刘艳伟
国家能源集团神东煤炭寸草塔二矿 内蒙古鄂尔多斯市 019010
摘要：在实际煤田地质钻孔施工过程中,受自然条件,技术条件和钻探工艺的制约,钻孔实际轨迹往往与设计轴线发生错位,造成钻进速度下降,降低钻探效率,甚至会造成机械事故和其他危害.因此,对煤炭地质钻取钻孔弯曲的原因和预防措施进行探究,有助于今后煤炭地质钻探工作顺利的进行,提高钻探工作质量和效率。
关键词：煤田地质钻探；钻孔漏失；堵漏
1、煤田地质钻探中钻孔漏失的常见类型
渗透性漏失。渗透性漏失多发生在第四系以及渗透性良好、孔隙度大的砂岩及砂砾岩地层中，此地层中的岩石颗粒较厚，且未固结或固结不良。漏失的主要原因是井中压力不平衡，即泥浆的等效循环密度超过地层压力系数，钻探液渗透地层。渗透率的漏失小，漏失速率慢。这种现象是泥浆池的液位缓慢下降，或者回流的钻探液减少。一旦发生漏失，它将一直持续到钻探液中的固体颗粒流入地层的孔隙并阻塞通道。
裂缝漏失。断裂漏失常发生在断层，地层不整合面和地层断裂带中，丢失的通道是大缝隙和大裂缝。
溶洞漏失。溶洞的渗漏经常发生在石灰岩，白云岩和其他地层中。它们的特点是漏失量大，持续时间长。有出口和没有出口的大漏失经常发生，并且突然发生。由于人为因素导致的漏失。当孔中液柱的压力大于地层破裂压力时，地层将漏失。在钻探作业中，人为因素引起的漏失通常是由钻探液的运行和性能两个方面引起的。有两种常见情况：
（1）降低钻具或套管时，特别是下降速度过快时，会引起压力激发地面破裂并引起漏失。
（2）当钻探液的切削力过高时，尤其是静态切削力过高时，再加上泵驱动速度太快或钻探速度太快，瞬态压力就会激发接地层和漏失。
2、钻孔漏失问题产生原因
2.1客观原因
从客观的角度分析钻孔漏失的原因，即煤田地质和水文地质条件。孔隙环境，溶隙环境，裂隙环境以及岩石层中上覆岩层的含水量都可能导致漏失。案例中煤田由来到新地层依次为奥陶统峰峰组，厚度约为245 m，主要是石灰岩，白云岩石灰石和局部的石灰岩和灰泥层。下二叠统山西组厚约70 m，主要由黏土，石灰岩，砂岩和煤脉构成，形成平坦的沿海沉积物。介质2与石河子组相同，厚度约为520 m。其中大多数是砂岩，页岩，带砾石的砂岩，中粒砂岩和页岩。在钻进过程中，发现岩石的空洞和裂缝高度发达，裂缝大多不闭合，主要分布在粗砂岩和细砂岩地层中，导致在作业阶段出现冲洗液漏失问题。
2.2主观因素
从主观角度分析钻探漏失的原因，即洗液种类，钻头的类型，清洗方法，钻孔过程的参数，钻孔速度和操作技术是可能的。这会导致孔漏失。在勘探和钻探煤层的情况下，污泥的制备，产量和缺失的地层不能适当地重合，从而导致洗涤液的漏失。其中应用的泥浆造浆土为峰峰土，混合后泥浆的比例为1.5，粘度低。钻探时，除了形成许多裂缝以外，钻探液柱中的流体压力还大于地层压力。最后，由于在钻探施工期间地层的破裂压力低于钻探液柱的压力，所以发生了漏失问题。另外，在钻探过程中，对于漏失情况，必须严格控制排量，泵压和钻探速度，由于钻探施工过程中操作不正常，会出现钻探速度快等问题。和巨大的钻探压力外力大于地层岩的破裂压力，同时由于外力的作用，自然封闭的裂缝打开形成裂缝，出现了钻探漏水的问题。与客观原因相比，主观因素具有更大的控制能力，也是防止漏失和阻塞的主要研究方向。
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。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。?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。
参考文献
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