淺談鉆孔護孔與堵漏工藝

朱冬鈺，姜建建，王海鑌

(連云港黃海機械股份有限公司，江蘇連云港　222062)

淺談鉆孔護孔與堵漏工藝

朱冬鈺，姜建建，王海鑌

(連云港黃海機械股份有限公司，江蘇連云港222062)

摘要：：隨著我國地質勘探、工程建設等事業(yè)的不斷發(fā)展，繩索取心鉆進技術日漸成熟，提高了我國鉆探技術水平，充分顯示了這項技術的優(yōu)越性，同時也累積了大量的珍貴經驗。為了讓繩索取心鉆進技術得到發(fā)展，必須足夠重視復雜地層的鉆進工藝措施。

關鍵詞：繩索取心；堵漏；護孔；泥漿

中圖分類號：P634.8

文獻標識碼：A

文章編號：1009-282X(2015)06-0042-02

收稿日期：2015-07-08

作者簡介：朱冬鈺(1987-)，男，連云港海州開發(fā)區(qū)黃海機械股份有限公司工程師，從事巖心鉆機、全液壓鉆機、煤層氣鉆機設計工作，Tel：0518-85383040,15161390598，E-mail：88470518@qq.com；姜建建(1985-)，男，江蘇連云港人，機械設計制造及其自動化專業(yè)，主要從事立軸式巖心鉆機及塔機一體鉆機的開發(fā)，Tel：13851260193，E-mail：399260544@qq.com。

1繩索取心鉆進

繩索取心法是不提鉆取心方法之一，即在鉆進過程中，當內巖心管裝滿巖心或巖心堵塞時，不需要把孔內部全部鉆桿提升到地表，而是通過專門的打撈工具，用鋼絲繩把內巖心管從鉆桿柱內部撈上來。

2鉆孔護孔與堵漏工藝的重要性

繩索取心鉆進穩(wěn)定地層時，是比較成熟的技術，但鉆進一些復雜地層時，會發(fā)生漏、涌、塌等現(xiàn)象，更嚴重的可能會引起各種孔內事故，導致鉆進效率低、價格高，不能使取心鉆進的優(yōu)越性得以發(fā)揮，所以必須認識復雜地層護孔與堵漏工藝的重要性，才能更好的使其得到應用。

3繩索取心鉆進護孔常見問題和對策

護壁堵漏方法的選擇主要是由地質條件決定，但具體問題具體分析：

3.1　鉆進破碎、坍塌等復雜地層的處理措施

(1)在淺孔部(距孔口200m以內)鉆進遇松散地層，宜采用快速鉆進穿過該地層后下入套管隔離。

(2)鉆進遇煤層、構造破碎帶和吸水膨脹等易坍塌地層，宜采用防塌沖洗液護孔。

(3)在深孔鉆進遇漏失嚴重、構造破碎帶地層，宜采用繩索取心鉆桿作套管，然后換小一級別鉆具鉆進；也可以采用泥漿或水泥護壁堵漏；還可以采用下飛管固井。

3.2　堵漏工藝對策

鉆進發(fā)生沖洗液漏失是一個常見的、多發(fā)的問題。漏失程度從滲透性漏失、裂隙行漏失到小溶隙、大裂隙和孔洞性漏失不等，由于地層條件復雜多變，其漏失的部位、程度變化較大。有時個別情況會涌、漏并存，或鉆進時漏，停鉆時涌，或漏大于涌，或涌大于漏，給繩索取心鉆進施工造成了很大的困難。為此，遇有漏失情況，本著一切從事實出發(fā)，必須分析、判斷漏失類型，并有針對性地進行堵漏工作。常見的堵漏工藝技術有以下九種：

(1)綜合材料堵漏，使用成都工藝所研制的細型綜合材料以及常見的鋸末等。對于滲透性漏失地層，選用細型綜合材料滲入沖洗液中，通過泵入循環(huán)達到隨鉆隨堵的目的；對于小至中等裂縫地層，采用集中灌注法，即將綜合性材料或鋸末與沖洗液混合、攪勻，當內管總成打撈上來后，從鉆桿內灌入，灌入量根據損失程度確定，待孔口反水后可繼續(xù)鉆進下一回次。且一次不能堵住可反復操作幾次，通常會取得滿意效果。

(2)801隨鉆堵漏劑堵漏，使用多種高分子物質配制而成的復合材料。對于遇到的滲透性漏失，可將801堵漏劑直接滲入到沖洗液中，通過泵入循環(huán)達到隨鉆隨堵的目的；用于小至中等漏失地層，可采用801堵漏劑，加量為泥漿的3%，和綜合性材料或鋸末0.5%～1%混合，用泥漿調節(jié)稠狀從繩索取心鉆桿內灌入，并開泵壓送到漏失部位，即可起到堵漏作用。

它遇水后能產生聯(lián)化等反應，形成網狀結構，能在很短的時間內形成堵漏體，具有良好的的黏附性、彈性、耐水性、和一定的濕強度，可用于專門的堵漏，也可隨鉆堵漏，可單一使用，亦可混合其他材料使用。

(3)DTR高失水堵漏劑，使用滲濾性材料、纖維狀材料和聚凝劑等復合而成的粉劑。這些材料具有巨大的比表面積，它與水混合后成為一種具有流動性、懸浮性和可泵性的堵漏漿液，進入堵漏通道后，受液注壓差的作用，而形成有一定濕強度的堵塞物。

(4)高吸水樹脂(PAN-HAK)堵漏，使用泉州腐植酸廠所研制產品，主要用于石油鉆堵漏。其粒度粗細不等，用于取心鉆進堵漏時，需要粉碎。對于滲透性漏失鉆孔采用：鋸末+高吸水樹脂+高黏度泥漿，攪拌均勻，從鉆桿口灌入處理；然而中等漏失孔(孔口不返水)，通常采用瀝青球壓裂隙后加鋸末、高吸水樹脂和泥漿攪拌均勻灌入。

其可作為單一的堵漏材料使用，也可和其他材料混合使用。高吸水樹脂具有很強的吸水性、黏性、可塑性、彈性、韌性和膠體應變特性，可將周圍的物質黏附在其周圍，同時吸水不斷膨脹，常態(tài)吸量可達到100倍以上。

(5)CMC+鋸末堵漏。CMC遇水后表面很快吸水膨脹，發(fā)黏，一部分CMC溶于水形成膠體，另一部分則可在較長時間內以團塊存在，當其進入空隙后，因塊狀的CMC又逐漸吸水膨脹，形成黏性很強的膠體，被CMC所包裹的鋸末則起了骨架的作用，提高了堵漏強度，從而提高了堵漏效果。

(6)PHP膠體、PHP+鋸末堵漏。PHP膠體具有很高的黏性和彈性，當濃度高時可拉成長絲，并不易被外力攪散，同時對巖粉和黏土有很強的絮凝作用。它在一定壓力下不僅能擠入并填滿空隙，而且還能在鉆進過程中不斷絮凝巖粉和黏土，增加堵漏作用。亦可在PHP膠體滲入一定比例的鋸末等材料，效果也是相當不錯。

堵漏方法：把制好的瀝青泥球用巖心管送到預定位置(一般是孔底)，當鉆具把其搗實，并擠入裂隙、透孔鉆進，即可達到堵漏效果

(7)改性瀝青泥球堵漏，由福建121隊于1987—1988年研制的。主要是采用一定比例的機油、瀝青和黏土配置成一定塑性的材料，可制成不同規(guī)格的球體，不溶于水。改性瀝青泥球主要用于較大的開放性裂隙堵漏。把制好的瀝青泥球用巖心管送到預定位置(一般為孔底)，用鉆具搗實，并擠入裂隙，透孔鉆進，即可達到堵漏效果。

(8)水泥護壁堵漏，當采用一般防塌沖洗液護孔難以奏效時，可選該護孔方案。其優(yōu)點是適用范圍廣，不僅對較大段距中小漏失層有較好的堵漏效果，而且能封閉涌漏并存和用于較大裂隙和空洞堵漏。

水泥凝固后雖有較高的抗壓強度，但在較強的沖擊力作用下易破碎解體，只有當其厚度達到一定數(shù)值后，才能經得住高速旋轉鉆具的敲打。為了使水泥凝固時間短，除使用速凝劑外，必須采用低水灰比，而低水灰比的水泥漿流動性比較差，不可能像溶液那樣能迅速滲透。為了在坍塌層中人為地灌注成一個粗大的混凝土體，只能借助泵壓使水泥漿進入到坍塌部的深部，并盡量與坍塌物均勻的混合在一起形成粗大的混凝土體，透孔后方可形成堅固的孔壁。

在較長段裂隙性漏失中堵漏，宜采用鉆進一段(30～50m)封閉一段為好，如果裂隙性很大，亦可在泥漿中加入鋸末等材料，使用效果相當?shù)暮谩?/p>

(9)套管護孔與堵漏，適合孔壁不穩(wěn)定的構造破碎帶地層，坍塌，掉塊嚴重，用防坍塌沖洗液效果不佳的情況下，應考慮套管護孔。對于存在較大裂隙、溶洞等漏失地層；鉆進遇“老洞”及“大肚子”時，易造成鉆具折斷事故，都應考慮下套管。

4結論

繩索取心鉆進已經成為我國主要的鉆探技術之一，其鉆進效率高、穩(wěn)定性強、減輕了勞動強度，繩索取心鉆進的各項經濟指標均高于普通雙管鉆進。在復雜地層鉆進過程中，會發(fā)生漏、涌、塌等現(xiàn)象，更可能引發(fā)孔內事故，因此鉆孔與堵漏應當給予重視。本文還介紹了護孔與堵漏經常遇到的情況和處理辦法，為更好的鉆進提供了參考。

鉆孔漏失會給工作帶來諸多不便。發(fā)現(xiàn)鉆孔漏失后，應先行測定，取得堵漏層資料后確定堵漏技術措施。在鉆進過程中漏失現(xiàn)象解決不當，既影響工作進度，又要遭受經濟損失。因此，及時發(fā)現(xiàn)孔漏失的原因，找到適當?shù)慕鉀Q辦法具有非常重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻：主要

[1]李國民,蕭劍,王貴和.繩索取心鉆探技術.北京：冶金工業(yè)出版社，2013.