要求

在施工过程中还需要注意进行生产过程的管理工作, 针对于此, 我们需要建立一个完善的管理机制对生产过程进行管理, 制定施工管理计划, 按照施工计划来进行施工。同时还需要建立完善的问题反馈小组, 问题小组负责的就是定期对施工过程进行监督、管理。一旦发现问题必须及时报告、及时处理, 以利于及时调整施工技术方案。

总结:

对于复杂的地层, 我们应该采用综合钻探的方法, 分析施工的各个因素间的联系, 从而保证施工的每一个方面、每一道工序都能够顺利进行。同时在进行钻探的时候还需要虽施工的环境进行检验, 包括考察施工的地质情况, 选择适宜的施工方案来进行施工从而保障施工质量。本文作者结合自身就地质钻探过程中的一些问题做了分析, 希望可以和同行共同探讨, 以此来促进我国的地质钻探工作的顺利进行。

摘要：我们在进行钻探工作时候, 经常会遇到坍塌、漏水等地质情况, 这就导致钻探工作不能正常进行, 出现这种现象往往会给个人以及整个企业带来不良的后果, 因此在地质钻探过程中如何解决此类问题已经地质钻探人员的首要难题, 本文作者结合自身复杂地层岩心钻探综合治理技术做了初步的分析, 希望通过本文的分析可增加读者对复杂地层施工工作的了解。

关键词：复杂地层,岩心钻探,原因分析,综合治理