煤田地质钻探中钻孔漏失及堵漏问题分析

发表时间:2020/1/16   来源:《基层建设》2019年第27期   作者:朱健
[导读] 摘要:众所周知,我国主要的生产能源就是煤炭,为满足日趋上涨的需求量,近年来煤田开采技术在不断更新,以求进一步提高开采作业效率。
        中国煤炭地质总局第一勘探局科教中心  河北邢台  054000
        摘要:众所周知,我国主要的生产能源就是煤炭,为满足日趋上涨的需求量,近年来煤田开采技术在不断更新,以求进一步提高开采作业效率。其中,重视地质钻探钻孔漏失问题的分析,做好堵漏处理,对实现煤田高效开采具有重要意义。尤其是面对复杂的地质条件,怎样处理好钻孔漏失为必须要解决的重点问题,提前根据分析结果选择针对性强的措施进行防治应对,避免造成钻孔报废。
        关键词:煤田钻探;钻孔漏失;堵漏
        引言
        在对煤田进行钻孔的过程中,钻井液或是水泥浆的漏入,而造成的钻孔漏失。而这种钻孔漏失不仅会影响到工程的进程,还会造成经济损失。本文就将对地质工程在钻探过程中容易发生的钻孔漏失的常见的原因和现在主要的堵漏情况进行分析,尽可能的减少或是避免钻孔漏失,从而减少不必要的经济损失。
        1地质钻探技术的意义与作用
        地质钻探技术有着漫长的发展历史,对于人类社会的发展和人们的生产生活有着重要的作用。地质钻探技术帮助人们了解自然,利用自然资源。我国地大物博,资源丰富,地下丰富的矿产资源需要依靠地质钻探技术来发现,矿产资源的使用也需要依靠地质钻探技术来实现。除了地下矿产资源的勘测,建筑工程的地质勘测、地下水的勘测与开采,都离不开地质钻探技术。因此,地质钻探技术对我们的生产生活都具有重要的意义。地质钻探技术直接或间接地推动着社会的发展和经济的进步。我国地下矿产资源丰富,但是陈旧落后的地质勘测技术和地质钻探技术使得矿产的利用量很少,有着矿产甚至出现稀缺情况,这在一定程度上限制了我国社会与经济的发展,阻碍了国家的建设。近年来,为解决资源紧缺的问题,国家加大了力度发展地质勘测工程,地质钻探技术的重要性重新被认识到,地质钻探技术在新时代得到了更快的发展。
        2煤田地质钻探中钻孔漏失常见的原因
        (一)煤田地质钻探中的渗透性钻孔漏失。煤田地质钻探中的渗透性钻孔漏失主要发生在各种颗粒比较粗的地层中,这些地层基本都是未胶结或是有的是胶结性比较差,但是都有比较良好的渗透性,如在砂石类的土、碎石类的土、砂岩等地层中。造成这种钻孔漏失的主要原因是钻孔内压力的不平衡,即钻井液的当量循环密度超过了地层压力系数,由于两端的压力差而使得钻井液流入到地层当中,形成渗透性的钻孔漏失。这种渗透性的钻孔漏失形成的结果往往是钻井液会层层深入到地层的各层,并在地层的空隙中形成胶结的泥团。(二)煤田地质钻探中的天然裂缝和溶洞性的漏失。当煤田地质钻探中发生天然裂缝和溶洞性的漏失时,这就基本上和钻井液的压力大小没有多大的关系,因为即使在钻井液的压力很低的情况下,也可能会因为天然裂缝等而发生钻孔漏失。一旦发生天然裂缝和溶洞性的漏失时,漏失的钻井液的量会比较大,漏失的速度也相对的比较快,从而造成的影响也比较的严重。
        3煤田钻孔堵漏策略要点
        3.1增阻堵漏技术
        如果钻孔漏失发现及时,漏失情况比较轻微,则可以选择应用增阻堵漏的方法处理。即利用非故结硬化泥浆注入漏失带,达到提高漏失通道内液体流动阻力的目的,不断缩小漏失通道断面,或者是直接漏失通道全部堵塞,消除漏失问题后方可继续钻进。其中此种堵漏工艺常用的泥浆种类主要包括:第一,稠泥浆。此类泥浆在静止状态下岩粉和黏土会沉淀,便可以对漏失通道进行堵塞,减少甚至消除漏失问题,但是必须要维持24h以上的沉淀时间才可以达到堵漏效果。第二,高黏、高切、地相对密度泥浆。

多选择优质膨润土造浆,同时添加适量的高聚物进行增黏与降失水,然后将其注入漏失段,其可以形成高密度且韧性强的泥皮,对微裂隙进行有效封闭,以免漏失问题继续加剧。第三惰性充填材料泥浆。即向泥浆材料内添加各种形状的惰性充填材料,利用此来对漏失通道进行封堵,消除漏失问题。并且惰性材料可以单独或者复配使用,所选颗粒大小、粒度、形状、数量以及级配等均会对最后的堵漏效果产生影响,其中利用粗颗粒形成骨架,小颗粒充填其中,具有最佳防渗漏效果,堵漏体系稳定性更高。第四,其他泥浆。向泥浆内添加适量的氯化钙、水泥、水玻璃、聚丙烯酰胺和石灰乳等材料,制成不同种类泥浆材料,然后用于堵漏处理。不同种类的泥浆在堵漏处理中效果不同,需要根据实际条件来对比择优选择,达到最佳处理效果。
        3.2完善孔内事故问题
        孔内事故种类繁多,要综合具体的状况制定完善的应对措施与手段。分析不同的事故类型以及性质,根据实际状况制定不同的应对措施与手段。①捞。此种方式主要就是通过利用型号不同的矢锥打捞在孔中的钻具,其主要就是处理钻具折断等相关事故问题。②提。此种方式就是在卡钻、埋钻以及挤夹等事故中应用。在煤田地质勘查中出现此类事故我那天,要增加钻具的提升力,同上提的方式进行处理。③串。出现孔内掉块导致的挤压事故问题的时候应用此种技术手段,在出现事故问题的时候要反复地进行上下提动钻具,合理控制事故问题。④扫。在钻具只能在某个区域中进行来回活动的时候,可以通过反复的摆动钻具的方式扫碎存在的卡挤物;也可以在出现卡挤的时候通过扫、提结合的方式进行处理。⑤冲,此种方式主要就是在出现埋钻的时候通过冲洗液进行循环冲洗处理,达到排出障碍物的目的。⑥打,在浅孔或者深孔中浅部块位置出现挤压的时候,可以利用此种方式合理的控制钻具周边的挤压力,可以利用吊锤进行敲打,这样钻具就会产生震动力,在震动力的影响之下钻具则就会出现松动等问题。⑦顶,利用油压千斤顶提拔钻具。⑧反。主要通过反丝钻具分批分次的取出孔中的出现事故的钻杆,进行事故防治处理。⑨割。针对粗径钻具事故,在进行反取操作的基础之上完成上部钻杆之后通过此种方式进行合理有效地进行控制处理。⑩劈。利用环状的割块钻头劈开事故岩芯管以及钻具。⑪套。在出现事故我那天,通过反取操作处理,在土层中的粗径工具要根据要求进行扩孔套取处理。
        3.3钻井液堵漏
        用钻井液来进行堵钻孔漏失首先要根据漏失的大小来选择具体的堵漏方法。(1)用石灰乳泥浆堵钻孔漏失。用石灰乳泥浆进行堵漏的具体做法是将泥浆加入到熟石灰中,如果钻孔比较小,可以采用泵入的方法进行堵漏,如果钻孔比较大,可以直接将石灰乳泥浆倒入孔内,这种堵漏的方法主要是适用于中小型的钻孔漏失。(2)用胶冻泥浆堵钻孔漏失。用胶冻泥浆来堵钻孔漏失的具体方法是将粘度大于50S的泥浆加入到水泥或是熟石灰中,在加入1.5%-2.5%的水玻璃,在用这样的混合液来进行堵漏。这种堵漏的方法主要适用于中小型的钻孔漏失。(3)用聚丙烯酰胺絮凝浆液来堵钻孔漏失。在用聚丙烯酰胺絮凝浆液来堵钻孔漏失的具体做法是将HPAM以0.1%的浓度和5%左右的锯末加入到原浆中,配制成聚丙烯酰胺絮凝浆液,并将浆液倒入钻孔漏失的钻孔中。灌注这种浆液后需要等16个小时左右才可以进行扫孔。
        结语
        煤田地质钻探钻孔漏失问题一旦出现,如果不能及时发现和采取可靠措施处理,必定会造成重大损失,必须要重视对此方面的研究。基于现场地层条件,选择适应性最强的技术方法进行堵漏,将漏失造成的影响控制到最小,且为后续的钻孔作业提供保障。
        参考文献:
        [1]田秀丽.煤矿地质钻探技术的应用浅析[J].内蒙古煤炭经济,2018(4):16,22.
        [2]张建国,张文新.地质钻探中冲孔与护壁堵漏技术简要论述[J].铁道勘察,2014(05).
        [3]李杰.煤田地质勘探技术及特点分析[J].城市建设理论研究(电子版),2018,265(19):80-80.
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