關(guān)于地?zé)峋@探工藝及方法的探討

高亮

摘 要： 近年來，我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展步伐日漸加快，但是與此同時(shí)，環(huán)境問題以及能源危機(jī)問題變得越發(fā)突出起來，給人們的生產(chǎn)生活帶來巨大影響，更嚴(yán)重阻礙到經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。為了避免環(huán)境問題進(jìn)一步惡化，緩解能源危機(jī)問題，新能源研發(fā)以及勘探受到了人們的普遍重視，研究力度也在不斷加強(qiáng)。地?zé)豳Y源作為一種可再生、無污染、清潔的新型能源，其儲(chǔ)量非常豐富，因此地?zé)豳Y源的開發(fā)利用成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，在此背景下，地?zé)徙@碳工藝與技術(shù)也迅速發(fā)展起來，而且在不斷實(shí)踐應(yīng)用過程當(dāng)中，取得了進(jìn)一步改良和發(fā)展，為開發(fā)利用地?zé)豳Y源提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐?；诖?，下文主要對(duì)我國地?zé)峋@探工藝及其方法予以分析探討，希望能為有關(guān)人士提供一些借鑒和參考。

關(guān)鍵詞： 鉆探工藝;地?zé)崮茉?地?zé)峋?/p>

【中圖分類號(hào)】P634???? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A???? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.39.246

當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展背景下，環(huán)境問題和能源問題成為影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的兩大重要問題。在此背景下，如何科學(xué)有效地勘探開發(fā)新能源受到了人們的廣泛關(guān)注，而地?zé)豳Y源作為一種清潔污染、可再生的能源類型成為當(dāng)前新能源開發(fā)的重點(diǎn)，而為了更好的勘探開發(fā)這些地?zé)豳Y源，加強(qiáng)地?zé)峋@探工藝及方法研究更加凸顯出其重要性。基于此，對(duì)地?zé)峋@探工藝及方法進(jìn)行一些分析與探討，希望能為有關(guān)人士提供借鑒和參考。

1 地?zé)峋@探

地?zé)徙@井在地?zé)崴约暗責(zé)嵴魵忾_發(fā)利用當(dāng)中應(yīng)用最為普遍，是勘探開發(fā)地?zé)崃黧w重要的技術(shù)手段。在20世紀(jì)70年代，我國北京、天津地區(qū)首次開展地?zé)豳Y源鉆探開發(fā)，最初深度主要處于500～1000m 深度范圍內(nèi)的地?zé)豳Y源，小徑打大徑擴(kuò)孔成井的工藝是主要的鉆探成井工藝。但是鉆探效率不高，還有著較長的成井周期，通常千米深度左右的地?zé)峋枰?-12個(gè)月才能完成。20世紀(jì)80年代，在地?zé)豳Y源勘探方面我國的技術(shù)水平有了巨大發(fā)展，勘查范圍日漸擴(kuò)大，主要運(yùn)用轉(zhuǎn)進(jìn)方式為牙輪鉆頭與刮刀鉆頭，成井工藝主要為三級(jí)口徑成井工藝，有效降低了成井周期，專探效率大幅增強(qiáng)，進(jìn)入90年代以后，我國地?zé)豳Y源勘查工作在全國范圍內(nèi)內(nèi)展開，配套機(jī)械設(shè)備越來越先進(jìn)，最近效率不斷增高，大幅提高了成井質(zhì)量。

2 地?zé)峋@探工藝

鉆井工程主要是通過轉(zhuǎn)機(jī)和相關(guān)設(shè)備，向地下開展鉆鑿孔眼，來對(duì)地?zé)豳Y源、天然氣和地下石油，地下水鹽水等進(jìn)行開發(fā)利用的鉆井工程?，F(xiàn)如今，伴隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日漸提升，在石油鉆井方面技術(shù)非常成熟。現(xiàn)如今我國的鉆井工藝主要包括下面幾種：

如泥漿正循環(huán)鉆探工藝：是利用鉆井液以及泥漿循環(huán)，對(duì)鉆井井壁進(jìn)行保護(hù)與出渣，正循環(huán)鉆機(jī)通過泥漿泵在泥漿池中，將泥漿液以及泥漿向鉆桿中抽取，借助鉆桿將泥漿以及鉆井液向鉆井輸送，之后攜帶鉆渣向鉆井井口部位自然的進(jìn)行排放，排出地面，這種工藝手段操作起來非常的簡(jiǎn)單，而且成本投入非常低?，F(xiàn)在正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝在鉆探工藝當(dāng)中應(yīng)用十分普遍，具有很高的適用性。但該工藝也存在一定缺點(diǎn)，主要通過自然循環(huán)形式的泥漿和鉆井液進(jìn)行排渣，在能力上非常的弱，小顆粒的鉆渣才能被排出，會(huì)在井里殘留大顆粒的鉆渣，也會(huì)影響鉆井速度，磨損鉆具非常大。

氣舉反循環(huán)鉆探工藝。在地?zé)徙@探工作當(dāng)中，這種工藝技術(shù)手段優(yōu)勢(shì)非常突出，該工藝實(shí)施過程當(dāng)中，主要借助空氣壓縮，有很多小氣泡形成以管內(nèi)，進(jìn)而使一種低比重水水氣混合物形成在鉆桿和小氣泡當(dāng)中，通過壓差原理，形成氣舉向上的運(yùn)動(dòng)，通過較快的速度將混合物當(dāng)中的空氣、沖洗液、巖屑，通過鉆桿內(nèi)管向館外帶出，并帶走井底的巖芯與巖粉，通過振動(dòng)篩，向沉淀池排入，鉆井液通過沉淀之后，并再次向井內(nèi)流回進(jìn)行利用，通過井底進(jìn)入到鉆桿當(dāng)中，對(duì)鉆井液消耗的空間不斷的進(jìn)行補(bǔ)充，循環(huán)進(jìn)行鉆進(jìn)。

該鉆探工藝具有的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在，能夠?qū)⒌貙勇┦闆r有效克服，還能有效控制泥漿污染環(huán)境，避免對(duì)含水層造成堵塞。同時(shí)還能減除目的層鉆進(jìn)過程當(dāng)中化學(xué)洗井工序，是巖層沉水能力大幅增強(qiáng)。汽水混合器以及空壓機(jī)和雙臂轉(zhuǎn)桿以及配套水龍頭和雙壁主動(dòng)鉆桿共同組成。

3 高壓噴射鉆探工藝

該工藝手段是運(yùn)用噴射式鉆頭，借助專業(yè)設(shè)備形成較高的泵壓，然后在噴嘴部位，使泥漿產(chǎn)生噴射速度75～100m/s的一種鉆探技術(shù)手段，井底通過泥漿高流速的噴射，更利于鉆頭對(duì)巖石進(jìn)行破碎，還有利于清洗鉆頭和井底，提高轉(zhuǎn)進(jìn)速度。鉆進(jìn)過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)應(yīng)用大功率強(qiáng)力泵，運(yùn)用低固相的泥漿，保證泥漿凈化作用以及除砂效果，大幅增強(qiáng)鉆探速度，也有效提高了鉆井效率。

此項(xiàng)技術(shù)最初是美國1948年所推出，在20世紀(jì)60年代，該項(xiàng)技術(shù)才得到大面積推廣，我國也是在這一時(shí)期開始對(duì)噴射鉆井技術(shù)進(jìn)行研究，在長期的研究發(fā)展過程當(dāng)中，該項(xiàng)技術(shù)工藝已經(jīng)日漸成熟，大幅提高了鉆井速度。

4 地?zé)峋@探中應(yīng)注意的問題

不同地層 地?zé)峋@探過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)充分考慮不同地層，對(duì)鉆探方式科學(xué)選擇，由于地層的不同，對(duì)于鉆探技術(shù)也有著不同的要求，泥漿在日常工作當(dāng)中非常常見，火山巖構(gòu)成和變質(zhì)巖裂隙發(fā)育的地層較多，熱水型，地層壓力與靜水壓力相接近，蒸汽行地層壓力比較低，鉆探工作開展過程當(dāng)中，時(shí)常出現(xiàn)鉆井液漏失問題，導(dǎo)致鉆井設(shè)備在高溫條件下長期運(yùn)行，并處于低 pH、H2S、CO2腐蝕條件下，深度較淺，鉆進(jìn)效率不高，極易引發(fā)管材損傷以及機(jī)械損耗，增加疲勞問題。

泥漿的漏失。在泥漿漏失現(xiàn)象中，有的是部分泥漿流入地層，還有的是全漏失導(dǎo)致循環(huán)中斷，這些現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致孔內(nèi)巖粉停滯使鉆進(jìn)效率下降，還會(huì)由于鉆孔液面下降，導(dǎo)致地層坍塌、泥漿沸騰和井噴等問題。

環(huán)境保護(hù)。含水層的鉆進(jìn)及成井由于裂隙發(fā)育，經(jīng)常會(huì)發(fā)生大量漏失事故，這會(huì)給含水層帶來嚴(yán)重污染，要盡可能采用氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)工藝，研制并使用不含膨潤土的沖洗液防止此類事故發(fā)生。在鉆探過程中，還會(huì)造成特殊臭味、瓦斯及微粒子的擴(kuò)散、噪音、鹽水的擴(kuò)散、地層下沉、地面水和地下水的污染、生態(tài)系統(tǒng)受影響等危害，因此，對(duì)環(huán)境的保護(hù)也是鉆探工藝的一部分。

5 結(jié)語

地?zé)峋@探技術(shù)使地?zé)豳Y源的開發(fā)利用的前提，近三十年來，一些新型的地?zé)峥辈榉椒ê豌@進(jìn)新技術(shù)的應(yīng)用，使鉆探風(fēng)險(xiǎn)得以控制，鉆井成功率也不斷提高。

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